Käsivarren geokemiallisten aineistojen tarkastelua Pasi Lehmuspelto

Transkriptio

1 Pohjois-Suomen yksikkö Rovaniemi Käsivarren geokemiallisten aineistojen tarkastelua Pasi Lehmuspelto

2 Käsivarren geokemiaa GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS KUVAILULEHTI Päivämäärä Tekijät Pasi Lehmuspelto Raportin laji S49 Toimeksiantaja GTK PSY Raportin nimi Käsivarren geokemiallisten aineistojen tarkastelua Tiivistelmä Hankkeen Maaperän geokemian ja stratigrafian tutkimus suunnitelman mukaisesti aloitettiin moreenigeokemiallisten aineistojen järjestelmällinen läpikäyminen aineistojen laadun tarkistamiseksi hankkeen Aineistohallinnan kehittäminen PSY:ssä tukena sekä lisäselvityksiä ansaitsevien geokemiallisten piirteiden havaitsemiseksi ja raportoimiseksi. Työtä tehdään sekä alueittain että alkuaineryhmittäin (esim. voimametallit, teknologiametallit, jne.). Työ aloitettiin Enontekiön Käsivarren alueelta, jossa on harjoitettu malminetsintää sekä yhtiöiden että GTK:n toimesta 60-luvulta alkaen ilman varsinaista läpimurtoa. Tiedot alueen geologiasta, geofysiikasta ja geokemiasta sekä muutamat lohkarelöydöt viittaavat malmiesiintymiin. Suurimmat odotukset kohdistuvat nikkeliin ja kupariin, myös molybdeeni- ja kulta-aiheita on löydetty. Tilanne on sama Ruotsin ja Norjan puolella. Tähän mennessä merkittävin kaivos on Norjan puolella sijaitseva Bidjovaggen kupari-kultakaivos, joka on nyt suljettuna. Geokemiallisten aineistojen tarkastelussa merkittävin havainto on Ruossakeron alueen laaja kulta-anomalia. Mahdollisuus kullan analysoimiseen edullisesti suuristakin näytejoukoista tuli vasta 80-luvulla, eikä sitä alkuaikoina sovellettu läheskään kaikkiin näytteisiin. Siltä osin kuin Käsivarresta otetuista näytteistä kulta on analysoitu, anomaalisia (>10 ppb Au) pitoisuuksia esiintyy kohtalaisen runsaasti ja Ruossakeron alueelle muodostuu selvä anomalia. Voimametalleja ja teknologiametalleja on Käsivarren alueelta analysoitu ainoastaan geokemian osaston harvapistenäytteistä. Useimmat näistä alkuaineista ovat pitoisuustasonsa ja/tai kemiallisen luonteensa puolesta ongelmallisia analysoitavia, eikä silloin käytetyllä ICP-menetelmän versiolla saatuja pitoisuusarvoja pidä käsitellä tarkkoina; ainakin suhteelliset vaihtelut kuitenkin kuvastuvat useimmiten luotettavasti, mutta esim. uraanin kohdalla ei suurinta osaa tuloksista voi käyttää siihenkään. Voimametallien ja etenkin teknologiametallien pitoisuuksissa on johdonmukaiselta vaikuttavaa vaihtelua, tulkintojen perustaksi niistä on kuitenkin ensin tutkittava koko valtakunnallisen aineiston jakautumia. Asiasanat (kohde, menetelmät jne.) geokemia, geokemialliset anomaliat, moreeni Maantieteellinen alue (maa, lääni, kunta, kylä, esiintymä) Suomi, Lappi, Enontekiö, Käsivarsi Karttalehdet 18 Muut tiedot Arkistosarjan nimi S49 Arkistotunnus Kokonaissivumäärä 9 Kieli suomi Hinta Julkisuus julkinen Yksikkö ja vastuualue PSY 502 Hanketunnus Allekirjoitus/nimen selvennys Allekirjoitus/nimen selvennys Pasi Lehmuspelto

