RAPORTTI VUODEN 1982 GRAF1 ITTITUTKIMUKSISTA

Transkriptio

1 GEOLOGINEN TUTKIMUSLAITOS MALMIOSASTO GRAFTTITUTKIMUS... - Olli- Sarapää Ilmo Kukkonen RAPORTTI VUODEN 1982 GRAF1 ITTITUTKIMUKSISTA.. Espoo, maaliskuu 1983

2 SISÄLLYSLUETTELO Sivu YHTEENVETO 2 1 JOHDANTO 2 TUTKIMUSTULOKSIA GRAFTTIAIHEISTA Hyypiän hiililiuskeaihe Juuan grafiittiaiheet Haukiputaan - Kiimingin mustaliuskejakso Muita kohtta 13 3 UUSIEN GRAFTTIAIHEIDEN ETSINTÄ Kansannäytteet Aerogeofysikaalisen ainston tulkinta Vanhan näytemateriaalin tarkistukset 16 4 TEKKILLISET TUTKIMUKSET 17 5 TOIMINTASUUNNITELMA KIRJALLISUUSVTTEET LTTEET

3 YHTEENVETO Geologisella tutkimuslaitoksella kauppa- ja teollisuusministeriön rahoittamana toimivan "Grafiittiprojektin" tavoitteena on grafiitin energiakäyttömahdollisuuksien selvittäminen ja energiatuotantoon soveltuvien grafiittiesiintymien paikallistaminen geologisin ja geofysikaalisin menetelmin. Grafiittiprojektin kenttätutkimuksissa 1982 keskityttiin Pohjois-Karjalaan, lähinnä Kiihtelysvaaran ja Juuan grafiittiaihsiin. Kiihtelysvaaran Hyypiän aihe saattaa sisältää pintanäytteenoton perusteella 1-2 milj. tonnia n. 30 % C ja 1 % S sisältävää liusketta 50 m:n syvyydelle saakka laskettuna. Juuan kunnan alueelta löydettiin usta grafiittipotentiaalin kannalta lupaavia tutkimusaihta, tällä hetkellä lupaavimmalta vaikuttaa Juuan Polvelan aihe. Pohjois-Karjalan lisäksi tutkimuksia tehtiin alustavasti Pohjois-Pohjahmaalla, missä Haukiputaan alueen laajat mustaliuskejaksot muodostavat potentiaalisen ja laajan tutkimuskohteen. Grafiitin energiakäyttöön liittyviä teknisiä kokta on suoritettu Outokummun Metallurgisella tutkimuslaitoksella Porissa. Nämä kokeet ovat keskittyneet Hyypiän hiililiuskeen poltto-ominaisuuksien selvittelyyn. Liuskeen on todettu palavan hyvin l jukerrosuunissa.

4 1 JOHDANTO Geologisen tutkimuslaitoksen malmiosaston teollisuusmineraaliyksikössä kauppa- ja teollisuusministeriön määrä- rahojen turvin toimivan grafiittitutkimuksen tavoitteena on energiatuotantoon soveltuvien grafiittiesiintymien paikallistaminen geologisin ja geofysikaalisin menetelmin. Tässä raportissa selvitetään grafiittiprojektin vuoden 1982 tutkimustuloksia. Kenttätutkimusten osalta näitä tuloksia on käsitelty aiemmin väliraportissa (M 81/1982/2). Lisäksi grafiittitutkimuksiin liittyen I. Kukkonen on raportoinut Tampereen liuskealueen aerogeofysikaalisen ainston tulkinnasta (M 8 1 /1983/1). 2. TUTKIMUSTULOKSIA GRAFTTIAIHEISTA 2.1 Hyypiän hiililiuskeaihe Kesällä -82 Kiihtelysvaaran Hyypiän hiililiuskeaiheen välittömässä ympäristössä tehtiin noin 2 km 2 : n alueelta geologinen detaljikartoitus 1 : 4000 mittakaavassa kohteen tektoniikan ja litologian yksityiskohtaista selvitystä varten. Hiililiuskehorisonttien tarkempaa rajaamista ja paksuuden selvittämistä sekä näytteenoton ohjaamista varten Hyypiässä tehtiin geofysikaalisia mittaustöitä sahkömagneettisin menetelmin. Mittausmenetelmänä sovellettiin paitsi slingramja malmiharavamittausta myös broadside-menetelmää. Syys-lokakuussa Hyypiässä suoritettiin iskuporanäytteen- ottoa kallionpinnasta esiintymän dimensioiden ja hiililiuskeen laadun selvittämiseksi.

