Kultatutkimukset Sodankylän kunnassa Kirakka-aavalla vuosina Eelis Pulkkinen, Helena Hulkki, Veikko Keinänen ja Heikki Salmirinne

Transkriptio

1 Pohjois-Suomen yksikkö M19/3723/2007/10/ Rovaniemi Kultatutkimukset Sodankylän kunnassa Kirakka-aavalla vuosina Eelis Pulkkinen, Helena Hulkki, Veikko Keinänen ja Heikki Salmirinne

2 GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS KUVAILULEHTI Päivämäärä / Dnro Tekijät Eelis Pulkkinen Helena Hulkki Veikko Keinänen Heikki Salmirinne eelis.pulkkinen@gtk.fi helena.hulkki@gtk.fi veikko.keinanen@gtk.fi heikki.salmirinne@gtk.fi Raportin laji M19 Toimeksiantaja GTK Raportin nimi Kultatutkimukset Sodankylän kunnan Kirakka-aavalla vuosina Tiivistelmä Kirakka-aavan tutkimuskohde sijaitsee kartta-alueella , n. 20 km länteen 4-tiestä Porttipahdan tekoaltaan padon kohdalta. Kairaukset aloitettiin kartta-alueen 3723 kallioperäkartan tarkentamiseksi. Tutkimusta laajennettiin malminetsinnälliseksi, jolloin tarkoituksena oli selvittää, onko alueen kallioperässä vastetta alueellisen moreenin geokemian ja geofysikaalisten mittausten osoittamille anomalioille. Tutkimukset sisälsivät geofysiikan maastomittauksia ja kairauksia. Kairauskohteet ovat Kirakka-aavalla Juolkusselän ja Kuorajoen välisessä maastossa. Ensimmäisessä kairausvaiheessa todettiin, että muuttunutta matasedimenttiä leikkaa kiisuuntunut violariittikarbonaattijuonisto (R516). Kiisu on pääosin violariittiä. Juonistossa on kultamineralisaatio välillä m. Siinä on ppm Au, 0.26 % Ni ja 0.08 ppm Co. Länsipuolen metasedimenttien ja metakomatiitin kontaktissa olevassa mineralisaatiossa on 0.9 ppm Au ja 0.8 % Cu yhden metrin jaoksessa. Tämän lisäksi alueen itäosassa on n m leveä vahvasti kiisuuntunut kvartsiutunut vyöhyke, jossa on paikoin 0.5 % Cu ja 0.1 % Co. GTK lopetti tutkimukset Kirakka-aavalla, koska malmipitoisuudet jäivät pieniksi. Asiasanat (kohde, menetelmät jne.) Malminetsintä, geokemia, geofysiikka, syväkairaus, metakomatiitti, violariitti, kulta, kupari, koboltti, nikkeli Maantieteellinen alue (maa, lääni, kunta, kylä, esiintymä) Suomi, Lapin lääni, Sodankylä, Kirakka-aapa Karttalehdet Muut tiedot Arkistosarjan nimi Arkistotunnus M19/3723/2007/10/62 Kokonaissivumäärä 11 s. + 9 liitettä Kieli suomi Hinta Julkisuus julkinen Yksikkö ja vastuualue Pohjois-Suomen yksikkö, va 501 Allekirjoitus/nimen selvennys Eelis Pulkkinen, geokemisti Helena Hulkki, geologi Hanketunnus Allekirjoitus/nimen selvennys Veikko Keinänen, geologi Heikki Salmirinne, geofyysikko

