JA NIKKELITUTKIMUKSET KURJALANKALLIOIDEN ALUEELLA ALAVIESKASSA VUOSINA

Transkriptio

1 ARJ<.dSTOKAP GEOLOGINEN TUTKIMUSLAITOS M 19/2431/-83/2/10 Alavieska Kurjalankalliot Kaj J. Västi KUPARI- JA NIKKELITUTKIMUKSET KURJALANKALLIOIDEN ALUEELLA ALAVIESKASSA VUOSINA

2 YHTEENVETO Tutkimukset Alavieskan Kurjalankallioilta n. 5,5 km kaakkoon ulottuvan Cu- ja Ni-pitoisen gabrolohkareviuhkan lähtökohdan löytämiseksi aloitettiin kallioperäkartoituksella. Kurjalankallioiden alueella esiintyvästä emäksisestä - ultraemäksisestä kivilajikompleksista tavattiin paikoin sellaisia paljastumia, jotka kivilajinsa puolesta vastasivat läheisesti lohkareita. Paljastumissa ei kuitenkaan esiintynyt kiisuja. Tutkimuksia jatkettiin magneettisilla ja sähköisillä maastomittauksilla sekä geokemiallisilla tutkimuksilla. Geofysikaalisesti alueelle ei saatu merkittäviä anomalioita. Geokemiallinen tutkimus osoitti, että emäksisen - ultraemäksisen intruusion SE-osassa on pienehkö Cu-anomaalinen alue, missä maksimipitoisuudet ovat ppm Cu moreenissa ja 540 ppm Cu kalliossa. Korkeimmat Ni-anomaliat, 1010 ppm moreenissa ja 430 ppm kalliossa, esiintyvät samalla alueella kuin Cu-anomaliakin.

3 SISÄLLYSLUETTELO JOHDANTO Alueen sijainti, morfologia ja paljastumaolosuhteet. Kulkuyhteydet Tutkimuskohteen nimeäminen ja pinta-ala Aikaisemmat tutkimukset Sivu TUTKIMUSTEN TAUSTA 5 SUORITETUT MALMITUTKIMUKSET 5 Kallioperäkartoitus 5 Maaperätutkimukset 7 Geokemialliset tutkimukset 7 Geofysikaaliset tutkimukset 10 TUTKIMUSTEN AIKANA KERTYNYT AINEISTO 13 TUTKIMUSKOHTEEN GEOLOGIASTA Intrusiivit Peridotiitti Oliviininoriitti Gabrot Dioriitti Tonaliitti ja kvartsidioriitti Graniitti Suprakrustiset kivet Kiilleliuske Grauvakka Konglomeraatit Juonikivet Emäksisen muodostuman rakennepiirteistä AIHEEN ARVIOINTI 18 VIITTEET 19 LIITTEET LIITTYY

4 3 JOHDANTO Alueensijainti,morfologia,j palja:stumaolosuhteet Tutkimusalue sijaitsee Keski-Pohjanmaalla Alavieskan kunnan eteläosassa Kalajoen rajan tuntumassa karttalehdillä A ja C. Tutkimukset ovat osittain ulottuneet myös Kalajoen ja karttalehden B ja D puolelle (kuva 1). Morfologian puolesta alue on tyypillistä keskipohjalaista alavaa suon ja kivisen moreenimaan yhdistelmää. Laajat ja vaikeakulkuiset "pirunpellot" ovat hyvin yleisiä. Paljastumaolosuhteet tutkimuskohteen keskeisellä alueella ovat hyvät. Kurjalankallioiden W-, N- ja NE-puolella paljastumia on sensijaan erittäin niukasti. Kulkuyhteydet Tutkimusalueen vierestä kulkee Alavieskan ja Raution välinen hyväkuntoinen öljysoratie, jolta erkanee kaakkoon, tutkimusalueen halki kulkeva metsäautotie. Alavieskan kirkolle kertyy matkaa n. 8 km ja Ylivieskaan n. 20 km. Kokkolaan on matkaa n. 80 km. Tutkimuskohteen nimeäminen j pinta-ala Tutkimuskohteen ydinalue sijaitsee Kurjalankallioiden alueella ja välittömässä läheisyydessä joten kohteen nimeämisessä ei ollut vaikeuksia. Tutkimuskohteen pinta-ala on n. 5 km2, joskin geologista kartoitusta suoritettiin laajemmalla alueella. Aikaisemmat tutkimukset Geologista kartoitusta alueella on suoritettu jo kuluvan vuosisadan alussa. Mäkisen (1916) julkaisema tutkimus lienee ensimmäinen laajempi kuvaus ympäristön kallioperästä. Myöhemmin ovat Saksela (1932) ja Salli (1955) julkaisseet alueelta kallioperäkartat mittakaavoissa 1 : ja 1 :