5 Hyypiän eteläpuolella karttalehtien , 08 ja 09 alueella on lisäksi tarkistettu aerogeofysikaalisia sähköisiä anomalioita maastokäyntien ja geofysikaalisten tunnusteluprofiilien avulla. Kiihtelysvaaran Hyypiän hiililiuskeaiheen detaljikartoituksen tulokset on esitetty väliraportissa (Sarapää & Kukkonen 1982). Hiililiuskekerrokset esiintyvät välikerroksina tremoliittipitoisessa, osin voimakkaasti karsiutuneessa dolomiitissa. Alueen kivilajien stratigrafiaa ja petrografiaa on käsitelty Pekkarisen (1979) väitöskirjassa. Grafiittiprojektin puittssa on Hyypiän aihetta käsitelty aiemmin Sarapään ( 1982) raportissa. Kenttäkauden -82 tutkimusten tavoitteena oli selvittää Hyypiän hiililiuskekerrosten paksuus ja laatu. Liitteessä 1 on esitetty yhteenveto iskuporanäytteenoton ja geofysikaa- listen mittausten tuloksista pitkin näytteenottoprofiileja Hiililiuskekerroksen paksuus maanpintalkkauksessa vaihtelee 2 m:stä aina 27 m:iin (kuva 1). Paksuimmillaan hiililiuske on profiililla 4, jossa hiilipitoisuus on keskimäärin 13,4. Hiilirikkaimmassa osassa jonka paksuus maanpintalkkauksessa on n. 16 m, hiilipitoisuus on 22,4 % (liite 1). Tällä profiililla näyttden hiilipitoisuus vaihtelee 0,9-42,5 %:iin, joten iskuporanäytteenotto 3 m:n pistevälillä ole riittävä hiililiuskeen laadun arvioimiseen. Paikoin hiilihorisontti lähes katkeaa (prof. 2) tai pilkkoutuu usksi rinnakkaisiksi kerroksiksi (prof. 5, kuva 1). Tämän on todennäköisesti aiheuttanut hiililiuskeen kattopuolella ja osittain jalkapuolella tavattu metadiabaasi, joka on intrudoitunut kerrosmyötäisesti (paikoin lkkaavasti) dolomiitin ja kiilleliuskeen kontaktiin.

6 R 315 HYYPIÄN HLILIUSKEAIHE 200 m Hiililiuske 1 Näytteenottoprofiili Porarkä Kuva 1.

7 Hiililiuskeen kaade vaihtelee slingram-tulkinnan mukaan 60 W - 75 W. Siten kaade noudattaa ympäristön kivilajien kaadetta. Keskimääräinen hiilipitoisuus vaihtelee kerroksesta riippuen 18 % - 33 %. On syytä ottaa huomioon, että iskuporanäytteenotossa osaan näyttstä on sekaantunut hieman irtomaa-ainesta, ja sen vuoksi analyysitulokset saattavat antaa liian alhaisia C-pitoisuuksia. Profiili 5:n näyttden luotettavuuteen vaikuttaa myös se, että siellä käytettiin naytteenotossa vesihuuhtelua (A-SONDI), jolloin grafiitti pyrki huuhtoutumaan pois. Muilla profiillla näytteenotto tapahtui ilmahuuhtelulla. Huomionarvoista on rikkipitoisuuksien nousu pohjoisilla profiillla. Profiili 5:llä rikkipitoisuus on kaikissa näyttssä lähes nolla. Sen sijaan profiillla 1-4 keskimääräinen rikkipitoisuus vaihtelee 0,4-1,39 %:n välillä (liite 1 ). Jos oletetaan hiililiuskekerrosten jatkuvan alapäin saman- laisena kuin näytteenotto kallionpinnasta osoittaa, voidaan koko 2 km pitkän johdevyöhykkeen arvioida sisältävän 1,0-2,0 milj. tonnia n. 30 %:sta hiililiusketta 50 metrin syvyydelle kallionpinnasta. Esiintymän koon ja laadun arviointi ennen syväkairauksia on kuitenkin spekulointia, varsinkin kun kerrospaksuuksien ja hiilipitoisuuksien vaih- telu on edellä kuvatun kaltaista. Tutkimukset ovat kuitenkin osoittaneet, että Hyypiän aihe on dimensioiltaan ja laadultaan riittävä jatkotutkimuksia ajatellen. Kesällä 1983 aihetta tutkitaan syväkairaamalla. 2.2 Juuan grafiittiaiheet Juuan alueelta Pohjois-Karjalasta löydettiin kesän kenttätöissä usta lupaavia graf iittiaihta. Niitä pidettiin siksi lupaavina,