3 Käsivarren geokemiaa Sisällysluettelo Kuvailulehti TAUSTAA 1 ALUEEN KALLIOPERÄ 1 ALUEEN MAAPERÄ 2 GEOKEMIAA 2 JATKOTOIMIA 9 KIRJALLISUUSLUETTELO 9

4 Käsivarren geokemiaa 1 0BTAUSTAA Hankkeen Maaperän geokemian ja stratigrafian tutkimus (vuoden 2009 alusta hankenumero on ) tehtäviin sisältyy geokemiallisten aineistojen järjestelmällinen läpikäynti tarkoituksena löytää niistä piirteitä, joita ei heti aineistojen keräämisen jälkeen mahdollisesti ole niistä havaittu. Kerrallaan käsiteltäväksi otettavien erien rajaukset perustuvat yleensä alueisiin, kuten nyt käsiteltävä Enontekiön Käsivarsi. Työ tapahtuu läheisessä yhteydessä aineistohallinnan kehittämishankkeen etenemiseen. Aineistojen tultua kunnostetuiksi ja järjestykseen voidaan käsitellä myös suurempia kokonaisuuksia muullakin kuin alueperusteella, esim. voimametallit, teknologiametallit, jne. Outokummulta siirrettyjen aineistojen saaminen käytettäväksi tulee tuottamaan uuden kierroksen useimmilla alueilla, esim. Käsivarren alueella Outokummulla on ollut useita työmaita. Odotusarvona oli, että geokemiallisen tiedon keruu olisi aikoinaan tapahtunut kohtalaisen yhtenäisiä menettelytapoja käyttäen, mutta yllättävän monessa tapauksessa odotukset eivät täyttyneet. Osaltaan aineistojen kirjavuus luonnollisesti johtuu myös menetelmien kehittymisestä niiden vuosikymmenten aikana, joina esim. Käsivarren alueella on työskennelty. Sekä kallioperään että maaperään kohdistuvat geologiset kartoitusohjelmat ja malmipotentiaalin arviointihanke ovat parhaillaan ja lähivuosina toiminnassa Käsivarren suunnalla, ja siksi otettiin myös Käsivarren alueen geokemialliset aineistot ensimmäisinä tarkasteltaviksi. Ensimmäiset tarkoin dokumentoidut geokemialliset työt Käsivarren alueella teki Outokumpu Oy:n Malminetsintä jo 1960-luvulla. Töitten ja tulosten esittely löytyy Heikki Wennervirran (1968) väitöskirjasta, jossa Käsivarren tutkimusaluetta käsitellään hyvin laajasti Enontekiön Haukijärven alueen nimellä. Wennervirran kartoissa oleva Haukijärvi esiintyy myöhemmissä kartoissa nimellä Vuoskujärvi ja nykyisissä kartoissa nimellä Suolijärvi. Samaa aluetta ovat myöhemmin tutkineet sekä yhtiöt että GTK. GTK on käyttänyt alueesta mm. nimiä Kaamajoki ja Tsohkkoaivi (Heikura ja muut 2004). GTK:n geokemian osaston kartoitustöistä nk. linjamoreeninäytteenotto ei milloinkaan ehtinyt Käsivarren alueelle, mikä jättää hankalan aukon alueen geokemiallisten tulosaineistojen näytepistetiheyksien valikoimaan. Koko alueen kattavat ainoastaan ympäristöatlaksen, pohjoiskalottiprojektin ja harvapistenäytteenoton harvat näytepisteverkot, ja niitä täydentävinä ovat malminetsinnän yhteydessä tehdyt tiheät ja pienialaiset näytteenotot. Käsillä olevaa selvitystä varten on tähän mennessä löydetty malminetsinnän 26 analyysitilauksen analyysitulokset. Tilausten näytemäärät vaihtelevat kpl, ja analysoituja näytteitä on yhteensä 3155 kpl. Geokemian osaston harvapistenäytteenoton näytteitä on Käsivarren alueelta analysoitu 711 kpl. 1BALUEEN KALLIOPERÄ Tiedot alueen kallioperästä muistuttavat geokemian tietoja sikäli, että suurimmasta osasta aluetta on ainoastaan hyvin yleisluontoinen kuva, mutta joiltakin malmityömailta on pienialaisia detaljikartoituksiakin, myös syväkairauksia on tehty paikoin runsaastikin (Heikura ja muut 2004). Koska laaja-alaisempaa tarkkaa kartoitusta parhaillaan tehdään ja sitä on lähivuosina tarkoitus edelleen jatkaa, ei tämän geokemiaan painottuvan selvitystyön yhteydessä ole syvällisemmin perehdytty vanhoihin kallioperäkartoitusaineistoihin. Kaivostoimintaa alueella on ollut ainoastaan Norjan puolella Köli-vuoriston reunan pienillä kupariesiintymillä sekä viimeksi Bidjovaggessa, jossa norjalaisen yhtiön harjoittaman kuparin tuottamisen jälkeen Outokumpu tuotti kultaa. Kul-