5 Kuva 1. Tutkimusalueen sijainti. 4

6 5 TUTKIMUSTENTAUSTA Tutkimukset käynnistyivät alueella 1970-luvun loppupuolella ja 1980-luvun alussa lyötyneiden Cu- ja Ni-pitoisten kansannäytteiden johdosta (taulukko 1). Vaikka lohkareita olikin melko vähän näyttivät ne muodostavan viuhkan, joka johti ktl :n A alareunassa sijaitsevaan emäksiseen intruusioon, jonka Salli (1955) on kartassaan kuvannut ofiittiseksi plagioklaasiporfyriitiksi (kuva 2). Huolimatta näytteiden suhteellisen alhaisista pitoisuuksista, katsottiin lisäselvitykset alueella tarpeellisiksi. Taulukko 1. Kurjalankallioiden - Kiviharjun lohkareviuhkan kupari- ja magneettikiisupitoiset lohkareet. - ei analysoitu SUORITETUT MALMITUTKIMUKSET Kalliöperäkartoitus Kurjalankallioiden alueen geologisen kartoituksen teki loppukesällä 1981 Luk Leif Hemming apulaisenaan geol. yo Hannu Ojanen. Allekirjoittanut kartoitti kohteen lähiympäristön ja revidoi Hemmingin kartoittaman alueen. Paljastumahavain toja kertyi n. 10 km 2 alueelta 68 kpl. Allekirjoittanut laati

7

8 7 havaintojen perusteella kallioperäkartan (kuva 3). Paljastumattomilla alueilla karttakuvaa tarkennettiin cobrauksen yhteydessä saaduilla kallionappinäytteillä. Maaperätutkimukset Heinäkuussa 1981 tehtiin alueelle H. Hirvaksen malminetsintää palvelevan maaperäryhmän toimesta kaksi traktorikaivantoa maaperän kerrosjärjestyksen, rakenteen ja mannerjäätikön kulkusuunnan selvittämiseksi. Kuoppien syvyydet olivat 3 ja 4,5 m. Kummassakaan ei päästy kallioon asti. Molemmista kuopista tehtiin suuntaus- ja kivilaskut. Geokemiaa varten otettiin näytteet kuoppien seinämistä 5 cm :n välein. Cu- ja Ni-pitoisuudet jäivät kuitenkin hyvin alhaisiksi. Moreenin minilohkareiden suuntaus on esitetty kuvassa 4. Geokemiallisettutkimukset Geokemiallinen näytteenotto aloitettiin helmikuussa 1982 yhteistyönä geokemian osaston kanssa siten, että em. osasto asetti työhön kahden hengen näytteenottoryhmän ja allekirjoittanut vastasi tutkimusten johdosta ja näytteenoton suunnittelusta. Näytteenottajina toimivat P. Jutila ja K. Kariniemi. Näytteenottokalustona käytettiin Cobra-iskuporakonetta, tankokalustoa ja läpivirtausteriä. Kaikkiaan otettiin mennessä 245 pisteestä 478 näytettä. Oletettuja kallionappinäytteitä saatiin 89 kpl. Cobrausnäytteistä analysoitiin moreeninäytteet ja kallionäytteet, mistä sellainen saatiin, erikseen. Geokemiallisilla kartoilla (liitteet 1 ja 2) mo :reenianalyysi on esitetty ylempänä ja kallionäyteanalyysi alapuolella. Moreenin analyysisymboli kuvaa samalla näytepisteen oikeaa sijaintia. Kuparin suhteen emäksinen intruusio näyttää olevan heikosti anomaalinen. Intruusion SE-osassa on kuitenkin pienehkö selvästi anomaalinen alue, missä maksimi Cu-pitoisuus on moree- :