8 että tutkimukset johtivat valtaukseen Polvelan kylässä ja valtausvaraukseen Halivaaran kylän pohjoispuolella (liite 2). Perusteluina tutkimusten aloittamiseksi Juuassa olivat geologiset analogiaperusteet. Alueen geologia on ikäsuhtltaan ja kivilajikoostumukseltaan samankaltainen merijatulin dolomiitthin kuuluvan Hyypiän hiililiuskeaiheen kanssa. Lisäksi Juuan dolomiitti-karsikivivyöhykksiin liittyy voimakkaita sähköisiä anomalioita, jotka vät ole magneettisia. Täten mahdollisuudet rikittömän hiililiuskeen esiintymiseen ovat Juuassa hyvät. Petrovaaran alueella Outokumpu Oy on syväkairauksin todennut sähköisten anomalioiden aiheutuvan grafiittirikkaista liusksta. Syväkairausmateriaalin tarkistus osoitti, että liuskden hiilipitoisuudet nousivat paikoin 20 %:iin. Kesällä -82 Juuan Polvelassa (kl D) tehtiin alustavaa kivilajikartoitusta grafiittiaiheen ymparistössa. Polvelassa ja Halivaarassa (kl ) kaivettiin tutkimusmonttuja sähköisten johtden selvittämiseksi. Maastotarkistuksin on alustavasti selvitetty aerosähköisten anomalioiden aiheuttajia karttalehdillä , 11, 12 ja alueella. Kesäkaudella suoritettiin näillä lehdillä magneettisia ja slingramprofiilimittauksia kaikkiaan 19 km. Allekirjoittanden ohella maastotöihin osallistuivat kolmen viikon ajan tekn. yo Pasi Apajalahti ja LuK Tapani Rämö. Tammi-helmikuussa 1983 Juuan geofysikaalisia profiilimittauksia tehtiin lisää GTL:n geofysiikan osaston mittausryhmän toimesta n. 20 linja-km. Kenttätutkimuksissa todettiin, että Juuan Polvelan kylässä voimakkaiden aerosähköisten anomalioiden aiheuttajana on

9 grafiittirikas, lähes kiisuton liuske (liite 3). Analysoiduissa paljastuma- ja monttunäyttssä hiilipitoisuus vaihteli 4,8-34,1 %, keskiarvon vaihdellessa eri grafiittiliuskehorisontssa 16,7-18 % C. Vastaavasti rikkipitoisuus vaihteli 0,01-0,76 % keskiarvon ollessa eri grafiittiliuskehorisontssa 0,12-0,34 % (liite 3 ja 4). Alhaiseen rikkipitoisuuteen saattaa vaikuttaa kiisujen rapautuminen kallion pintakerroksesta, joten rikkipitoisuudet voivat kohota syvemmällä. Polvelan grafiittiliuske koostuu pääasiassa hienoraksesta grafiitista, kvartsista ja tremoliitista. Kivi on rakenteeltaan breksiamaista. Muutaman millimetrin suuruiset murtokappaleet ovat pääasiassa grafiittia ja väliaines on cherttimäistä kvartsia. Polvelassa aerosähköiset anomaliat (liite 5) muodostavat noin 4 km pitkän jakson. Jakso liittyy osana lähes 30 km pitkään häiriöjaksoon Mataran, Polvelan, Petrovaaran, Halivaaran ja Kajoon alulla (kuva 2). Malmiharavamittausten perusteella Polvelan grafiittiliuskekerrosten paksuus vaihtelee maanpintalkkauksessa muutamasta metristä aina 25 m:iin. Poimuttumisesta johtuen kerrokset lisäksi kertautuvat usta kertoja. Alustavien slingram-tulkintojen mukaan (liite 6 ) Polvelan valtausalueella olevat grafiittiliuskeet ovat maanpinta- lkkauksessa m paksuja. Grafiittikerrosten loiva- -asentoisuus ja pieni keskinäinen etäisyys vaikeuttavat todellisen kerrospaksuuden arvioimista geofysikaalisen mittausainston perusteella.

10 Kuva 2. Juuan alueen aerosähköinen kartta (reaalikomponentti) 1 :

11 Mataran alueelta (kl ) mitatuissa prof iilssa todettiin samankaltaisia anomalioita kuin Polvelan valtausalueelta. Näitä johtta ole tavattu paljastumista, mutta ne ovat ilmsesti grafiittiliuskta. Mataran alueella johteet ovat lounaaseen kaatuvia ja maanpintalkkauksessa 5-40 m paksu ja. Aisusjärven itäpuolella ja Juuan maantien länsipuolella Polvelan varausalueella sähköisiä anomalioita aiheuttavat -magneettiset levymäiset johteet, joiden kaade on kahdessa pohjoisimmassa profiilissa (1 0 ja 16) länteen (yläreunan vaakasuora leveys m). Eteläisim- 0 missä anomalioisssa kaade on itään ja etelään (yläreunan vaakasuora leveys 5-12 m). Nämä johteet ovat jatkta Polvelan kylässä tutkituille grafiittiliusklle. Vastaavia -magneettisia johtta on laajan magneettisen ja sahköisen anomalia-alueen itäreunalla Timovaaran maantiestä länteen karttalehdellä C. Johteet ovat kapta (< 10 m) ja jyrkästi ( ) länteen kaatuvia. Karttalehden C laajan magneettisen ja sähköisen anomalia-alueen yli eri kohdissa vedetyissä profiilssa todettiin, että anomaliakenttä on sekava ja aiheutuu ilmsesti ussta petrofysikaalisesti anomaalisista kivilajiyksiköistä, joita voidaan tässä vaiheessa pitää hiilija rikkipitoisuudeltaan vaihtelevina kiisuliuskna. On kuitenkin mahdollista, että kiisuliuskehorisonttien välissä on rikittömiä grafiittiliuskta. Tätä tukevat mittaustulokset mm. profiillla 9, 12, 14, ja Toisaalta on mahdollista, että nämä lähes -magneettiset sähköiset anomaliat johtuisivat rikkikiisusta.

