MAAPERATUTKIMUKSIIN LIITTYVAT SEISMISET REFRAKTIOLUOTAUKSET V. 1990

Transkriptio

1 -- zpciil...lir.'.. GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS Etelä-Suomen aluetoimisto Raaka-ainevarat Seppo Koho MAAPERATUTKIMUKSIIN LIITTYVAT SEISMISET REFRAKTIOLUOTAUKSET V Vuoteen 1989 asti oli GTK:n maaperätutkimuksiin liittyviin seisrnisiin luotauksiin kaytössä Mandrel Er seismografi, joka oli hankittu v Tekniikaltaan Mandrel oli vanhentunut jo noin kaksikymmentä vuotta sitten ja varaosia ei ole ollut saatavana enaä viiteentoista vuoteen. Mandrelin pääasiallinen haitta oli seismogrammin heikko luettavuus. Oli vaikea paastä vaadittuun 0,5 m/s tarkkuuteen kulkuaikojen luennassa. Lisäksi laitteen kokonaisrekisteröintiaikaa ei ollut helppo muuttaa. Piti tyytyä arvoihin 100 m/s, tai 200 4s. Nykyaikaisen seismografiin hankkiminen oli esillä useana vuonna. Vasta vuonna 1990 oli käytettävissä määräraha, jolla voitiin hankkia 12-kanavainen E.G. Geometrics ES 1225 seismografi, joka oli ollut leasingkäytössä. Mainittu laite saatiin toukokuun alussa v ja luotaamaan päästiin kesäkukun alussa. Alkuvaikeudet seismografin kaytössä johtuivat siitä, ettei kone käynnistynyt laukaisupulssien vaikutuksesta. Tämä haitta saatiin kuitenkin melko pian ko jatuksi. Seismografissa on kuitenkin esiintynyt ajoittaisia käyttöhäiriöitä, erityisesti kylmilla ilmoilla. On välttamätöntä saada vielä nämä viat kojatuiksi. Keveytensä takia laite soveltuu hyvin maaperätutkijoiden lyhyiden seismisten linjojen ( m) luotaarniseen. Tällaisien linjojen tutkimiseen riitaa useimmiten kahden henkilön työryhmä. Luotaukset ovat viime vuosina keskittyneet pääasiassa moreenialueille ja ne on yleensä tehty räjähdyspanosta käyttäen. Kerrospaksuus moreenialueilla on useimmiten alle 10 m. Luotaus on silloin edullisinta tehdä 50 m:n kaapelilla ja geofoniväli on tässä tapauksessa 5 m. Yhden geofoniasennon (esimerkiksi pl. 0-50) luotaukseen kuuluu neljä rajäytystä: kaksi l~panosta kaapelin päissä (esimerkiksi pl. 0 ja 50) ja kaksi kaukopanosta kaapelin mitan etäisyydeill geofoniasennon p8su (esimerkiksi pl. -50 ja 100). Kun panos on kaapelin päassa olevalla paalulla on ko. paikassa

