GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS M 19/3613/-88/1/10 Ranua Mätäsjärvi ja Joululammit Seppo Rossi

Transkriptio

1 GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS M 19/3613/-88/1/10 Ranua Mätäsjärvi ja Joululammit Seppo Rossi MÄTÄSJÄRVEN PLATINA-PALLADIUM-KULTALOHKAREAIHEEN JA JOULULAMPIEN MOLYBDEENILOHKAREAIHEEN MALMITUTKIMUKSET RANUAN KUNNAN POHJOISOSASSA VUOSINA 1986 JA 1987

2 YHTEENVETO 2 Mätäsjärven ja Joululampien lohkareaiheet ovat molemmat Geologian tutkimuskeskuksen satavuotisjuhlavuoden 1986 merkeissä järjestetyn Malmimaniakansannäytekilpailun tuotetta. Lohkareaiheet sijaitsevat Ranuan kunnan pohjoisosassa. Yleiskarttalehtijaotuksessa Mätäsjärven lohkareaihe sijoittuu karttalehdelle ja Joululampien lohkareaihe karttalehdelle Molemmat lohkareaiheet sisältävällä tutkimusalueella kallioperä kuuluu Pudasjärven pohjakompleksiin Peräpohjan liuskejakson välittömässä läheisyydessä. Liuskejakson reunaan on Joululampien lohkareaiheesta pohjoiseen 10 km ja Mätäsjärven lohkareaiheesta länteen 20 km. Liuskejaksoa reunustaa pohjakompleksin puolelta katkonainen kerrosintruusiovyöhyke. Mätäsjärven länsi- ja eteläpuolelta Veikko Lohelan lähettämät useat gabrolohkareet sisälsivät viitteellisiä määriä kuparia, nikkeliä, palladiumia ja kultaa. Lokakuussa 1986 Lohelan opastuksella suoritetulla tarkastuskäynnillä hän osoitti Mätäsjoen varresta pohjois-eteläsuuntaisen moreeniharjanteen, jonka länsirinteellä esiintyi runsaasti kooltaan suurehkoja ja särmiltään pyöristyneitä, hiukan kiisuja sisältäviä gabro- ja ultramafiittilohkareita. Niistä yhdestätoista kerättiin yhteensä 15 näytettä analyysiä varten. Kolmen lohkareen näytteistä tavattiin kohonneita kulta-, palladium- ja platinapitoisuuksia. Parhaan näytteen analyysitulokset olivat kultaa 0.57 ppm, palladiumia 42.5 ppm ja platinaa 9 ppm. Mätäsjärven lohkareaiheen kansannäytelohkareiden kulkeutumismatkan selvittämiseksi pyydettiin avuksi Geologian tutkimuskeskuksen maaperäosaston malminetsintää palveleva maaperätutkimusryhmä. Sen toimesta alueelle kaivettiin 13 tutkimuskuoppaa elokuussa Lohkareet osoittautuivat pitkämatkaisiksi ja lännen ja länsiluoteen väliseltä sektorilta kulkeutuneiksi. Lohkareiden todennäköinen lähtöalue on Peräpohjan liuskejaksoa reunustava Outokumpu Oy:n Pohjois-Suomen toimipisteen Lapin Malmin tutkimuskohteena oleva kerrosintruusiovyöhyke.

3 Kansannäytelohkareiden yhteydestä tutkimuskuoppien moreeninäytteistä tavattiin anomaalisia kulta- ja palladiumpitoisuuksia. Niiden arvioitiin olevan peräisin paikallisista, pohjakompleksia leikkaavista, pienialaisista diabaaseista. 3 Joululampien alueelta Paavo Karjalaisen lähettämä lohkarenäyte sisälsi runsaasti molybdee-nihohdetta. Lohkare koostui kvartsi-maasälpä-kiillegneissistä ja sitä leikkaavista graniittisuonista. Molybdeenihohde esiintyy graniittisuonien yhteydessä. Tarkastuskäynnillä lokakuussa 1986 kävi ilmi, että lohkareen löytöpaikan lähiympäristössä kallioperä on hyvin paljastunut ja kivilajiltaan samaa tyyppiä lohkareen kanssa. Gneissiä leikkaavat yksittäiset gabrojuonet ovat alueelle tyypillisiä. Lokakuun lopulla alueella lohkare-etsintää suorittanut koiranohjaaja Pekka Puhakka malmikoiransa Heron kanssa löysi pieniä määriä molyb-deenihohdetta kalliosta kansannäytelohkareen löytöpaikan läheisyydestä. Karttalehtien ja 07 alueelta geokemian osaston toimesta aiemmin kerätyistä orgaanisista purosedimenttinäytteistä ja niitä täydentävistä, malmiosaston toimesta otetuista moreeninäytteistä tehty molybdeenianalyysi tuotti laajahkon, ympäristöstään terävästi rajautuvan molybdeenianomalian Joululampien pohjoispuolelle. Tutkimuksiin johtaneen kansannäytelohkareen löytöpaikka sijoittuu molybdeenianomalian keskuksesta jäätikön virtaussuunnassa noin kahden kilometrin päähän. Molybdeenianomalian alueella ja sen ympäristössä suoritettiin kallioperäkartoitus kesällä Kallioperäkartoituksen yhteydessä ilmeni, että maapeitteen molybdeenianomalia sijoittuu kalliopaljastumien reunustamalle peitteiselle alueella. Vaikkakin maapeitteen molybdeenianomalia on ilmeisen paikallinen, niin sen laajaalaisuudesta ja hajanaisuudesta johtuen ei tässä yhteydessä molybdeenin esiintymistä kalliossa ryhdytty tarkemmin selvittämään.