12 Halivaaran varausalueella (liite 2 ), Kajoon kylän ympä- ristössä ja Saarijärven etelä- ja kaakkoispuolella mita- tut anomaliat aiheutuvat lähes vaaka-asentoisista tai varsin loivakaatsista levymäisistä kappalsta, joiden yläpinnan syvyys on 3-11 m (harvoin yli 20 m) ja yläreu- nan vaakasuora paksuus 5-10 m. Vaakajohtden kerros- paksuudesta näiden mittaustulosten perusteella voida sanoa mitään varmaa. Sähköiset johteet vät ole missään paljastunna, ja näytemateriaalin saamiseksi kaivatettiin kaksi tutkimusmonttua, joissa kuitenkaan tavoitettu qrafiittirikasta liusketta (ks. Sarapää ja Kukkonen, 1982). 2.3 Haukiputaan - Kiimingin mustaliuskejakso Haukiputaan - Kiimingin liuskejaksoa luonnehtivat voimak- kaat sähköiset ja magneettiset häiriöjaksot. Sahköiset häiriöt aiheutuvat pääosin kiisu- ja grafiittipitoisista mustaliusksta, jotka ovat koko liuskejakson alueella hyvin hkosti paljastunta. Syksyllä -82 tarkistettiin maastokäynnn liuskejakson luotsosassa Haukiputaan ja Iin kuntien alueella geofysikaalisten matalalentokartto- jen ja 09 sähköisiä häiriöitä. Häiriöiden maasto- paikannuksessa käytettiin apuna aerosähköisista matala- lentokartoista laadittuja maankamaran näennäisen johtokyvyn karttoja.

13 Geologinen tutkimuslaitos suoritti jo 1940-luvulla Haukiputaan alueella geofysikaalisia ja geologisia tutkimuksia (Mikkola, 1947). Tällöin kartoitettiin geofysikaalisesti laaja häiriöjakso, jossa anomalioita aiheuttavana kivilajina on pääosin hkosti magneettikiisupitoinen kiisuliuske. Suoritetuissa kaivauksissa tavattiin "pelkkää grafiittiliusketta". Vuoden 1982 tutkimuksissa löydettiin muutamia grafiittirikkaita lohkarta. Parhaat lohkareet löytyivät Ukkolanperältä valtatie E4 itäpuolelta metsäaurausalueelta. Moreenista löydetyt lohkareet vaikuttivat paikallisilta ja niissä hiilipitoisuus kohosi 25 %:iin rikkipitoisuuden ollessa 1,09 % (0S , lab.nro Ra 2647/82). Löydetyt lohkareet sijoittuvat usden kilometrien pituiseen sähköiseen häiriöjaksoon. On varsin todennäköistä, että osa alueen muistakin sähköisistä häiriöistä on juuri grafiittirikkaista liusksta aiheutuvia. Edellä mainittujen häiriöjaksojen selvittämiseksi suoritettiin helmikuussa -83 Cobra-täryporanäytteenottoa yhteensä 241 pisteestä. Näytteenottoon osallistuivat työnjohtaja Pertti Huusko, teknikko Pentti Toivonen sekä tutkimusapulaiset Ossi Hkkinen, Erkki Rimpiläinen ja Timo Toppi. Häiriöiden todettiin pääasiassa aiheutuvan paikoin 200 m paksuista rikki- ja magneettikiisupitoisista mustaliusksta, joissa on myös grafiittirikkaampia välikerroksia. Näytttä analysoidaan parhaillaan. Talven aikana on suoritettu Kiimingin - Utajärven alueelta aerogeofysikaalisen karttamateriaalin tulkintaa jatkotutkimusten pohj aksi.