3 GEOLOGICAL SURVEY OF FINLAND DOCUMENTATION PAGE Date / Rec. no. Authors Eelis Pulkkinen eelis.pulkkinen@gtk.fi Helena Hulkki helena.hulkki@gtk.fi Veikko Keinänen veikko.keinanen@gtk.fi Heikki Salmirinne heikki.salmirinne@gtk.f Type of report Commissioned by GTK Title of report Gold exploration in the Kirakka-aapa area in the years , Sodankylä, Finnish Lapland Abstract The Kirakka-aapa exploration target is located 20 km straight to west from the Porttipahta hydroelectric power plant by the high road 4. The drilling sites in Kirakka-aapa are situated between the Juolkusselkä hill and the river Kuorajoki. The aim of the study in was to assist bedrock mapping programme in the area by drilling a profile across the contact of metasediments and metavolcanites. The drilling showed good signs for gold exploration and the drilling continued in The contact of the metasediments and the metavolcanites is rich in magnetite, chalcopyrite, calcite and pyrite. The highest concentration of gold and copper here are in the class of ppm and 0.8 % Cu respectively in one metre section. Another mineralization is associated with a violarite veins. Maximum concentrations there are 3 5 ppm Au in two m section. In addition there is a m wide silicified zone, which contains up to 0.5 % Cu and 0.1 % Co in places. GTK finished exploration at Kirakka-aapa because the metal concentrations were too low. Keywords Ore exploration, geochemical mapping, geophysical measurements, metakomatiite, violarite, gold, copper, cobalt, nickel Geographical area Finland, Province of Lapland, Sodankylä, Kirakka-aapa Map sheet Other information Report serial Total pages 11 p. + 9 apps. Language Finnish Unit and section Northern Finland Office, Bedrock Geology and Resources Signature/name Eelis Pulkkinen, geochemist Helena Hulkki, geologist Archive code M19/3723/2007/10/62 Price Project code Signature/name Veikko Keinänen, geologist Heikki Salmirinne, geophysicist Confidentiality public

4 Sisällysluettelo Kuvailulehti Documentation page 1 JOHDANTO Tutkimusalueen sijainti Tutkimusten tausta, tavoitteet ja vastuuhenkilöt Aikaisemmat tutkimukset 3 2 ALUEEN GEOLOGIA Kallioperä Maaperä 4 3 SUORITETUT TUTKIMUKSET Geofysikaaliset tutkimukset Kairaukset ja näytteiden analysointi 6 4 TUTKIMUSTEN TULOKSET Kairaustulokset Geofysikaaliset tulokset 10 5 AIHEEN ARVIOINTI 10 6 KIRJALLISUUSLUETTELO 11 LIITTEET: Liite 1 Kirakka-aavan kairareikälista Liite 2 Kairareikäprofiili R546-R549-R548-R547 Liite 3 Kairareikäprofiili R579-R571 Liite 4 Kairareikäprofiili R512-R513-R514 Liite 5 Kairareikäprofiili R506-R507-R510-R509 Liite 6 Kairareikäprofiili R574-R575-R576-R577-R578 Liite 7 Kairareikäprofiili R520(-R515)-R519-R545-R550 Liite 8 Kairareikäprofiili R552-R551 Liite 9 Kairareikä R516

5 1 1 JOHDANTO 1.1 Tutkimusalueen sijainti Kirakka-aavan tutkimuskohde sijaitsee kartta-alueella , n. 20 km 4-tiestä länteen. Kairauskohteet ovat Kirakka-aavalla Juolkusselän ja Kuorajoen välisessä maastossa (Kuva 1). Kuva 1. Kirakka-aavan tutkimuskohteen sijainti Fig. 1. Location of the Kirakka-aapa exploration target