9

10 9

11 10 nissa ppm. Kallionäytteestä saatu maksimipitoisuus on sensijaan vain 540 ppm (liite 1). Ni-pitoisuudet ovat yleisesti ottaen huomattavasti alhaisempia kuin Cu-pitoisuudet, mutta ne liittyvät kuitenkin toisiinsa. Moreenan korkein Ni-anomalia 670 ppm on samassa pisteessä kuin korkein Cu-anomalia. Korkein Ni-pitoisuus kalliossa, 430 ppm, on kuitenkin gabromuodostuman S-osassa (liite 2). Toukokuun lopulla 1983 otettiin malmiosaston toimesta emäksisen intruusion SE-osassa olevalta Cu-anomaaliselta alueelta kaksi tarkistuslinjaa(x ja X = }, anomalian laajuuden selvittämiseksi. Kaikkiaan otettiin Cobralla 31 näytettä 22 pisteestä. Maksimipitoisuudet moreenissa olivat 1300 ppm Cu ja 1010 ppm Ni. Näytteenottajina toimivat kenttätutkimusapulaiset R. Toivonen ja V. Autio. Kuparin ja nikkelin pitoisuusjakaumat moreenissa ja kalliossa on esitetty kuvassa 5. Geofysikaaliset tutkimukset Sähköiset ja magneettiset maastomittaukset aloitettin toukokuussa Mittaukset oli kuitenkin lopetettava luonnonoloista johtuen kun alkuperäisestä mittaussuunnitelmasta oli suoritettu noin puolet. Mittauksia jatkettiin vuoden 1982 tammikuussa ja kaikkiaan mitattiin 5 km 2 suuruinen alue (kuva 6). Magneettisen mittauksen perusteella emäksinen kivilajikompleksi on heikosti ja hajanaisesti magneettinen vain reunaosiltaan. Sähköinen mittaus tehtiin slingramilla 60 m kelaväliä ja Hz jaksolukua käyttäen. Reaalikomponentin mukaan alueella ei ole kuin yksi hyvin pieni ja heikko (-4 %) johde, joka sekin johtunee savista.

12

13

14 1 3 TUTKIMUSTEN AIKANA KERTYNYT AINEISTO Menetelmät Aineisto Kallioperäkartoitus 68 havaintoa (LHG 39 ; KJV 29) Maaperätutkimukset traktorikaivantoja 2 kpl suuntauslaskuja 2 kpl kivilaskuja 2 kpl Geofysikaaliset tutkimukset magnetometrausta ja slingram-mittausta ( Hz/60 m) 5 km 2 Geokemialliset tutkimukset - pedogeokemia näytteenottopisteitä 267/näytteitä 509 kallionappinäytteitä 89 kpl Mikroskooppitutkimukset ohuthieitä 18 kpl TUTKIMUSKOHTEEN GEOLOGIASTA Intrusiivit Peridotiitti Peridotiittia esiintyy intruusion sisällä huomattavammassa määrin kolmessa eri kohteessa. Makroskooppisesti katsottuna se koostuu pääasiassa sarvivälkkeestä. Joskus siinä on havaittavissa pyrokseenirakeita ja vähän myös plagioklaasia. Magneettikiisua esiintyy heikkona pirotteena plagioklaasipitoisissa tyypeissä. Raekooltaan kivi on keskirakeista ja rakenteeltaan hypidiomorfista. Oliviininoriitti Oliviininoriittia tavataan kolmena erillisenä osueena intruusion sisällä. Yhdessä on keskellä peridotiittia. Päämineraaleina on labradoriittia, oliviinia, augiittia ja hypersteniä. Aksessoreina esiintyy opaakkia, biotiittia, serisiittiä ja sarvivälkettä. Oliviinin ympärillä on usein nähtävissä kelyfiittinen reaktiorengas, jonka sisäkehä on väritön ja ulkokehä