4 SISÄLLYS 4 1. JOHDANTO 5 2. MÄTÄSJÄRVEN PLATINA-PALLADIUM-KULTALOHKARE Tutkimusten tausta Suoritetut tutkimukset Geokemiallinen näytemateriaali ja analysointi Alustavat selvitykset Tutkimuskuopat 16 Yleistä 16 Moreenistratigrafia ja moreenin kivien suuntaus 18 Moreenin kulta- ja palladiumpitoisuudet 20 Kivilaskut 22 Moreenin lohkareiden kulkeutumismatka 24 Moreenin hienoaineksen kulkeutumismatka 31 Moreenin kulta- ja palladiumpitoisuuksien ja gabrolohkareiden alkuperä JOULULAMPIEN MOLYBDEENILOHKAREAIHE Tutkimusten tausta Suoritetut tutkimukset LOPPUPÄÄTELMÄT Yleisgeologinen katsaus Malmiaiheiden arviointi KIRJALLISUUSVIITTEET LIITTEET LIITTYY 50

5 1. JOHDANTO 5 Mätäsjärven ja Joululampien lohkareaiheiden tutkimusalue sijaitsee Rovaniemeltä noin 45 km kaakkoon (kuva 1). Mätäsjärven ja Joululampien lohkareaiheet sijoittuvat Ranuan kunnan pohjoisosaan karttalehdille ja 07. Joululampien lohkareaihe on Mätäsjärven lohkareaiheen koillispuolella 6 km:n päässä. Kallioperä lohkareaiheiden tutkimusalueella kuuluu Pudasjärven pohjakompleksiin. Tutkimusalueen pohjois- ja länsipuolella pohjakompleksi rajautuu Peräpohjan liuskejaksoon. Liuskejakson reunaan Joululampien lohkareaiheesta pohjoiseen on 10 km ja Mätäsjärven lohkareaiheesta länteen 20 km. Peräpohjan liuskejaksoa reunustaa pohjakompleksin puolelta epäyhtenäinen kerrosintruusiovyöhyke. Outokumpu Oy on paikallistanut kerrosintruusioon liittyvän, platinaryhmän alkuaineita ja kultaa sisältävän mineralisaation Kilvenjärven (kuva 1) pohjoisrannalta. Kuva 1. Kartta tutkimusalueen sijainnista. Mätäsjärven lohkareaihe sijoittuu karttalehdelle C ja Joululampien lohkareaihe karttalehdelle A. Tutkimusalueen rajaus on sama kuin kuvassa 2.

6 6 Maisemallisesti Mätäsjärven ja Joululampien alueet ovat samankaltaiset. Laakeaa suo- ja rämemaastoa elävöittävät pienimuotoiset matalat ja pitkulaiset kangaskumpareet. Lammet, pienet järvet sekä niitä yhdistävät purot ja joet ovat alueelle tyypillisiä. Purot ja joet, usein leveinä ja syvinä ovat vaikeasti ylitettäviä. Luonnontilaiset suot ovat usein vetisiä ja vaikeakulkuisia. Monin paikoin suot ja kosteikot ovat kuitenkin ojittamalla kuivattuja. Mätäsjärven ja Joululampien lohkareaiheiden alueita toisistaan erottavia seikkoja ovat mineraalimaan paksuus, kangaskumpareiden suuntaus jäätikkökuljetuksen suuntaan nähden ja kallioperän paljastuneisuus. Mätäsjärven lohkareaiheen ympäristössä mineraalimaalle on tyypillistä usean metrin paksuus. kallio on harvoissa paikoissa paljastuneena. Pitkulaisten, usein hieman kaarevien kangaskumpareiden pituusakseli on kohtisuorassa viimeisen jäätikkökuljetuksen suuntaan nähden. Kumpareet luovat vaikutelmaa rogen-moreenikentästä. Mätäsjärven lohkareaiheen länsipuolisella laakealla kankaalla on laajalti hiekkaa, lähes 3 m vahva kerros moreenin päällä. Joululampien tutkimuskohteessa maapeite on yleisesti ottaen ohut. Matalia kalliopaljastumia on runsaasti soiden keskellä olevilla kangassaarekkeilla. Kangassaarekkeiden pituussuunta ilmentää usein joko kallioperän rakenteiden kulkusuuntaa tai siitä hieman poikkeavaa, nuorimman jäätikkövirtauksen liikesuuntaa. Mätäsjärven lohkareaiheelle helpoin kulkureitti on Rovaniemen ja Ranuan väliseltä maantieltä erkaantuvaa metsäautotietä myöten. Metsäautotie haarautuu huomaamattomasti itään opastein merkitystä Palovaaran tienhaarasta (kuva 2) 2 km Ranualle päin. Kuvan 2 karttaan merkittyä metsäautotietä pitkin pääsee autolla puolen kilometrin päähän kohteesta Matkalla tutkimuskohteeseen metsäautotie ylittää Mätäsjoen. Korkean veden aikana Mätäsjoen ylitys autolla on vaikeaa, koska tulva on vienyt maapenkan rummun päältä ja vesi nousee tielle. Tutkimuskuopan 87/216 (kuva 2) kohdalta vie vanha traktoriura Mätäsjoen mutkan eteläpuolelle. Mutkan itäisen haaran kaventuma on koskipaikassa, josta pääsee Mätäsjoen yli kansannäytelohkareille (kuva 3).