6 2 1.2 Tutkimusten tausta, tavoitteet ja vastuuhenkilöt Tutkimukset aloitettiin kartta-alueen 3723 kallioperäkartan tarkentamiseksi. Myöhemmin tutkimuksia laajennettiin malminetsinnälliseksi. Tarkoituksena oli selvittää, onko alueen kallioperässä vastetta linjamoreenin ja harvapisteaineiston (Salminen 1995) osoittamille geokemian anomalioille (Kuva 2). Kuva 2. Kirakka-aavan kivilajikartta, geokemiallinen kartta ja kairauspisteet. Kivilajien värisymbolit ovat Lehtonen et al 1998 mukaisesti. Geokemiallisella kartalla sininen kuvaa nikkeli-, punainen kupari- ja keltainen kultapitoisuutta. Suurimman symbolin alarajat: Au 10 ppb, Cu 500 ppm ja Ni 0.1% (Pohjakartta Maanmittauslaitos, lupa nro 13/MYY/07) Fig. 2. Lithological, geochemical map and drill holes of the Kirakka-aapa exploration target. The colour symbols are according to Lehtonen et al In the geochemical map blue refers to nickel, red to copper and yellow to gold concentrations in till. Concetration limits for the largest symbol: Au 10 ppb, Cu 500 ppm and Ni 0.1 %. (Basemap National Land Survey of Finland, license 13/MYY/07) Alustavat tutkimussuunnitelmat tehtiin geologi Tuomo Mannisen ja geologi Eelis Pulkkisen yhteistyönä. Kohdealueelle kairattiin kahdessa eri vaiheessa. Ensimmäinen kairausvaihe tehtiin talvella ja toinen vaihe talvella Geologi Eelis Pulkkinen suunnitteli ja toteutti ensimmäisen vaiheen tutkimuksen ja toisen vaiheen suunnittelusta ja toteutuksesta vastasivat geologit Veikko Keinänen ja Eelis Pulkkinen. Geofyysikko Heikki Salmirinne vastasi maastogeofy-

7 3 siikan suunnittelusta ja tulosten tulkinnasta. Helena Hulkki siirsi kairausprofiilit Targetohjelmaan ja tulosti uudelleen luokitellut kivilajit profiileiksi. Tutkimusalue kuuluu soidensuojeluohjelmaan, joten suojelualueen valvojana toimiva Metsähallitus myönsi näytteenottoluvan alueelle. 1.3 Aikaisemmat tutkimukset Rautaruukki Oy Malminetsintä on kairannut alueen läheisyydessä 80-luvulla kaksi reikää tavoitteena selvittää lentomittausten magneettisen anomalian aiheuttaja. GTK:n Tuomo Manninen kairautti yhden kairausprofiilin tutkimusalueen pohjoisosaan selvittääkseen metasedimenttien ja metavulkaniittien kontaktin sijaintia. 70-luvun lopulla tehdyissä linjamoreenin tarkistustutkimuksissa Lestinen raportoi Kirakka-aavalla olevasta monimetallianomaliasta (Lestinen 1980). 2 ALUEEN GEOLOGIA 2.1 Kallioperä Kirakka-aavan kallioperä koostuu Sattasvaaran tyyppisistä metakomatiiteista, emäksisistä vulkaniiteista, kiille- ja grafiittiliuskeista ja graniittigneissistä (Lehtonen et al. 1998). Alueen kivet ovat metamorfoituneet korkean paineen amfiboliittifasieksen olosuhteissa (Hölttä et al. 2007).

8 4 Kuva 3. Kirakka-aavan kivilajit (Lehtonen et al., 1998) ja kairauspisteiden sijainti. (Pohjakartta Maanmittauslaitos, lupa nro 13/MYY/07) Fig. 3. The rock types (Lehtonen et al., 1998) and drillholes at the Kirakka-aapa exploration target. (Basemap National Land Survey of Finland, license 13/MYY/07) 2.2 Maaperä Mineraalinen maaperä koostuu moreenista, jonka paksuus on 1 3 m. Moreenin päällä on turvetta 1 3 m. Kallioperän ja moreenin välissä on vaihtelevan paksuinen (max. 20 m) rapautumakerros.