5 Käsivarren geokemiaa 2 lan etsintää on myöhemminkin harrastettu sekä Norjan että Ruotsin puolella, myös GTK on ollut konsulttina kummassakin naapurissa. Suomen Käsivarressa malminetsinnän painopiste on ollut nikkelissä ja kuparissa, joskin pienimuotoisia esim. molybdeeni- ja kultaviitteiden tarkistuksia on myös tehty. 2BALUEEN MAAPERÄ Myöskään Käsivarren alueen maaperää ei ole koko aluetta kattavasti kartoitettu sitten yleiskartoituksen (Kujansuu 1967). Yksityiskohtaisia kohdeselvityksiäkään ei ole sanottavasti tehty. Täten tiedot maaperästä ja esim. moreeniaineksen kulkeutumissuunnista ja matkoista ovat varsin hajanaiset. Oletuksen mukaan mannerjäätikön paksuimmillaan ollessa virtaussuunta oli valtameren suuntaan eli luoteen ja koillisen välille. Jäätiköitymisen alku- ja loppuvaiheissa paikallisen topografian vaikutus on epäilemättä ollut suuri; vaiheet tunturiylängöillä ja alavissa jokilaaksoissa ovat suuresti poikenneet toisistaan. Vaihteleva topografia antaa aiheen olettaa, että paikalliset vaihtelut tunturista ja laaksosta toiseen voivat myös maapeitteen paksuuden suhteen olla suuret. Geokemiallisia anomalioita maaperässä voidaan pitää käytännössä paikallisina, ja mahdolliset vähäiset kulkeutumiset ovat tapahtuneet enemmän paikallisen pinnanmuodostuksen mukaisesti myötärinteeseen kuin todettuun mannerjäätikön liikkumissuuntaan. Uutta maaperäkartoitusta alueella on aloitettu kuten kallioperäkartoitustakin, joten tiedot tulevat lähivuosina täydentymään. Suunnitelluista geokemiallisista töistä tullaan saamaan käsitystä maaperän laadusta ja moreeniaineksen kulkeutumisesta sekä rapakallion esiintymisestä. 3BGEOKEMIAA Pohjoiskalottiprojekti aloitti vuonna 1980 työnsä alueelta, joka käsitti Suomen Käsivarren kokonaan ja suunnilleen samankokoiset alueet sekä Ruotsin että Norjan puolelta. Tuloksessa tulee voimakkaasti esille Cr-Cu-Ni anomaliana emäksisten kivien vyöhyke (Lehmuspelto 1981), jota kohtaan oli jo aikaisemminkin tunnettu malminetsinnällistä mielenkiintoa kaikissa kolmessa valtakunnassa. Harvapistenäytteenoton tulokset täydentävät Pohjoiskalottiprojektin antamaa kuvaa. Malminetsintätöiden yhteydessä tehdyt näytteenotot keskittyvät Sarvisoaivin ja Ruossakeron alueille. Ni-Cu-anomaliat ovat huomattavia ja anomaliakontrastit voimakkaita, mikä viittaisi moreeniaineksen lyhyeen kulkeutumismatkaan ja vähäiseen sekoittuneisuuteen. Samaan viittaa moreeni- ja rapakallionäytteiden hyvin samanlaiset pitoisuustasot; rapautuneen aineksen osuus moreenissa on ilmeisesti suuri. Sarvisoaivin alueen näytteistä ei ole ainakaan tallennettujen tietojen mukaan analysoitu kultaa eikä palladiumia, kun taas Ruossakeron alueen näytteistä se on tehty kohtalaisen kattavasti, ja useita anomaalisia pitoisuuksia on tavattu (Kuva 1). Myös harvapistenäytteenoton tuloksissa on Ruossakerossa anomaalinen Au-pitoisuus malminetsinnän tiheiden näytteenottoalueiden vieressä, mikä tuntuisi lisäävän alueen painoarvoa. Malminetsinnän yhteydessä on tehty lukuisia pieniä näytteenottoja eri puolilla, ja joistakin saatu hyvinkin huomattavia yksittäisiä pitoisuuksia. Niiden merkitystä kannattaa arvioida sitten, kun kallioperä- ja maaperäkartoituksesta ja mahdollisista geofysikaalisten aineistojen tulkinnoista saadaan lisää taustatietoja. Yksi tällainen on karttalehdellä (näyte , x-koord , y-koord ) oleva Au-anomalia, jossa korkeimpaan pitoisuuteen 149 ppb Au yltävän näytteen lähettyvillä on useita heikommin anomaalisia pitoisuuksia. Harvapisteaineiston korkein kultapitoisuus 363 ppb Au on karttalehdellä 1832 (näyte , x-koord , y-koord ).