14 Kiimingin - Utajärven grafiittiaihden suhteen on syytä pitää mielessä, että lähistöllä on runsaasti teollisuutta, joka voisi hyödyntää alueelta mahdollisesti löytyvä grafiittiesiintymiä. 2.4 Muita kohtta Tuusniemen Rääpysjärven grafiittiaihe Tätä ja 1920-luvulla tunnettua (Laitakari, 1925) grafiitti- aihetta käytiin lynyesti tarkastamassa elokuussa. Mainitta- koon, että Rääpysjärvellä on jopa louhittu grafiittia. Grafiitti esiintyy apliittisia suonia sisältävässä kiillegnssissä kapeana, korkntaan muutaman metrin paksuisena linssinä. Grafiittia, joka on karkeaa ja kitstä, tavataan kalliossa noin 15 m:n matkalla. Malmiharavan mukaan johtavan horisontin pituus on noin 100 m. Analysoitu näyte 0S (lab.nro Ra 2477/82) sisälsi 49,7 % C ja 0,12 % S. Laadultaan Räapysjärven grafiitti olisi ilmsesti käyttökelpoista myös teollisuusmineraalina. Paljastumista kiinnisaadun johteen lisäksi malmiharavaa käyttäen löydettiin edellisestä n m länteen myös uusia johdehorisontte ja. Rääpysjärven alueen tutkimista haittaa aerogeofysikaalisen kartta-ainston puute. Grafiittimuodostumien laajuuden selvittamiseksi kannattaisi vastaisuudessa ehkä vetää muutamia sähköisiä tunnusteluprofiileja. Kiteen Juurikkajärven grafiittiaihe Kesän kuluessa tehtiin lyhyt tarkistuskäynti Kiteen Juurikkajärvella sijaitsevalla Lehtolan grafiittiesiinty- mällä. Esiintymää on tutkittu Geologisen tutkimuslaitoksen

15 toimesta 1950-luvulla, jolloin paikalle oli kaivettu tutkimusmonttuja, joissa oli tavattu osin melko karkeaakin lähes sormenpäänkokoista palagrafiittia (Vesasalo, 1950). Tarkistuskäynnin tarkoituksena oli malmiharavan avulla pyrkiä rajaamaan esiintymän kokoa. Malmiharavan mittausten perusteella grafiittiliuskeen leveys vaihtelee muutamasta metristä pariinkymmeneen metriin ja se on seurattavissa n. 500 metrin matkalla suunnassa 20, mikä vastaa alueen kivilajien kulkusuuntaa. Mahdollisesti grafiittiliuskehorisontti jatkuu pitemmällekin, mutta paksut moreeniptteet tekivät sen seuraamisen malmiharavalla mahdottomaksi. Koska esiintymää voidaan ainakin teollisuusmineraalimielessä pitää mielenkiintoisena, olisi paikalla suoritettava täryporanäytteenottoa tai montutusta grafiitin laadun varmentamiseksi. 3 UUSIEN GRAFTTIAIHEIDEN ETSINTÄ 3.1 Kansannäytteet Viime kesänä saatiin varsin runsaasti grafiittikansannäytttä. Näistä kiinnostavimpia olivat Jari Soukkion Padasjoen Kasiniemestä lähettämät grafiittiliuskenäytteet, jotka ovat peräisin rapakalliosta. Tarkistusmatkalla otetuista lisänäyttsta saatiin seuraavat tulokset: ITK ,9 % C, 7,66 % S (Ra 4044/82) ITK ,6 % C, 1,75 % S (Ra 4045/82) Korkealentokartalta tehdyn tulkinnan perusteella grafiittiliuskeet näyttävät liittyvän laajempaan häiriöjaksoon (Kukkonen, 1983). Paikalla suoritetaan jatkotutkimuksia ensikesänä. Jatkotutkimuksia aiheuttanevat myös Ilmajoen Ahonkylästä Martti Niemi-Nikkolan lähettämät grafiittikallionäytteet, joiden analysointi on vielä kesken.

16 Tarkistuksia odottavat mm. lukuisat Mäntyharjulta saadut grafiittinäytteet. 3.2 Aerogeofysikaalisen ainston tulkinta Aerogeofysikaalisten korkealentokarttojen avulla on Tampereen liuskejaksolta rajattu 1 : mittakaavassa kuuden karttalehden alueelta johdevyöhykktä ja yksittäisiä johtta. Karttalehdet ovat (Kangasala), 2143 (Padasjoki), 2144 (Kaipola), 3121 (Sysmä), 3122 (Joutsa) ja 3123 (Mäntyharju). Tulkinta-alueelta on voitu rajata runsaasti grafiittikriittisiä johtta, mutta aerogeofysikaalisen anomalian monikäsittsyyden vuoksi tarvitaan vielä maastotarkistuksia anomalianaiheuttajien varmistamiseksi. Korkealentokarttojen tulkinnasta on valmistunut erillinen raportti, jossa tuloksia on kuvattu skkaperäisemmin (Kukkonen, 1983). Haukiputaan - Kiimingin mustaliuskejakson grafiittirikkaiden horisonttien rajaamisessa ja litogeokemiallisen näytteenoton ohjaamisessa on käytetty aerogeofysikaalista matalalentoainstoa, varsinkin 1-kerrosmallitulkintaan perustuvia maankamaran näennäisen sähkönjohtavuuden karttoja, jotka ovat GTL:n geofysiikan osaston tuotantoa. Aeromagneettisen kartan levymallitulkintojen ja sähkönjohtavuuskarttojen vertailussa todettiin Haukiputaan karttalehden ( ) alueella olevien johdevyöhykkden olevan lähes aina magnetoituvia, ts. mustaliuskeet ovat kiisupitoisia. Aerogeofysikaalisen kartta-ainston tulkinta jatkuu parhail- laan usden grafiittikriittisten kallioperäaluden suhteen.