15 1 4 vaalean vihertävä. Rakenteeltaan oliviininoriitti on hypidiomorfista tai ofiittista ja raekooltaan keskirakeista. Gabrot Gabroja on erotettu kivilajikartalle kolmea eri tyyppiä. Selvästi yleisin tyyppi on sarvivälkegabro, joka samalla muodostaa valtaosan koko emäksisestä intruusiosta. Päämineraaleina esiintyy sarvivälkettä, labradoriittia ja paikoin myös kloriittia ja opaakkia. Aksessoreina on serisiittiä, biotiittia, epidoottia ja hypersteniä. Plagioklaasi esiintyy yleensä pitkinä liistakkeina, jotka ovat muuttuneet vain vähän serisiitiksi. Osa rakeista on vyöhykkeellisiä. Rapautumispinnalla plagioklaasi on usein violettia väriltään. Sarvivälke esiintyy pääasiassa plagioklaasiliistak~-. keiden välitiloissa hienorakeisesta silpusta koostuvina aggregaatteina, jotka makroskooppisesti näyttävät omamuotoisilta rakeilta. Sarvivälke on muuttunut osittain kloriitiksi ja mahdollisesti myös kummingtoniitiksi. Sarvivälkekasaumien keskellä on usein jäljellä runsaan opaakkipigmentin peittämiä pyroksenipseudomorfooseja. Sarvivälkegabro on rakenteeltaan ofiittista tai hypidiomorfista ja raekooltaan karkearakeista - keskirakeista. Melagabro on mineraalikoostumukseltaan sarvivälkegabron kaltaista. Päämineraaleista sarvivälkettä on kuitenkin huomattavasti runsaammin kuin labradoriittia. Kloriittia ja opaakkia voi joskus olla myös päämineraaliksi asti. Aksessoreina esiintyy serisiittiä ja biotiittia. Rakenteeltaan melagabro on hypidiomorfista tai ofiittista ja raekooltaan keskirakeista. Leukogabro on sarvivälkegabron kaltainen sekä mineraalikoostumuksensa että rakenteensa puolesta. Päämineraaleista on labradoriittia kuitenkin selvästi runsaammin kuin sarvivälkettä. Em. mineraalien esiintymistapa on muuten samanlainen kuin ` sarvivälkegabrossa. Aksessoreina tavataan kloriittia, opaakkia, hypersteniä, biotiittia, apatiittia ja kvartsia. RaAknnltaan kivi nn karkaarakai Qta

16 1 5 Dioriitti Dioriittia on tavattu emäksisen intruusion keski- ja länsiosista parina pienenä erkaumana. Dioriitti on mineraalikoostumukseltaan gabrojen kaltainen, vain plagioklaasi on koostumukseltaan andesiinia. Sarvivälkeaggregaattien keskustassa esiintyy lisäksi paikoin väritöntä amfibolisilppua, joka lienee tremoliittia. Aksessoreina on kloriittia, opaakkia, biotiittia, serisiittiä ja karbonaattia. Rakenteeltaan kivi on ofiittista ja raekooltaan karkeata. Tonaliitii - ja -kvartsidioriitti Tonaliittia esiintyy laajalla alueella emäksisen intruusion itäpuolella. Tonaliitin ja emäksisen kiven kontaktia ei ole tavattu. Kontakti tonaliitin ja sen eteläpuolella olevien liuskeiden välillä on sensijaan nähtävissä, ja tonaliitti muodostaa kontaktin tuntumassa intrusiivibreksiarakenteita. Li.uskeiden lisäksi tonaliitissa esiintyy paikoin pieniä pyöristyneitä kvartsidioriittifragmentteja. Päämineraaleina esiintyy plagioklaasia, joka on koostumukseltaan oligoklaasia tai andesiinia, kvartsia ja biotiittia. Paikoin on em. mineraalien lisäksi myös sarvivälkettä päämineraalina. Aksessoreina on opaakkia, serisiittiä,epidoottia, kloriittia, titaniittia, karbonaattia ja kalimaasälpää. Plagioklaasi esiintyy yleensä omamuotoisina ja muita mineraaleja kookkaampina hajarakeina, jotka ovat melko voimakkaasti saussuriittiutuneet. Osa rakeista on vyöhykkeellisiä. Kvartsi on pienempirakeista ja se esiintyy unduloivana plagioklaasirakeiden välissä. Biotiitti on väriltään vihertävää ja siinä esiintyy pieniä titaniitti- ja zirkonisulkeumia. Biotiitin määrä on 5-10 %. Sarvivälke on tumman vihreää, voimakkaasti pleokroista ja siinä on runsaasti hyvin hienorakeista opaakkia. Sarvivälke on muuttunut osittain biotiitiksi ja kloriitiksi. Rakenteeltaan tonaliitti on porfyyristä ja raekooltaan keskirakeista. Kvartsidioriittia esiintyy tonaliitin itäpuolella. Se on kes kirakeista ja rakenteeltaan porfyyr.istä. Siinä on myös kohta-