2 tehty aina ns. linjaly hennys, jolloin 50 m:n geofonikaapelilla saadaan panoksesta lukien kolme 2,5 m:n pituista geofoniväliä, muiden välien ollessa 5 m. Linjalyhennyksestä on hyötyä sellaisissa tapauksissa, kun maakerros on ohut (2-3 m). Tallöin voidaan maanopeus vielä mitata. 50 m:n geofonikaapeli riittää 15 m:n kerrospaksuuksille. 20 m:n kerrospaksuuskin voidaan luodata yli2 mainitulla tavalla, varsinkin jos tehdään ainakin kaksi periaistii geofoniasentoa. 2-0 m:n kerrospaksuuksilla on edullisinta kiiyttäii 50 m:n kaapelin sijasta 100 m:n geofonikaapelia, koska edellisessä tapauksessa räjaytysten mä&-ii kasvaisi liiaksi (6-8 kpl: geofoniasento). Yli 40 m:n syvyydellä on syytä luodata vähintään kolme peräkkäistä geofoniasentoa 100 m:n kaapelilla. Räjähdysaineena käytetään luotauksissa yleensa dynamiittia. Se ei ole arka kosteudelle niinkuin varmuusräjähdysaineet. Samoin on aineen annostelu huomattavasti helpompaa. Panostettaessa olemme käyttäneet panoskoon suhteen seuraavia ohjearvoja: 50 m:n kaapeli 100 m:n kaapeli Lähipanos g Lähipanos 3& 60 g Kaukopanos g Kaukopanos 9&180 g Taulukon mukaiset räjähdysainemäärät riittävät yleensa moreenialueilla. Lajittuneissa muodostumissa joudutaan käyttämään suurempia panoksia erikoisesti silloin kun pohjavesi on syvällä ja aineksen karkeuden vaihtelusta johtuen muodostumassa on useita kerrosrajoja. Perusteluna räjähdysaineiden käytölle luotauksissa on lähinnä se, että työn onnistuminen on varmempaa. Mikäli täryaalto on aikaansaatu lyömällä (lekalla tai nuijalla), ei kulkuaikoja voida useissa tapauksissa iskun heikkoudesta johtuen rekisteröidä enaa 5&75 m:n etäisyydellä lyöntipaikasta. Mikäli etäisyys on yli 75 m ei rekisteröinti yleensa enaa onnistu. Uusimmissa seismografeissa voidaan tätä asiaa auttaa summaamalla useita lyönteja. Tämä ei kuitenkaan täysin korvaa täryaaltojen aikaansaamisessa olevia suuria energiaeroja. Kuluneen kenttäkauden 1990 aikana luodatut seismiset linjat olivat pituudeltaan vaihtelevia. Eniten tehtiin 5&100 m:n pituisia linjoja, jotka tulevat maaperäkartoituksen tarpeisiin. Pisimmät linjat olivat 1200 ja 1450 m. Ne tehtiin Juvan ja Rantasalmen alueella ja liittyivät drurnliinitutkimuksiin (M. Perttunen). Myös pohjavesitutkimuksiin (M. Salmi ja J.P. Palmu) ja Vaasan läänin seutukaavaliitolle tehdyt luotaukset olivat paaasiassa lyhyitä linjoja, käsittäen 1-2 geofoniasentoa.

3 Linjojen yhteispituus on 18,5 km, lukumäärä 147 kpl ja keskipituus 125,8 m. Luotausryhmässä oli vakinaisena vain kaksi henkilöä (S. Koho ja M. Putkinen). Useat tilaajat ovat kuitenkin antaneet työhön kolmannen henkilön ko. tutkimuskohteen luotauksiin, jotka on mainittu tutkimuskohteita käsittelevässä luettelossa. Tulosten käsittely Mittaustulokset on käsitelty MS-DOS käyttöjärjestelmässä toimivalla GSFSEISMO-ohjelmistolla. Ohjelmistolla voidaan piirtaa luotausten aikamatkakuvaajat, laskea kerrospaksuudet luotauslinjojen päihin ja geofonien alle seka piirtää tulkinnan vertikaalileikkaus haluttuun mittakaavaan. Ohjelmiston toiminnasta on laadittu yksityiskohtainen käyttöohje. Liite 1 sisältää v seisrnisten luotausten saapumisajat 3.5":n levykkeellä sekä esimerkkilistauksen DAT-tyypin tiedostosta. Seismisten luotausten saapurnisajat on tallennettu alihakemistoon MAASEI90, kunkin luotausprofiilin saapumisaikojen muodostaessa oman tiedostonsa. Tiedostot on nimetty 1 : karttalehden ja luotauslinjan numeron perusteella. Liitteen 1 esimerkkitiedoston nimi on siten DAT. Levykkeeltä saadaan jokerimerkkien avulla listaukset eri karttalehtien alueella tehdyistä seismisistä luotauksista. Yksityiskohtaiset tiedot luotausprofiileista löytyvät tiedostojen alussa sijaitsevilta otsikkoriveilta. Levykkeen saapumisaikatiedostojen ja GSFSEISMO-ohjelmiston avulla voidaan seismiset luotaukset haluttaessa käsitellä uudelleen.