17 3.3 Vanhan näytemateriaalin tarkistukset Vuoden -82 kuluessa on jatkettu grafiitin suhteen kiinnostavien vanhojen syväkairausrkien tarkitusta. Tarkistuksia on tehty seka Geologisen tutkimuslaitoksen että Outokumpu Oy:n näytemateriaalin osalta (liite 7). Korkmmat hiili- pitoisuudet tavattiin Juuan Petrovaarassa R 9:ssa (20,1 % C, 2,74 % S, lävistys 4,4 m). Luhangan Sydänmaalla (kl D) GTL:n malmiosaston toimesta v Cobra-täryporalla otetuista moreeni- ja rapakallionäyttsta teetettiin mustaliuskden osalta (16 kpl) hiili- ja rikkimääritykset. Analysoiduissa näyt- tssä hiilipitoisuus on keskimäärin 4,5 % ja rikkipitoisuus 2,2 %, maksimihiilipitoisuus on 14,1 %. Näytteet on otettu samasta sähköisestä ja magneettisesta häiriöjaksosta, jossa GTL on aiemmin syväkairauksissa (Lhk/50/R1) lävistänyt noin 55 m matkalla grafiittiliuskeen (ka. 14,75 % C, 3,74 % S, max 20,4 % C, ks. Sarapää, 1982). Pelkosenniemen Reposelässä (kl , 12) GTL:n geokemian \ osasto on Vuotos-projektin puittssa suorittanut anomaliatarkistuksia iskuporanäytteenoton avulla. Alueen voimakkaiden ja varsin laaja-alaisten sähköisten ja magneettisten anomalioiden on todettu aiheutuvan grafiitti-sulfidilius- ksta. Osasta näistä näyttstä tehtiin keväällä -82 C- ja S -lisämäärityksiä. Hiilipitoisuus vaihtelee 0,9-22,1 %:n ja rikkipitoisuus 0,8-30,8 %:n (ka. 9,8 % C, 11,92 % S). Tyrväisen (1979) kallioperäkartan mukaan grafiitti-sulfidi- liuskta ympäröivä kallioperä koostuu pääasiassa kiilleliusksta ja emäksista ja ultraemäksista vulkaniitsta.

18 TEKNILLISET TUTKIMUKSET Teknillisissä tutkimuksissa on turvauduttu pääosin Outokumpu Oy:n Metallurgisen tutkimuslaitoksen asiantuntemukseen. Siellä on selvitelty Hyypiän amorfisen grafiitin ominaisuuk- sia ja tehty n. 20 t näyte-erästä polttokokta (M. Saari ja S. Jounela, 1982). Hyypiän grafiittiliuskeen on todettu ominaisuuksiensa puolesta soveltuvan polttoaineeksi: - helposti jauhautuva - alhaiset rikki-, fosfori- ja kokonaisalkalioksidipitoisuudet - suuri ominaispinta-ala; reaktiivisuus suuri - kuonan sulamispiste korkea (n C), joten se haittaa polttoa - syttymispiste Kuivarikastusmenetelmin (jauhatus seulamyllyllä) liuskeen hiilipitoisuus kohosi 32 -> 40 %:n. Sen sijaan vaahdotuk- sessa rikasteen hiilipitoisuus kohosi 54,3 %:n ja saanti oli vain 50,4 %. Polttokokssa grafiitti (32 % C) paloi hyvin C:ssa pyörrekerrosuunissa. Sen tehollinen lampöarvo oli 10 MJ/kg. Apupolttoainta tarvittu. Grafiittimurskeen tilavuus- 3 painoksi määritettiin 1,2 t/m. Keskuslaboratorio Oy:ssä on myös tehty eräitä Hyypiän grafiittiliuskeen lämpöarvomäärityksiä (liite 8). GTL:n maaperäosastolla on lämpövaa'an avulla määritetty eräistä grafiittinäyttstä syttymislämpötilat. Tulokset ovat seuraavat: Kiihtelysvaara, Hyypiä Ra 222/82

19 Ylitornio, Merivaara Ra 220/ C C Juuka, Polvela Ra 2169/ C Juuka, Polvela Ra 2162/ C Haukipudas, Vekolanperä Ra 2647/ C Mäntyharju, Kärpälä Ra 3008/ C Luhanka Ra 3380/ C