7 7

8 8 Joululampien lohkareaiheelle pääsee parhaiten Saarijärven ja Piittisjärven väliseltä maantieltä Paattinkijärven itäpään kohdalta. Kuusisataa metriä Ranuan kunnan rajasta Piittisjärvelle päin Kaivoslammen ja Pitkälammen välistä (kuva 2) maantiestä etelään erkanee traktorikaivurilla tehty, autolla ajokelvoton tienpohja. Tienpohja johtaa suoraan 2,5 km Piittisjärven tieltä etelään olevalle lohkareen löytöpaikalle ja loppuu siihen. Mätäsjärven ja Joululampien lohkareaiheiden alueilta ei ole olemassa täsmällistä, aikaisempaa tutkimustietoutta. Yleisgeologista kallioperätietoa antavat Suomen geologisen yleiskartan Rovaniemen lehti C6 (Hackman 1910) ja siihen liittyvä vuorikivilajikartan selitys (Hackman 1918). Maaperägeologinen yleistietous on esitetty yleislehtijaon mukaisella Rovaniemen maaperäkartalla n:o 36 (Kujansuu 1981). Lohkareaiheiden ympäristöstä tiedossa olevat jäätikön kuljetustoimintaa koskevan selvityksen on Salonen (1985) koonnut mannerjäätikön toimintaa Suomessa koskevassa tutkimuksessaan. Jäätikkövirtauksen suuntaisia maanpinnan muotoja on kuvattu Pohjoiskalottiprojektin toimesta (Hirvas ja muut 1986). Outokumpu Oy on suorittanut lohkareaiheiden lähiympäristössä, lähinnä kerrointruusioihin kohdistuvaa malminetsintää jo parinkymmenen vuoden ajan. Siihen liittyvät kallioperäkartoitus ja lohkare-etsintä ovat jossain määrin ulottuneet Mätäsjärven lohkareaiheen alueelle. Lohkareaiheita lähinnä tavattu erillinen kerrosintruusio sijoittuu Siika-Kämäjärven kohdalle (kuva 2). Outokumpu Oy:n tutkimuksista olen saanut tietoa kesällä 1987 ja alkuvuodesta 1988 käydyissä keskusteluissa niitä johtavan geologin, Jarmo Lahtisen kanssa. Tutkimukset suoritettiin Pohjois-Suomen malmitutkimusryhmän esimiehen geologi Olavi Aurasen johdolla. Työn suorittamisesta vastasi geologi Seppo Rossi. Mätäsjärven lohkareaiheen osalta kaikissa sen tutkimusvaiheissa on ollut tiiviisti mukana tutkimusavustaja Mikko Kvist. Mätäsjärven lohkareaiheen tutkimuksissa avusti Geologian tutkimuskeskuksen malminetsintää palveleva maaperätutkimusryhmä (Huhta ja Nenonen 1988). Joululampien lohkareaiheella tunnustelevaa lohkare-etsintää suoritti syksyllä 1986 koiranohjaaja Pekka Puhakka malmikoiransa Heron kanssa.