4 ETELA-SUOMEN ALUETOIMISTO SEISMISET LUOTAUKSET V (Maaperakartoituksiin tilatut seismiset linjat) 1. Juva - Rantasalmi Hiismaki LI 1200 m L2 200 m L3 200 m L4 400 m L m L6 200 m L7 200 m L8 200 m 8 kpl 4050 m Karttalehdet: 1 kpl Geofonias. lukum: 41 M. Perttunen Tutkimuskohde: Drumliinitutkimus Luotausryhma: S. Koho, M. Putkinen. ja P. Liuha 2. Kiikala ja Utti Kiikala LI 200 m L2 200 m LA 300 m Utti LI 200 m Karttalehdet: Geofonias. lukum. Luotausryhma: Tutkimuskohde: 8 kpl 1000 m 2 kpl 11 kpl S. Koho, M. Putkinen ja J.P. Palmu J.P. Palmu Maapeitteen paksuus ja ruhjeet

5 3. Ilmajoki Pojanluoma L1 50 m L2 50 m Kauhajarvi L1 50 m L2 50 m L3 50 m L4 50 m Huhmarkoski L1 - L7(pituudet 50 m) Ilmajoki L1 50 m Ämmalankyla L1 50 m Orava L1 50 m Jouppila L1 - L3 (pituudet 50 m) Könni L1 - L2 (pituudet 50 m) Karttalehdet: Geofonias. lukum. Luotausryhma: Tutkimuskohde 26 kpl 1300 m 9 kpl 26 kpl S. Koho ja M. Putkinen M. Kukkonen Maapeitteen paksuus ja maalajit 4. Vaasan läänin seutukaavaliitto Alajarvi - Kuortane - Lehtimäki Höykkyla L1 200 m L2 200 m 400 m (pit.) 4 as. 2 kpl

6 Vetämajarvi L1 50 m Lentila LI 100 m 50 m (pit.) 1 as. 1 kpl \ 300 m (pit.) 3 as. 3 kpl Lehtimäki LI 200 m L2 200 m L3 200 m 600 m (pit.) 6 as. 3 kpl Lansikyla LI 100 m L2 200 m I L3 50 m 350 m (pit.) 4 as. 3 kpl LI 50 m 50 m (pit.) 1 as. 1 kpl Kuortane LI 100 m 100 m (pit.) 1 as. 1 kpl Peruskartat: Geofonias. lukum. Luotausryhma: Tutkimuskohde: 14 kpl 1850 m 7 kpl 20 kpl S. Koho, M. Putkinen ja R. Pitkäranta Vaasan läänin seutukaavaliitto Veden saantimahdollisuiudet 5. Keitele ja Hankasalmi Keitele LI 150 m L2 50 m L3 200 m L4 100 m 500 m (pit.) 9 as. 4 kpl Armisvesi LI - L2 (pituudet 50 m) Hankasalmi L1 100 m L2 50 m Kuuhankavesi L1 100 m L2 200 m 100 m (pit.) 2 as. 2 kpl 150 m (pit.) 2 as. 2 kpl 300 m (pit.) 6 as. 2 kpl

7 Peruskartat: Geofonias. lukum. Tutkimuskohde: Luotausryhma: 10 kpl 1050 m 4 kpl 20 kpl M. Salmi ja J.P. Palmu Maakerroksen paksuus ja maalajit seka kallion rikkonaisuus S. Koho, M. Putkinen ja A. Pullinen 6. Karkkilan, Someron ja Salon kartta-alue Hyrkköla L1 100 m 1 L3 50 m L4 100 m L5 100 m L6 100 m L7 100 m La 100 m L9 50 m LI0 100 m 900 m (pit.) 18 as. 10 kpl Pyöli L1 L2 L Salo L1 L2 L3 L4 100 m 200 m 50 m 50 m 200 m 100 m 100 m 350 m (pit.) 4 as. 3 kpl 450 m (pit.) 7 as. 4 kpl Pertteli LI 100 m L2 200 m L4 100 m L5 100 m L6 100 m L7 100 m La 100 m L9 200 m 1000 m (pit.) 18 as. 9 kpl Somerniemi L1 200 m