20 5 TOIMINTASUUNNITELMA Kenttätutkimukset Kiihtelysvaara, Hyypiä - syväkairaus, elokuu Juuka, Polvela - geofysikaalisten anomalioiden tarkistus - tutkimusmontutus, toukokuu - syväkairaus, elokuu Haukipudas, Ukkolanperä ja Martinniemi - Cobra-näytteenotto, helmikuu - tutkimusmontutus, kesäkuu (riippuu näytteenoton tuloksista) Pyhäntä, Tavastkenkä - Cobra-näytteenotto, maaliskuu Luhanka, Tammi järvi - tutkimusmontutus, kesäkuu Padasjoki, Kasiniemi - geofysikaaliset profiilimittaukset (geofysiikan osasto), toukokuu - anomaliatarkistus ja tutkimusmontutus, syyskuu Tarkistuskohtta - Ilmajoki, Ahonkylä - Kärpälän seutu, kansannäytteet - Porvoon seutu, kansannäytteet - Kiteen grafiittiaihe 8) Geofysikaalisia maastomittauksia - Tampereen liuskealueen kohteet, hnä-elokuu - Vehmersalmi

21 - Pyhäntä - Ilmajoki - muita kohtta tarpeen mukaan. 2. Teknilliset tutkimukset Polttokokeet - yhtstyössä Outokumpu Oy:n kanssa Grafiittiliuskden litogeokemiallinen perusselvitys - yhtstyössä GTL:n malmiosaston perustutkimusyksikön kanssa Grafiittiliuskden DTA-tutkimukset - yhtstyössä Helsingin yliopiston kanssa. 3. Aerogeofysikaalisen ainston tulkinta - usta tulkinta-aluta (mm. Utajärven, Ylitornion, Vehmersalmen ja Kiihtelysvaaran- Värtsilän kohteet). 4. Grafiittiliuskden fysikaalisten ominaisuuksien perusselvitys

22 6 KIRJALLISUUSVTTEET Kukkonen, Ilmo (1983): Aerogeofysiikan tulkintakarttoja grafiitinetsintää varten, 1 : karttaleh- det 2141, 2143, 2144, 3121, 3122 ja Geologinen tutkimuslaitos, grafiittitutkimus M 81/1983/1. Laitakari, Aarne (1925) : Die Graphitvorkommen in Finland und Ihre Entstehung. Geologinen Komissioni, geoteknillisiä julkaisuja N:o 40, 100 s. Mielikäinen, Pekka (1979): Kallioperäkartta lehti 3642 Pelkosenniemi. Suomen geologinen kartta 1 : Mikkola, Aimo (1947): Malmitutkimukset Haukiputaalla v Geologinen tutkimuslaitos, malmiosasto, raportti M/17/Hd 47/1, , 8 s. Pekkarinen, L.J. (1979): The Karelian formations and thr depositional basement in the Kiihtelysvaara - Värtsilä area, East Finland, Geol. Surv. Finland, Bull. 301, 131 p. Saari, M. ja Jounela, S. (1982): Yhteenveto OKMT:ssä vuosina tehdyistä Kiihtelysvaaran grafiitin tutkimuksista. OKMT-53/82. Raportti Outokumpu Oy Metallurginen tutkimuslaitos. Sarapää, Olli (1982): Grafiitin käyttömahdollisuudet energiatuotannossa ja tarkoitukseen soveltuvien grafiittiesiintymien löytymismahdollisuudet Suomessa. Geologinen tutkimuslaitos, grafiitti- tutkimus, raportti M 81/1982/1, 44 s.

23 Sarapää, O. ja Kukkonen, I. (1982): Väliraportti vuoden 1382 grafiittitutkimuksista. Geologinen tutkimus- laitos, grafiittitutkimus, raportti M 81/1982/2, 12 s. Vesasalo, Arvo (1952): Lehtolan grafiittiesiintymä Kiteen Juurikkajärvellä. Geologinen tutkimuslaitos, malmiosasto, raportti M 17/Ki -52/1/82, 3 s.

24 7 LTTEET Liite 1 Liite 2 Tulokset Hyypiän näytteenotosta ja geofysikaalisista mittauksista. Juuan valtaus- ja varausaluden sijaintikartta 1 : Liite 3 Juuan Polvelan paljastuma- ja monttunäyttden hiili- ja rikkipitoisuudet. Liite 4 Polvelan kivilajikartta 1 : Liite 5 Polvelan aerosähköiset häiriöt 1 : Liite 6 Liite 7 Juuan geofysikaaliset mittaustulokset. Tarkistettua syväkairausmateriaalia. Liite 8 Keskuslaboratorio Oy:n tekemät lämpöarvomääritykset Hyypiän hiililiuskeesta.

25 Kiihtelysvaara, Hyypiä Tuloksia iskuporanäytteenotosta ja geofysikaalisista mittauksista d = hiililiuskeen yläreunan paksuus (m) h'= yläpinnan syvyys maanpinnasta (m) = kaade ( ) Profiilinumero Näytteenotto Malmiharava C % max. C % min. Huomautuksia 33,4 34,6 Kaivettu esiin traktorikaivurilla Vain 1 HL-näyte 42,5 42,5 Prof iilin keskiosa 33,4 31,6 Hiililiusketta tavattu * broadside-mittauksen mukaan