17 1 6 laisesti kiilleliuskefragmentteja sekä joitakin ohuita, leikkaavia kvartsijuonia. Graniitti Graniittia esiintyy muutamassa paljastumassa emäksisen kompleksin luoteispuolella. Kivi on makroskooppisesti punertavaa ja tasa- sekä keskirakeista. Päämineraaleina on kalimaasälpää, kvartsia ja oligoklaasia. Aksessoreina esiintyy biotiittia, serisiittiä, muskoviittia ja zirkonia. Suprakrustisetkivet Gabrointruusio rajoittuu länsi- ja eteläpuolella laajaan suprakrustisten kivien vyöhykkeeseen, josta allekirjoittanut on aikaisemmin käyttänyt nimeä Sievi - Rautio liuskevyöhyke (Västi, 1978). Liuskevyöhykkeen pohjoisosissa suprakrustit ovat pääasiassa erilaisia rapautumissedimenttejä. Etelämpänä, kartoitusalueen ulkopuolella, lisääntyy pyroklastisen aineksen osuus vähitellen ja monin paikoin kivet ovat puhtaita vulkaniitteja, tuffeja ja agglomeraatteja. Liuskeet ja gabro lienevät kontaktissa keskenään, vaikkei asiaa paljastumista olekaan kyetty varmistamaan. Kiilleliuske Kiilleliuske on yleisväriltään harmaata ja rakenteeltaan kerroksellista. Laminaatio ja kerrallinen rakenne on myös paikoin nähtävissä. Kiilleliuske esiintyy paksumpina muodostumina psammiittisten ja psefiittisten horisonttien välissä sekä ohuempina (< 1 m) raitoina niiden sisällä. Päämineraaleina kiilleliuskeessa on kvartsia, plagioklaasia ja biotiittia. Raekooltaan kivi on hienorakeista.

18 1 7 Grauvakka Grauvakka on rapautumispinnaltaan vaalean harmaata ja rakenteeltaan kerrallista. Kertojen paksuus on enintään 20 cm. Paikoin on nähtävissä loadcast-rakenteita. Päämineraaleina esiintyy kvartsia, plagioklaasia ja biotiittia.. Konglomeraatti Konglomeraattia esiintyy tutkimusalueella useampana eri horisonttina. Kongiomeraattisten kerrosten paksuus vaihtelee 10 cm :stä useihin kymmeniin metriin. Ohuita psammiittisia välikerroksia on yleisesti. Konglomeraatit ovat aina polymiktisia k vilajipallosten ollessa pääasiassa erilaisia vulkaniitteja. Kiilleliuske- ja grauvakkapallosia esiintyy kuitenkin myös yleisesti. Syväkivifragmentteja, lähinnä granitoideja, tavataan sensijaan harvemmin. Palloset ovat leptiittiä, plagioklaasi- ja uraliittiporfyriittiä, tu.ffiitteja, kiilleliusketta, grauvakkaa, kvartsia ja tonaliittia. Näiden keskimääräinen koko on n. 1 x 5 cm maksimikoon ollessa n. 15 x 40 cm. Pallosten määrä on yli puolet kiven kokonaistilavuudesta. Kivilajifragmentit ovat yleensä venyneet ja litistyneet melko voimakkaasti pituuden ollessa poikkileikkauksessa yleensä 4-5 kertainen leveyteen nähden. Juonikivet Gabro peridotiittimassiivissa esiintyy runsaasti erilaisia emäksisiä ja ultraemäksisiä juonia, joiden paksuus vaihtelee muutamasta cm :stä aina 3 4 metriin. Juonina esiintyy amfiboliittia, diabaasia, plagioklaasiporfyriittiä sekä ultraemäksistä amfibolikiveä, jossa on myös kloriittia mukana. Ohuita (< 0,5 m) apliittijuonia tavataan muodostuman W-reunalla. Suprakrustisia kiviä leikkaavat ohuet apliittigraniittipegmatiitti-, ja kvartsijuonet. Myös tonaliitissa ja kvartsidioriitissa tavataan ohuita apliitti- ja kvartsijuonia.