9 5 3 SUORITETUT TUTKIMUKSET 3.1 Geofysikaaliset tutkimukset Tutkimusalueella tehtiin alustava maastomittaus magneettisella ja VLF-R -menetelmällä talvella , jolloin tehtiin neljä E W-suuntaista profiilia. Vuonna 2005 mittausta laajennettiin toteuttamalla systemaattinen mittaus noin 5 km 2 alueelle. Magneettisen mittauksen linjaväli oli 50 metriä ja pisteväli 10 metrin. VLF-R mittaus tehtiin 100 metrin linjavälillä ja 20 metrin pistevälillä. Kuvassa 4 on esitetty maastogeofysiikan magneettinen kartta ja kuvassa 5 VLF-R mittauksen näennäinen ominaisvastus. Kuva 4. Magneettinen kartta Kirakka-aavan tutkimusalueelta. Kuvaan on merkitty myös kairauspisteet. (Pohjakartta Maanmittauslaitos, lupa nro 13/MYY/07) Fig. 4. Ground magnetic map in the Kirakka-aapa exploration target. Drill hole locations with ID number are plotted also. (Basemap National Land Survey of Finland, license 13/MYY/07)

10 6 Kuva 5. Sähkömagneettinen kartta Kirakka-aavan tutkimusalueelta; VLF-R mittauksen näennäinen ominaisvastus. Kuvaan on merkitty myös kairauspisteet. (Pohjakartta Maanmittauslaitos, lupa nro 13/MYY/07) Fig. 5. Electromagnetic map in the Kirakka-aapa exploration target; Apparent resistivity of VLF-R survey. Drill hole locations with ID number are plotted also. (Basemap National Land Survey of Finland, license 13/MYY/07) 3.2 Kairaukset ja näytteiden analysointi Kirakka-aavan kohteeseen kairattiin talvella GTK:n Poka-kalustolla 20 reikää yhteensä 1135,75 m ja vuonna 2005 kairattiin 11 reikää yhteensä 719,25 m. Kairareikien sijainti ja kohdealueen kivilajit on esitetty kuvassa 3 ja kairareikäluettelo on esitetty liitteessä 1. Kairasydämet raportoitiin ja kiinnostavimmat osat analysoitiin keskimäärin metrin analyysivälein. Analyysit tehtiin GTK:n Rovaniemen laboratoriossa menetelmillä 511P ja 522U. 4 TUTKIMUSTEN TULOKSET 4.1 Kairaustulokset Tutkimusalueen itälaidalla kairausprofiililla R546-R549-R548-R547 esiintyy metakomatiitin sisällä voimakkaasti kiisuuntunut hyvin loiva-asentoinen itään kaatuva kvartsiutunut vyöhyke (Liite 2). Muuttunut vyöhyke näkyy myös reikäprofiililla R579-R571 (Liite 3).

11 7 Muuttunut vyöhyke koostuu kvartsiutuneesta kiilleliuskeesta (-gneissistä), jossa näkyy granaattireliktejä. Kvartsiutunut kivi on vaihtelevassa määrin kiisuuntunutta (magneetti- ja kuparikiisu). Alkuperältään kiilleliuskeet lienevät enempi vulkaanis-sedimenttisiä kuin klastisia sedimenttejä. Granaattipitoisten kiilleliuskeiden ja komatiittien kontaktia on lävistetty reiässä R579. Tutkimusalueen länsilaidalla metasedimentit näyttäisivät olevan komatiittien päällä. Komatiitit ja metasedimentit ovat loiva-asentoisia ja kaatuvat länteen. Metasedimenttien ja komatiittien kontaktia on lävistetty kolmella eri kairausprofiililla; R512-R513-R514, R506-R507-R510-R509, R574-R575-R576-R577-R578 (Liitteet 4-6). Kontakti on muuttunut sekä kiisuuntunut ja siinä näkyy kiisu- ja magnetiittipitoisia karsijuonia. Lehtosen et al. (1998) mukaan tutkimusalueen luoteisosassa on laajalla alueella Sattasvaaratyyppisiä komatiitteja. Alueelle kairattiin viisi reikää käsittänyt profiili (R520-R515-R519-R545- R550, Liite 7). Tämän kairauksen perusteella vain itäisin reikä R550 edustaa komatiittista vulkaniittia. Muissa kairausprofiilin rei issä kivi on muuttunutta, paikoin myloniittiutunutta metasedimenttiä. Lehtosen et al. (1998) mukaan tutkimusalueen eteläosa koostuu metasedimentteistä. Kairattujen kahden kairareiän (R551 ja R552) perusteella alueella esiintyy kuitenkin paksuhkoja komatiittisia vulkaniittipatjoja ja niiden välissä vaihtelevan paksuisia kiisuuntuneita ja kvartsiutuneita kiilleliuskekerroksia (Liite 8). Peurasuvannon kallioperäkartalle on merkitty kiilleliuskeyksikön sisään 0,5 kilometrin levyinen komatiittijakso (Pihlaja P. ja Manninen T., 1993), joka vastaa hyvin saatuja kairaustuloksia. Maanpintageofysiikan ja kairaustulosten perusteella tehty Kirakka-aavan geologinen kartta on esitetty kuvassa 6. Kartta on muokattu versio Lehtosen et al. (1998) esittämästä geologisesta karttakuvasta (Kuva 3).