9 2. MÄTÄSJÄRVEN PLATINA-PALLADIUM-KULTALOHKAREAIHE Tutkimusten tausta Tutkimukset saivat alkunsa Geologian tutkimuskeskuksen satavuotisjuhlavuoden merkeissä vuonna 1986 järjestettyyn Malmimania-kansannäytekilpailuun lähetetyistä lohkarenäytteistä. Näytteiden lähettäjä, Narkauksen ala-asteen talonmies Veikko Lohela on harrastanut "malmikivien" etsintää aktiivisesti yli kymmenen vuotta. Hänen luvun puolivälissä Kilvenjärven (kuva 1) itäpuolelta löytämät, runsaasti kuparikiisua sisältävät graniittilohkareet ovat olleet osaltaan johtamassa Kilvenjärven pohjoisrannalle kerrosintruusion ulkopuolelle sijoittuvan, mutta siihen synnyltään liittyvän platinaryhmän alkuaineita ja kultaa sisältävän mineralisaation löytymiseen Outokumpu Oy:n tutkimuksissa. Lohela on kertomansa mukaan Outokumpu Oy:n kerrosintruusioihin kohdistuneita malminetsintöjä seuratessaan saanut tietoa niistä kerrosintruusion piirteistä, jotka mahdollisesti viittaisivat platinaryhmän alkuaineiden ja kullan esiintymiseen. Niinpä hän on omissa lohkare-etsinnöissään keskittynyt tarkkailemaan kerrosintruusiotyyppisten lohkareiden esiintymistä ja arvioimaan niiden mahdollista malmimineraalikriittisyyttä. Lohela on lähettänyt malminäytteensä tähän asti Outokumpu Oy:lle. Tässä kysymyksessä olevan kohteen Lohela arveli sijoittuvan Outokumpu Oy:n varsinaisen tutkimusaktiviteettialueen ulkopuolelle, joten hän päätti kokeilla poikkeuksellisesti näytteiden lähettämistä Geologian tutkimuskeskukselle. Tutkimuksiin johtaneiden näytteiden analyysitulokset on esitetty taulukossa 1, jossa on lisäksi samalta alueelta kesällä 1987 Lohelan lähettämien kahden lohkarenäytteen analyysitulokset. Taulukon 1 lohkareiden löytöpaikat on nähtävissä kuvassa 2. Lohela opasti taulukon 1 näytteiden 1-6 pohjalta tehdyllä maastotarkastuskäynnillä ensimmäiseksi Mätäsjokivarteen lohkareelle K/30716 (kuva 2). Lohkare sijoittuu Mätäsjoen voimakkaasti etelään kaareutuvan mutkan pohjukkaan, useita kymmeniä metrejä pitkän kosken kohdalle. Joen mutkan sisäpuolella on noin 450 m pitkä, pohjois-eteläsuuntainen, selväpiirteisesti ympäristöstään kohoava

10 10 moreeniharjanne. Harjanteen eteläpäässä sen länsirinteellä on runsaasti suurehkoja, särmiltään pyöristyneitä gabrolohkareita ja niiden joukossa yksittäisiä, pienempiä ultramafiittilohkareita. Tästä lohkareikko jatkuu harventuneena jonkin matkaa Mätäsjoen toiselle puolelle kaakkoon päin. Lohela esitti lohkareiden olevan kerrosintruusiotyyppisiä ja hyvin lyhytmatkaisia. Lohelan opastamana 11 lohkareesta kerättiin yhteensä 15 näytettä analyysiä varten. Kaikista näytteistä analysoitiin kulta ja palladium. Parhaista näytteistä analysoitiin myös platina. Analyysien tulokset on esitetty taulukossa 2. Niiden pohjalta pyydettiin Geologian tutkimuskeskuksen maaperäosaston malminetsintää palvelevaa maaperätutkimusryhmää (Hirvaksen ryhmää) avuksi selvittämään lohkareiden kulkeutumista (Huhta ja Nenonen 1988). Sopimus yhteistyöstä Hirvaksen ryhmän kanssa tehtiin kevättalvella Taulukko 1. Mätäsjärven lohkareaiheen (1-8) ja Joululampien lohkareaiheen (9) kansannäytteiden analyysitulokset. Lohkareiden löytöpaikat on merkitty kuvaan Co ppm Cu " Ni " Pb " Zn " Ag " Mo " <1 < W " Au ppb <10 Pd " <10 1 = K30702/86, gabro, M 13/3524/-86/1/10 2 = K30703/86, gabro, M 13/3524/-86/2/10 3 = K30714/86, gabro, M 13/3613/-87/17/10 4 = K30715/86, gabro, M 13/3613/-86/18/10 5 = K30716/86, gabro, M 13/3613/-86/19/10 6 = K30723/86, ultramafiitti, M 13/3524/-86/5/10 7 = /1/87, ultramafiitti, M 13/3524/-87/3/10 (K/30745) 8 = /3/87, gabro, M 13/3524/-87/2/10 (K/30744) 9 = K/30647, graniittisuonten migmatisoima kvartsi-maasälpä-kiillegneissi, M 13/3613/86/2/10