19 ,J 1 8 Emäksisenmuodostuman rakennepiirteistä Emäksisessä muodostumassa on monin paikoin magmaattista kerroksellisuutta muistuttavia rakennepiirteitä. Useilla paljastumilla kivilaji on selvästi raitainen, ja raitojen koostumusvaihtelut ovat asteittaisia. Kerrosten kanteet ovat muodostuman reunoilla pystyjä ja keskiosissa loivempia. Emäksistä muodostumaa leikkaavat ultraemäksiset ja emäksiset juonet esiintyvät säännönmukaisena NE - SW-suuntaisena, pystynä parvena. Vähäisessä määrin esiintyy juonia myös em. suuntaa vastaan kohtisuorassa olevassa suunnassa. AIHEEN ARVIOINTI Geokemiallisen näytteenoton avulla löytyi lohkareviuhkan kärjestä vain n. 200 metrin päästä pienehkö Cu-anomaalinen alue, mistä myös ko. viuhkan lohkareet voivat olla peräisin. Koska Cu- ja Ni-pitoisuudet sekä lohkareissa että geokemiallisissa näytteissä ovat kuitenkin varsin heikkoja, ei tutkimuksia katsottu ao. kohteessa aiheellisiksi jatkaa. Maapeitteiden paksuus Cu-anomaalisella alueella vaihtelee kuitenkin vain 3,5 metristä 5,5 metriin, joten kannattaisi harkita traktorimontutusta tai, todennäköisten pohjavesivaikeuksien vuoksi, raskasta paineilmakairausta ao. kohteessa sopivan tilaisuuden tullen. K/23399, joka sijaitsee pohjoisempana ja hieman erillään varsinaisesta viuhkasta, on tyypiltään muista Cu-Ni-pitöisista lohreista selvästi poikkeava. Se on huomattavasti karkearakeisempi ja rakenteeltaan ofiittinen kivi, jollaista esiintyy yleisesti heti lohkareet N- ja NW-puolella. Yhdessäkään kalliopaljastumassa ei kuitenkaan tavattu kiisuja. Myöskään geokemiallinen tutkimus ei antanut viitteitä mineralisaatio(i)sta. Onkin luultavaa, että mineralisaatiot esiintyvät ko. kivilajissa pieninä pesäkkeinä, joilla ei ole taloudellista merkitystä. Kuopiossa Kaj 1. Västi ge~l ogi

20 1 9 VIITTEET Mäkinen, Eero (1916) översikt av de prekambriska bildningarna i Mellersta österbotten i Finland. Saksela, M. (1932) Kivilajikartta, lehti B 4, Kokkola, Suomen geologinen yleiskartta,1 : Salli, Ilmari (1955) Kallioperäkartta, lehti 2431, Ylivieska, Suomen geologinen kartta, 1 : Västi, Kaj J. (1978) Sievi - Rautio alueen liuskevyöhykkeen geologiasta. Julkaisematon Pro gradu -tutkielma. Geologian ja mineralogian laitos, Turun Yliopisto 99 s.

21 Geokemialliset kartat M 35.1/ A/83/1 1 : Ohuthieet Ku Ku Ku 04774

22 LIITTYY Geologiset kartat M 11.7/ D/81 M 11.7/ C/81 M 11.7/ B/83 M 11.7/ A/83 1 : 10 " " 000 Gravimetriset kartat Q Q Q Q Q : " " " Magneettiset kartat Q 22.91/2431 Q 22.91/ Q 22.91/ Q / Q / M 22/ A 11, 12, M 22/ A 21, 22 16, 17 1 : 1 : 1 : " " " Sähköiset kartat Imaginaarikomponentti M / A 11, 12, 16, 17 1 : M / A 21, 22 " Reaalikomponentti M / A 11, 12, 16, 17 1 : M / A 21, 22 11

23

24