26

27 Liite 3 Juuan Polvelan paljastuma- ja monttunäyttden hiili- ja rikkipitoisuudet qrafiittiliuskehorisontssa A, B ja C. Johde C % ka. C % max. C % min. S % ka. Näytemäärä A 16,7 34,1 4,8 0,18 17 B 17,9 0,12 1 C 18,0 24,8 11,5 0,34 11

28

29 Liite 5 Juuka,Polvela Aerosähköinen matalalentokartta

30 Juuka. aeofvsikaaliset profiilimittaukset Slingram-tulkinnat Alustava yhteenveto, prof iilit 1-28 = kaade ( ) a = kelaväli, prof. 1-21, a = 40 m, prof , a = 60 m, f = 3600 Hz (prof. 28, Hz) h' = johteen ylapinnan syvyys (m), kelan kantokorkeus (1 m) huomioitu d = johteen ylareunan leveys (m) x = johteen paikka profiililla(m) W = vas teparametri Re/Im = reaali/imaginaari-suhde Profiilinumero Mittaussuunta Magneettisuus Huomautuksia Liikaa irtomaita Liikaa irtomaita

31 2 Profiilinumero Mittaussuunta Magneet tisuus Huomautuksia voim. voim. " hk. Keskinainen kytkentä " hk. Liian häiritsevä hk. hk. 13 on Homog. puoliavaruus -tulkinta 0=0,35 S/m (magn. häiritsee) 14 on hk. Keskinäinen kytkentä voim. Liian häiritsevä on on on Keskinäinen kytkentä on Liian häiritsevä e i

32 3 Profiilinumero Mittaussuunta dagneet tisuus Huomautuksia 19 - Homog. puoliavaruus -tulkinta, o=o,3l S/m W - - hk. hk. hk. Paksu levy? Keskinäinen kytkentä liian häiritsevä S W W? 11 W? E? 23 W? 2 0 W 55 W 24 SW Mah~d. usta ILahekkäisiä levyjä 25 6 ~ONE 13 i Järvessä! S FJ. Loivakaatnen? SW 26? Keskinäinen kytkentä? sw: sw: sw: SW' e i tie ik. hk. häiritsee Loivakaatsia, keskinäinen kytkent,s häiritsevä SW' Mahd. kaksi johdetta, E-puolella huonompi

33 Profiilinumero lagneet-.isuus h.k. hk. hk. on on hk. hk. hk. on on On hk. on hk. on. l Keskinäinen kytkentii häiritseva Tulkinta homog. puoli- avaruus -mallilla u < - 30 ~ / m Sähk. paksu levy, kaade loiva Sähk. ohut levy Kaade hyvin loiva Joht. irtomaa? Plahd. kaksi johdetta Keskinäinen kytkentä häiritseva Tulkinta homog. puoliavaruuden kayrästölla Keskinäinen kytkentä häiritsevä

34 Profiilinumero 3 1 Mittaussuunta NE-> SW Maqneet tisuus hk. Huomautuksia I ' Kolmedimensionaalinen? i hk. Usta johtta Keskinäinen kytkentä häiritsevä 32 SE->NW hk. hk. Keskinäinen kytkentä hk. häiritsevä hk. he ik.

35 Liite 6 (jatk.) Profiilin numero Alkupiste Loppupiste

36 Liite 6 (jatk.) Juuka, geofysikaaliset profiilimittaukset Profiilikarttojen tunnukset

37 Liite 7 Tarkistettua syväkairausmateriaalia Kartta- Tunnus ja paikka K1 Syvyysväli C % S % lehti 4311 JU/PE 9 ML 44,90-49,05 4,1 1,07 Juuka, Petrovaara 49,05-54,65 9,O 1,05 100,15-104,55 20,1 2, Tikkala 7 Pyhäselkä Tikkala 8 ML 35,OO- 45,50 7,9 3, M52/2323/-75/R 337 ML 20,70-48,45 9,4 3,61 Kaustinen, Härkäneva 16,4 % C (max) 2323 M52/2323/-75/R 346 GRAFKA 39,85-47,95 7'9 2,45 Kaustinen, Kirkkoharju " 46,50 18,4 % C (max) 62,50-68,95 8,4 6,09 " 73,25-82,70 4,1 2,54 ML 98,30-101,00 15,5 16,1 Lisäksi on tarkistettu rät: JU/PE 5, 15, JU/MI 74 A, JU/MI 5, Tikkala 1, 2, SR/PE 2, 3, 5, 12, OKU 175, 176, 177, 179, RTL/PH 2, RTL/PH 3, Korsnäs v. -52/R 4, R 25, R 32, R 124, Virtasalmi v. -68/ R 174, R 176, R 180, Pihtipudas v. -68/R 13, Joroinen v. -69/R 15, R 21, Pielavesi v. -68/R 115, R 11, Rsjärvi R 14, Kaustinen M52/2323/-74/312, 324, 328, 336, 337, M52/2323/-76/358. Näissä r'issä qrafiittipitoisuudet ovat olleet niin alhaiset, ett C ja S % katsottu tarpeen analysoida.

38