11 2.2 Suoritetut tutkimukset Geokemiallinen näytemateriaali ja analysointi Geokemiallinen näytemateriaali koostui lohkareiden palanäytteistä ja moreeninäytteistä. Näytteiden esikäsittely ja analysointi tapahtui Geologian tutkimuskeskuksen Rovaniemen aluetoimiston kemian laboratoriossa. Lohkareiden palanäytteet murskattiin ja jauhettiin. Kuivatuista ja seulotuista moreeninäytteistä analysoitiin hienofraktio ( mm). Näytteistä määritettiin kupari-, koboltti-, nikkeli-, sinkki-, lyijy-, hopea- ja molybdeenipitoisuudet kuningasvesiliuotuksen jälkeen liekkiatomiabsorptiolla. Volframipitoisuudet mitattiin spektrofotometrillä suolahappoliuotuksen jälkeen. Kuningasvesiliuotuksen ja SnCl 2 -Hg-kera-saostuksen jälkeen kulta-, palladium- ja telluuripitoisuudet määritettiin grafiittiuuniatomiabsorptiolla (Kontas, Niskavaara ja Virtasalo 1988). Taulukossa 2 on esitetty kemisti Esko Kontaksen muutama NiS-fireassay -menetelmäkokeiluna grafiittiuuniatomiabsorptiolla määrittämä kulta-, palladium- ja platinapitoisuus Alustavat selvitykset Lohelan opastamalla maastotarkastuskäynnillä lokakuussa 1986 Mätäsjokivarresta kerätyt näytteet otettiin runsaasta gabro- ja ultramafiittilohkareaineistosta valikoiden. Nopealla tarkastelulla gabrolohkareissa ei näyttänyt olevan minkäänlaisia malmiutumisen merkkejä. Niistä useasta tarkemmin katsottaessa oli kuitenkin löydettävissä heikosti kiisuuntuneita osia. Pääosa näytteistä pyrittiin ottamaan mahdollisimman tarkoin gabrolohkareiden sulfidipitoisista kohdista. Tätä pidettiin tärkeänä, koska tiedettiin esim. Penikoitten kerrosintruusion gabroista tavatun platinaryhmän alkuaineita ja kultaa kiinteässä yhteydessä sulfideihin (Alapieti ja Lahtinen 1986). Osa näytteistä otettiin lisäksi ultramafisista lohkareista sekä gabrolohkareiden kiisuttomista kohdista poikkeavan näköisistä kiven piirteistä, koska tiedetään platinaryhmän alkuaineita esiintyvän myös kerrosintruusioiden kiisuttomissa ja ultramafisissa osissa (Alapieti ja Lahtinen em. ja Lahtinen 1985).

12 Taulukko 2. Mätäsjoen varresta kansannäytelohkareen K/30716 (kuva 2) yhteydestä maastotarkastuskäynnillä kerättyjen lohkarenäytteiden analyysitulokset. Näytelohkareiden 756-(21-30)/86 sijainti on esitetty kuvassa Kuningasvesiliuotus Kuningasvesiliuotus NiS-fire-assay ja SnCl 2 -Hg-saostus Cu ppm Ni ppm Au ppb Pd ppb Au Pd Pt ppb ppb ppb <10 < < <10 < < <10 < < < <10 1. = /86, gabro 9. = /86, ultramafiitti 2. = /86, gabro 10. = /86, gabro 3. = /86, gabro 11. = /86, gabro 4. = /86, gabro 12. = /86, gabro 5. = /86, gabro 13. = /86, gabro 6. = /86, gabro 14. = /86, gabro 7. = /86, gabro 15. = /86, gabro 8. = /86, ultramafiitti

13 13 Talvisissa oloissa syksyn maastotarkastuskäynnin yhteydessä merkatut näytelohkareet paikannettiin kesällä 1987 täsmällisesti. Lohkareiden sijainti on esitetty kuvassa 3. Kuvaan 3 piirretty 180 m:n korkeuskäyrä rajaa ympäristöstään selvästi kohoavan pitkulaisen moreeniharjanteen. Selväpiirteinen, kapea ja melko syvä painanne korkeuskäyräkuvion sisään työntyvän suokielekkeen kohdalla ja sen suunnassa jakaa harjanteen kahteen, hieman kuunsirppimäiseen osaan (kuva 3). Kuva 3. Kartta Mätäsjärven lohkareaiheelta. Karttaan merkityistä lohkareista 756-(21-30)/86 on otettu näyte analyysia varten maastotarkastuskäynnillä lokakuussa Näytteiden analyysitulokset on esitetty taulukossa 2. Tutkimuskuopat 87/208-87/210 kaivettiin lohkareiden kulkeutumismatkaselvitysten ensimmäisessä vaiheessa.