12 8 Kuva 6. Kirakka-aavan kallioperätulkinta kairaustulosten ja maanpintageofysiikan mukaan. Fig.6. Modified bedrock of the Kirakka-aapa area modified according to geophysics and drilling results. Kairaustulosten perusteella tutkimuskohteen paras kultapitoisuus on reiässä R516 (Liite 9). Reiässä R516 muuttunutta metasedimenttiä leikkaa violariittipitoinen juonisto (Kuva 7).Kiisut ovat pääosin rapautuneissa ja moroutuneissa kohdissa tai esiintyvät ohuina piroteraitoina. Juonistoon liittyvässä kultamineralisaatiossa on välillä m maksimissaan ppm Au, 0.26% Ni ja 839 ppm Co. Tutkimusalueen itäosien kiisuuntuneessa ja kvartsiutuneessa jaksossa on paikoitellen % kuparia metrin jaoksissa. Reiässä R547 on % kuparia, ppm kobolttia ja 6 72 ppb kultaa välillä m. Reiässä R546 on kobolttia väleillä m ppm, m ja m 1560 ppm. Korkein kultapitoisuus 0,154 g/tn on reiässä R551 välillä m. Reiässä R571 on 0.15 % kuparia välillä m. Yhteenveto kairareikien analyysituloksista on esitetty taulukossa 1. Kairareikien kupari-, koboltti- ja kultapitoisuuksia on esitetty liitteiden 2-9 kairareikäprofiilikuvissa.

13 Kuva 7. Kultapitoista violariittijuonistoa serisiittiliuskeessa R516:ssa välillä m. Fig. 7. Gold-rich violarite veining in serisite schist in the drill hole R516 between m. 9