6 Käsivarren geokemiaa 3 Kummankin pisteen sijainti näkyy kuvassa 2. Läheltä viimeksi mainittua paikkaa otetussa Pohjoiskalottiprojektin purosammalnäytteessä on myös korkea Au-pitoisuus. Useimmat anomaaliset Au-pitoisuudet ovat näytteissä, joissa myös Co, Cu ja Ni esiintyvät korkeina pitoisuuksina, mikä viittaa kullan esiintymiseen kiisujen yhteydessä. Kiinnostava poikkeus ovat edellä mainitut 149 ppb ja 363 ppb Au sisältävät näytteet, joissa mikään muu analysoitu alkuaine ei esiinny taustasta poikkeavana pitoisuutena. Kullan esiintyminen kvartsiutuneessa kivessä voisi olla selityksenä. Taulukoihin 1 ja 2 on koottu analyysituloksia geokemian osaston harvapistekartoituksen aineistosta (Taulukko 1) ja malmiosaston geokemiallisten tutkimusten aineistoista (Taulukko 2). Taulukoihin on otettu näytteitä, joissa ainakin yhden alkuaineen pitoisuus on alueen keskimääräiseen tasoon verrattuna voimakkaasti anomaalinen. Harvapistenäytteet on otettu noin metrin syvyydeltä moreenista tärykairaamalla tai lapiolla. Malmiosaston yleisin näytteenottotapa oli näytteen ottaminen niin syvältä kuin kulloinkin käytössä olleella näytteenottomenetelmällä oli mahdollista. Näytteenottosyvyydet kuvastavat alueen maapeitteen paksuusvaihteluja (näytenumeron kolme viimeistä numeroa ilmoittavat näytesyvyyden desimetreinä) ja rapakallionäytteiden osuuden vaihtelu kallionpinnan rapautuneisuutta. Taulukossa 1 pitoisuudet ovat selvästi alhaisemmat kuin taulukossa 2, koska taulukossa 2 esitetyt näytepisteet on yritetty sijoittaa runsaimmin metalleja sijaitseviin kohtiin ja näytteet on otettu mahdollisimman läheltä kallion pintaa. Taulukossa 1 esitetyt näytepisteet taas on sijoitettu laajalle alalle säännölliseksi verkoksi ja matalalta otettujen näytteiden aines on sekoittuneempaa kuin läheltä kallion pintaa otettujen. Taulukko 1. Esimerkkejä harvapistekartoituksen anomaalisten moreeninäytteiden P-fraktion alkuaineyhdistelmistä. Au- ja Te-analyysit 519U, yksikkö ppb, muut alkuaineet 511P, yksikkö ppm. Karttal Näytenum As Ba Co Cr Cu La Li Ni Pb Sb Sc Sr Th U Y Zn Au Te