14 14 Vertaamalla Mätäsjokivarressa näytteenoton kohteena olleiden lohkareiden ulkoista olemusta lähialueen kerrosintruusioiden paljastumista tavattuihin kivilajityyppeihin voitiin hyväksyä Lohelan käsitys lohkareiden kerros-intruusioalkuperästä. Samaan viittaavat Lapin Malmin geologin, Jarmo Lahtisen (henkilökohtainen tiedonanto) mielestä lohkareiden / /86 korkeat palladium-, platina- ja kultapitoisuudet (taulukko 2). Tästä johtuen lohkareista ei ole katsottu tarpeelliseksi tehdä seikkaperäistä petrografista selvitystä eikä muita alkuainepitoisuuksien määrityksiä kuin taulukossa 2 esitetyt. Avoimena oli enää kysymys siitä, ovatko lohkareet lähtöisin etäällä olevalta, Lapin Malmin tutkimuskohteena olevalta kerrosintruusiovyöhyk-keeltä vai jostain, tähän mennessä tuntemattomasta lähialueen kerros-intruusiosta. Kuvassa 3 korkeuskäyrän rajaaman ja suokielekkeen kahteen osaan jakavan moreeniharjanteen eteläosan suurin piirtein pohjois-eteläsuuntainen laki sijoittuu korkeuskäyrän rajaaman alueen itäreunaan. Laelta itään rinne viettää jyrkästi alas. Laen vastakkaisella puolella rinne on loiva-asentoinen ja laaja-alainen pohjoisosaltaan länsiluoteeseen ja eteläosaltaan länsilounaaseen kalteva. Suokielekkeen eteläpuolella moreeniharjanteen länsipuolisen rinteen pohjois- ja eteläosa eroavat toisistaan kaltevuussuuntien lisäksi ulkoreunan topografial-taan ja kasvillisuudeltaan. Rinteen pohjoisosan ulkoreuna sulautuu loivasti kaareutuen huomaamattomasti ympäristöönsä ilman mitään rajaavaa pykälää. Matalan aluskasvillisuuden puhkaisee kaksi ympäristöstään kohoamatonta silokalliopaljastumaa ja puusto muodostuu muutamsta yksittäisestä männystä. Kalliopaljastumat koostuvat karkearakeisesta graniitista ja siinä vähäisinä sulkeumina esiintyvästä kvartsi-maasälpä-kiillegneissistä. Uurre-suunnat kallion pinnalla antavat jäätikön virtaussuunnaksi 275. Pintaloh-kareet koostuvat pääasiassa graniitista ja gneissistä. Myös kvartsiittilohkareita tavataan. Suokielekkeen eteläpuolisen moreeniharjanteen osan läntisen rinteen pohjois- ja eteläosan toisistaan poikkeavien piirteiden välinen raja kulkee hieman tutkimuskuopan 87/210 (kuva 3) pohjoispuolelta. Läntisen rinteen eteläosalle

15 15 tyypillisiä piirteitä ovat tiheä, usean metrin korkuinen koivuvesakko, gabroloh-kareiden runsaus ja tutkimuskuopilla useita metrejä paksuksi todettu maapeite. Tutkimuskuopan 87/209 länsipuolelta rinne rajautuu jyrkästi viettävään, noin 2 m korkeaan törmään, joka rinteen eteläosia kohti asteittain loivenee. Rinteen alemmissa osissa gabrolohkareet saattavat olla huomattavan suurikokoisia. Niistä suurimmat ulottuvat yli metrin korkeuteen maanpinnasta. Lohkareet ovat särmiltään pyöristyneet. Gabrolohkareiden lomassa rinteellä tavattavat yksittäiset ultramafiitti-lohkareet ovat kaikki pienikokoisia. Harjanteen eteläpäästä etelään ja kaakkoon Mätäsjoen toiselle puolelle jatkuvat harventunut gabrolohkareikko sijoittuu ympäristöstään hieman kohollaan olevalle kangaskumpareelle, jonka poikki Mätäsjoki on uurtanut uomansa. Tutkimuksen kohteena olevalle harjanteelle löytyy vertailukohta siitä noin 12 km pohjoisluoteeseen. Kyseessä on laajaan rogen-moreeniin Yli-Kuohunkijärveen laskevan Niittuojan varressa sijoittuva Aarion, Pääkkösen ja Saarenkedon (1985) perusteellisesti tutkima kuunsirppimäinen moreeniharjanne. Ulkoisista piirteistä yhdistävänä tekijänä on kohteiden moreeniharjanteista havaittava kuunsirppimäinen muoto ja harjanteiden poikittainen asento jäätikkövirtauksen suuntaan nähden. Erottavana seikkana on Mätäsjoen varren harjanteen kaksiosaisuus harjanteen pituussuunnassa. Niittuojan varren moreeniharjanteen tutkimuksissa (Aario ja muut em.) on suurikokoisten, särmikkäiden lohkareiden esiintymisen todettu olevan tyypillistä harjanteen yläosille. Näiden lohkareiden lähtökohdan kalliosta on havaittu olevan muutaman kymmenen metrin päässä harjanteesta jäätikkövirtaukseen nähden vastakkaisessa suunnassa. Vaikka Mätäsjoen varren harjanteen suurikokoiset gabrolohkareet ovatkin särmiltään pyöristyneet, niin antoi Niittuojan varren harjanteen tutkimusten tulos viitteellistä tukea Lohelan käsitykselle Mätäsjokivarren gabrolohkareiden lyhyestä kulkeutumismatkasta. Mätäsjärven lohkareaiheen länsi- ja luoteispuolelta on Outokumpu Oy:n tutkimuksissa tavattu useita lohkareviuhkoja, jotka antavat jäätikkökuljetuksen suunnaksi noin 280. Tämä on nuorimman jäätiköitymisen virtaussuunta. Tutkimuskuopasta on tavattu myös vanhempaa moreenia, josta tehty suuntauslasku antaa jäätikkövirtauksen