14 10 Taulukko 1. Kulta-, kupari- ja kobolttipitoisuudet Kirakka-aavalla. Taulukko 1. Concentrations of gold, copper and cobalt at Kirakka-aapa Reikä nro Väli m Syvyydeltä m Au ppm Cu% Co% DH no Intersection m From the depth m R510 2,00 45,50 0,05-0,10 R514 1,00 14,70 0,70 R512 1,30 26,45 0,20-0,37 R516 2,00 29,45 3,00-5,00 0,08 R507 6,20 11,10 0,10-0,80 1,15 16,15 0,90 R546 1,45 18,50 0,20-0,50 R547 7,35 47,05 0,01-0,20 R549 6,00 46,00 0,10-0,50 R551 1,00 54,25 0,15 0,20 R575 0,65 38,00 0,30 0,37 R576 0,70 47,80 0,30 0,24 R580 2,00 27,70 0,30 0,40 R546 2,05 17,90 0,02-0,06 2,00 29,50 0, ,30 46,20 0, Geofysikaaliset tulokset Geofysiikan mittaustulokset heijastavat hyvin alueen geologisia piirteitä. Mittaukset osoittavat jyrkän kontaktin magneettisen ja sähköisen anomalian välille kohteen länsilaidassa, missä kairausprofiililla R574- R575-R576-R577-R578 tavattiin metasedimentin ja metakomatiitin kontakti (Liite 6). Alueen keskiosien komatiittiset metavulkaniitit aiheuttavat voimakkaimmat magneettiset anomaliat. Tutkimusalueen länsiosien mustaliuske välikerrokset aiheuttavat VLF-R mittauksissa näkyvät voimakkaimmat johdeanomaliat. Tutkimusalueen itäosien kiisuuntunut ja kvartsiutunut kiilleliuskejakso näkyy geofysiikan mittauksissa johteena. Johteen paksuus vaihtelee välillä10-50 m ja pituutta sillä on reilu kilometri. 5 AIHEEN ARVIOINTI Huomioitavaa on, että kairausten perusteella metasedimenttien ja metakomatiittien kontaktit ovat usein muuttuneet ja niihin liittyy anomaalisia metallipitoisuuksia. Tutkimusalueen itäosien metasedimenttien ja metakomatiittien muuttuneisiin osiin liittyy kohonneita kupari- ja kobolttipitoisuuksia. Länsiosissa taasen karsijuoniin näyttää liittyvän kohonneita kupari- ja kultapitoisuuksia.

15 11 Geologian tutkimuskeskus lopetti tutkimukset, koska kairauksilla ei todettu riittävän hyviä metallipitoisuuksia. 6 KIRJALLISUUSLUETTELO Lehtonen, M., Airo, M-L., Eilu, P., Hanski, E., Kortelainen, V., Lanne, E., Manninen, T., Rastas, P., Räsänen, J. ja Virransalo, P Kittilän vihreäkivialueen geologia. Lapin vulkaniittiprojektin raportti. Summary: The stratigraphy, petrology and geochemistry of the Kittilä greenstone area, northern Finland. A Report of the Lapland Volcanite Project. Geologian tutkimuskeskus. Tutkimusraportti s. Lestinen, P Peurasuvannon kartta-alueen geokemiallisen kartoituksen tulokset. Summary: The results of the geochemical survey in the Peurasuvanto map-sheet area. Geokemiallisten karttojen selitykset, Lehti Explanatory notes to geochemical maps, Sheet Geologinen tutkimuslaitos. Geological Survey of Finland. 97 s. Salminen, R. (Toim.) Alueellinen geokemiallinen kartoitus Suomessa vuosina Summary: Regional Geochemical Mapping in Finland in ). Geologian tutkimuskeskus. Tutkimusraportti s. Hölttä et al Paleaproterozoic metamorphism and deformation in Central Lapland, Finland. Geological Survey of Finland. Special Paper Pihlaja P. ja Manninen T Suomen geologinen kartta / Kallioperäkartta Lehti 3723 Peurasuvanto 1:

16 Kirakka-aavan kairareikälista Liite 1 List of the drill hole of the Kirakka-aapa target Reikä nro x y z syvyys suunta kaltevuus Drill hole depth direction dip M372301R M372301R M372301R M372301R M372301R M372301R M372301R M372301R M372301R M372301R M372301R M372301R M372302R M372302R M372302R M372302R M372302R M372302R M372302R M372302R M372305R M372305R M372305R M372305R M372305R M372305R M372305R M372305R M372305R M372305R M372305R

17 Kairareikäprofiili R546-R549-R548-R547 Liite 2

18 Kairareikäprofiili R579-R571 Liite 3

19 Kairareikäprofiili R512-R513-R514 Liite 4

20 Kairareikäprofiili R506-R507-R510-R509 Liite 5

21 Kairareikäprofiili R574-R575-R576-R577-R578 Liite 6

22 Kairareikäprofiili R520(-R515)-R519-R545-R550 Liite 7

23 Kairareikäprofiili R552-R551 Liite 8

24 Kairareikä R516 Liite 9