7 Käsivarren geokemiaa

8 Käsivarren geokemiaa Taulukko 2. Esimerkkejä anomaalisten näytteiden P-fraktion alkuaineyhdistelmistä. MR = näyteaines moreenia, RP = näyteaines rapakalliota. Au- ja Pd-analyysit 519A, yksikkö ppb, muut alkuaineet 511A, yksikkö ppm (menetelmät eivät ole enää Labtiumin normaalitarjonnassa). Ennen vuotta 1985 käytettyjen analyysimenetelmien A35, A61, A62 ja A63 pitoisuustasot ovat oleellisesti alhaisemmat eikä analyysituloksia ole sisällytetty taulukkoon. Pitoisuuslukeman puuttuminen tarkoittaa, ettei analyysitulosta ole. Karttalehti Näytenumero Näyteaines Co Cu Ni Pb Zn Au Pd MR MR MR MR RP MR MR MR MR MR RP

9 Käsivarren geokemiaa RP MR MR RP MR RP RP RP RP RP RP MR MR MR MR RP MR MR MR RP MR MR MR MR RP MR

10 Käsivarren geokemiaa 7

11 Käsivarren geokemiaa 8

12 Käsivarren geokemiaa 9 4BJATKOTOIMIA Monipuolisten malmiviitteiden takia aluetta tulisi tutkia järjestelmällisesti alueellisilla menetelmillä ja sitten niiden tulosten perusteella suunnitelluilla kohteellisemmilla menetelmillä. Tähänastisten tulosten merkitsevyyden arviointia haittaa se, että alueellinen työvaihe puuttuu ja yksityiskohtaisten tutkimusten kohteita valittaessa ei ole ollut laajempaa yleiskuvaa alueesta. Ensimmäiseksi pitäisi tarkistaa, puuttuvatko Sarvisoaivin alueelta tosiaan Au-analyysit. Jos näytteet ovat löydettävissä, niistä kannattaisi analysoida Au. Saatavissa olevasta analyysimäärästä riippuen analysointi voitaisiin tehdä joko kaikista näytteistä, näytteitä yhdistellen tai näytteitä poimien. Ruossakeron alueella voisi tehdä näytteenoton muutamalla neliökilometrillä (esim. noin 16 tai enemmän näytettä neliökilometriltä) anomalian luonteen laajemmaksi selvittämiseksi. Mikäli Sarvisoaivin näytteitä ei enää löydy, pitäisi ulottaa näytteenotto sinnekin. KIRJALLISUUSLUETTELO Heikura, P., Iljina, M., Isomaa, J. & Salmirinne, H., Tutkimustyöselostus valtausalueilla Kaamajoki 1-4, 6 ja 7 sekä Tsohkkoaivi 1 Enontekiön kunnassa suoritetuista tutkimuksista. 13 s., 22 l. Geologian tutkimuskeskus, arkistoraportti M06/1832,1834/2004/1/10. Kujansuu, R., Suomen geologinen yleiskartta, Maaperäkartta 1: , Lehti N:o 18 Kilpisjärvi. Geologinen tutkimuslaitos, Helsinki. Lehmuspelto, P., Kallioperän ja mineralisaatioiden kuvastuminen moreenin pintaosan geokemiassa Käsivarren Lapissa. Teoksessa: Lindroos, P. (toim.) Pintamoreenin merkitys malmilohkarekuljetuksissa. Geologinen tutkimuslaitos, Tutkimusraportti N:o 55, Wennervirta, H., Application of geochemical methods to regional prospecting in Finland. Bull. Comm. Geol. Finlande s.