16 16 suunnaksi 310 (Salonen 1985). Pohjoiskalottipro-jektin tulkitsemat, jäätikkövirtauksen suuntaiset maaperän muodot ovat osin edellä mainittujen lohkareviuhkojen suuntaisia. Vanhempaa jäätiköitymis-vaihetta ilmentävien maaperän muotojen suunta puolestaan on noin 330 (Hirvas ja muut 1986) Tutkimuskuopat Yleistä Gabrolohkareiden kulkeutumismatkan selvittämiseksi Geologian tutkimuskeskuksen maaperäosaston malminetsintää palveleva maaperätutkimusryhmä (Hirvaksen ryhmä) kaivoi traktorikaivurilla alueelle yhteensä 13 tutkimuskuoppaa (87/208-87/220), joiden sijainti on esitetty kuvan 2 kartassa. Kaikista tutkimuskuopista tehtiin yksi tai kaksi kivilaskua joko normaalikokoisista lohkareista (Ø> 10 cm) tai minilohkareista (Ø= 1-5 cm). Normaalikokoisia lohkareita kerättiin kaivamisen edistyessä traktorikaivurin kuopan reunalle nostamasta moreenista. Niistä kivilaskuun pyrittiin ottamaan 100 lohkareen otos, joka edustaisi moreenin lohkareiden kivilajijakaumaa kuopan koko syvyysväliltä. Minilohkareet saatiin pesuseulomalla 6 mm:n seulaverkolla rajatuilta syvyysväleiltä otetuista, n. 10 l:n suuruisista moreeninäytteistä. Minilohkareet edustavat täten moreenipeitteen tiettyjä vertikaalisia osia. Minilohkareiden lukumäärä näytteissä vaihteli jonkin verran sadan kappaleen molemmin puolin. Tutkimuskuopista otettiin erilliset moreeninäytteet palladium- ja kulta-analyysiä varten. Pesuseulonnassa seulaverkon läpäissyt moreeninäyte (-6 mm) käytettiin raskasmineraalien vaskaamiseen. Moreeninäytteiden raskasmineraalivaskauksen Hirvaksen ryhmä suoritti maastossa koneellisesti toimivalla, keveällä spiraalirikastimella (gold hound). Saaduista raskasmine-raalifraktioista Hirvaksen ryhmä laski heti kentällä kultahippujen määrän ja lisäksi pyrki määrittämään raskasmineraalifraktion muun mineralogian. Hirvaksen ryhmä otti hoitaakseen raskasmineraalifraktion kemiallisen koostumuksen selvittämisen (Huhta ja Nenonen 1988).