8 700 m [pit.) 12 as. 6 kpl Terttilä LI 100 m L4 100 m 500 m (pit.) 8 as. 4 kpl 200 m (pit.) 4 as. 2 kpl Kanunki LI 50 m Saarikko LI 50 m 50 m (pit.) 1 as. 1 kpl 50 m (pit.) 1 as. 1 kpl 50 m (pit.) 1 as. 1 kpl Geofonias.lukurn. Tutkimuskohde: Luotausryhma: 41 kpl 4550 rn 74 kpl M. Haavisto-Hyvärinen Maakerroksen paksuus ja maalajit S. Koho ja M. Putkinen 7. Lahti - Ahtiala - Urajärvi Lahti L4 L5 L6 L7 L8 L9 LI0 200 m 100 m 100 rn 100 rn 100 m 100 m 50 m 750 rn (pit.) 13 as. 7 kpl Ahtiala LI 100 rn L4 100 rn L5 100 m 500 rn (pit.) as. 5 kpl

9 Urajarvi L7 50 m 50 m (pit.) 1 as. 1 kpl Geofonias. Karttalehdet: Tutkimuksen kohde: Luotausryhma: \ 13 kpl 24 kpl 1300 m 3 kpl T. Ruohomaki Maakerroksen paksuus ja maalajit S. Koho, M. Putkinen ja T. Ruohomaki (osaaikainen) LI 600 m 6 geofonias. Tutkimuksen kohde: Luot ausryhma: J.J. Donner Mahdollinen hiekkakivi ja maakerroksen paksuus S. Koho, J. Lehtimäki, T. Jokinen ja J. Kankaanpää 9. Länsi-Teiskon kartta-alue ja Viljakkala LI 100 m L4 100 m L5 100 m L6 100 m L7 50 m 650 m (pit.) 13 as. 7 kpl 950 m (pit.) 19 as. 10 kpl Juhtimaki LI 100 m LA 100 m

10 L5 100 rn 500 rn (pit.) 10 as. 5 kpl Luhalahti \ LI 100 rn 100 rn (pit.) 2 as. 1 kpl Kyrönlahti LI 100 rn L2 100 rn Latovesi L1 100 rn L2 100 rn L3 100 rn L4 100 m Geofonias.: Karttalehti: Tutkimuksen kohde: Luotausryhrna: 200 rn (pit.) 4 as. 2 kpl 400 m (pit.) 8 as. 4 kpl 29 kpl 56 kpl 2800 rn 6 kpl H. Rainio Maakerroksen paksuus ja rnaalajit S. Koho ja A. Putkinen

11 Maaperätutkijoiden seismiset linjat v \ Etelä-Suomen aluetoimisto Alue Linjojen Geofoni- Kartta- Pituus ja luku- asem. lehtien m tilaaja määrä määra lukumäara Juva - Rantasalmi 8 M. Perttunen Keitele - Hankasalmi J.P. Palmu, M. Salmi Kiikala - Utti J.P. Palmu Ilmajoki M. Kukkonen Alajärvi 14 Vaasan laariin seutukaavaliitto Karkkila - Somero - 41 Salo Maija Haavisto-Hyvärinen Lahti - Ahtiala 13 T. Ruohomäki Lansi-Teiskon karttaalue H. Rainio Bromarv J.J. Donner Yhteensä ,5 km

12 Liite 1. LISTAUS SAAPUMISAIKATIEDOSTOSTA DAT -KARTTALEHTI: LINJA: 1 -MITTAUS AIKA: MITTAAJAT: S. KOHO, M. PUTKINEN, J. LEHTIMAKI, T. JOKINEN, J. KANKAANPAA -MENETELMA JA LAITE: SEISMINEN REFRAKTIO, EGG ES TUTKIMUKSEN KOHDE: MAHDOLLINEN HIEKKAKIVI -TIEDOSTO: X-ALKU: X-LOPPU: Y-ALKU: Y-LOPPU: PITUUS 600 M G12,0,5,10,15,25,35,45,55,65,75,85,90,95,100 so

13