17 17 Tutkimuskuoppia kaivettiin ensimmäisessä vaiheessa kolme (87/208-87/210) Mätäsjoen varteen Lohelan kansannäytteiden maastotarkastuskäynnin näyte-lohkareiden yhteyteen (kuva 3, taulukko 2). Yksi tutkimuskuopista sijoitettiin Mätäsjoen etelään suuntautuvan mutkan eteläpuolelle joen mutkan sisäpuolisen moreeniharjanteen jatkeelle. Kaksi muuta tutkimuskuoppaa kaivettiin joen mutkan sisäpuolelle harjanteen eteläosaan huomattavasti palladiumia, platinaa ja kultaa sisältävien kerrosintruusiotyyppisten näytelohkareiden läheisyyteen. Ennakkoarveluista poiketen Mätäsjoen mutkan moreeniharjanteen näytelohkareet eivät osoittautuneetkaan paikallisiksi. Tutkimuskuopasta 87/209 saatu lohkareiden suuntauslaskun tulos ja läheisen kalliopaljastuman uurresuunnat osoittivat viimeisen jäätikkövirtauksen suunnan kohteessa olleen lännen ja länsiluoteen väliltä (kuva 3). Koska tavoitteena oli selvittää harjanteen huomattavasti palladiumia, platinaa ja kultaa sisältävien gabrolohkareiden lähtöpaikka, niin Hirvaksen ryhmä kaivoi kohteesta jäätikkövirtauksen suuntaan nähden vastakkaiseen suuntaan itä-länsisuuntaiselle, runsaat 10 km pitkälle linjalle metsäautoteitä hyväksi käyttäen vielä 10 tutkimuskuoppaa (87/211-87/220, kuva 2). Jäätikkövirtauksen suuntaisen tutkimuskuoppalinjan kuoppien paikat määritteli Hirvaksen ryhmän työtä Mätäsjärven lohkareaiheella johtanut geologi Keijo Nenonen. Tutkimuskuoppien kaivupaikkojen valintaa ohjasi nyt tarve selvittää moreeniaineksen yleistä kulkeutumistyyliä tutkimusalueella. Tutkimuskuoppien paikoiksi valikoituivat lohkareaiheen kal-taiset, jäätikön kuljetukseen nähden poikittaiset harjanteet ja gabroa tai Peräpohjan liuskealueen tyyppisiä kiviä sisältävät tienvarren lohkareikot. Tutkimuskuoppa 87/211 kaivettiin kuunsirppimäisen harjanteen laelle. Siitä vajaan 2 km:n päässä länteen olevaa harjannetta tutkittiin 3 kuopalla. Näistä tutkimuskuoppa 87/213 on harjanteen juurella sen länsipuolelle, kuoppa 87/212 on harjanteen laella ja kuoppa 87/214 harjanteen juurella sen itäpuolella. Tutkimuskuoppa 87/217 sijoittuu loivasti länteen viettävälle rinteelle särmikkäiden gabro- ja gneissilohkareiden kivikkoon. Tutkimuskuoppa 87/220 on loivamuotoisella harjanteella suurikokoisten gabrolohkareiden yhteydessä.

18 18 Tutkimuskuopat 87/218 ja 87/219 ovat pohjois-eteläsuuntaisilla, loiva-piirteisillä harjanteilla. Kuopan 87/218 vieressä on isokokoinen dolomiitti-lohkare moreenin pinnalla. Tutkimuskuopat 87/215 ja 87/216 kaivettiin täydentävän tiedon saami-seksi lohkareaiheen ja tutkimuskuopan 87/211 runsaat 2 km pitkältä väliltä. Moreenistratigrafia ja moreenin kivien suuntaus Maastotarkastuskäynnin näytelohkareiden yhteyteen kaivetut kolme ensimmäistä tutkimuskuoppaa (kuva 3) antoivat keskenään hyvin samansuuntaisen kuvan maapeitteestä. Pintaosa syvyyteen 1,5-2 m on löysää, hiekkalinssejä sisältävää moreenia ja sen alla on terävästi rajautuva, tiivis, homogeeninen moreeni. Tutkimuskuopassa 87/208 moreenityyppien välissä on kapea hiekkakerros. Nenonen (suullinen tiedonanto) arvioi kyseisissä tutkimuskuopissa tavatun moreenipeitteen syntyneen yhden jäätikön virtausvaiheen tuotteena. Hänen mukaansa tiivis, alempi moreeni edustaa jäätikön pohjan ja kallion välissä syntynyttä pohjamoreenia. Ylempi, löysä ja hiekkalinssejä sisältävä moreeni olisi Nenosen (em.) mukaan kulkeutunut jäätikön sisällä ja olisi melt out-tyyppistä, jään sulaessa nykyiseen asemaansa asettunutta pintamoreenia. Kaikkien Mätäsjärven lohkareaiheen tutkimuskuoppien yksinkertaistetut profiilit ja moreenin kivien suuntauslaskupaikat on esitetty kuvassa 4B. Ainoastaan tutkimuskuoppalinjan itäpään kolmesta ensimmäisestä tutkimuskuopasta on voitu tehdä kuopan moreenileikkauksessa geneettinen jako pintamoreeniin ja pohjamoreeniin. Muissa tutkimuskuopissa moreenin on katsottu kuuluvan geneettisesti yhteen luokkaan. Pintamoreeniksi on määritetty tutkimuskuopan 87/213 moreeni. Tutkimuskuoppien 87/211, 87/212 ja 87/213 moreenia ei ole geneettisesti luokiteltu. Kaikkien muiden tutkimuskuoppien moreeni on luokiteltu pohjamoreeniksi. Tutkimuskuopissa 87/215 ja 87/216 tavataan runsaat 2 m vahva hiekkakerros moreenin päällä, joten niissä on päästy tutkimaan ainoastaan moreenipatjan pintaosaa. Jäätikön virtauksen suuntaa osoittavia moreenin kivien suuntauslaskun tuloksia saatiin vain kahdesta tutkimuskuopasta. Tutkimuskuopasta 87/209 pintamoreenin alta pohjamoreenista saatiin jäätikön virtaukselle selkeä suunta 265º.

19 . 19 Kuva 4. A) Mätäsjärven lohkareaiheen tutkimuskuoppien moreeninäytteiden kulta ja palladiumpitoisuuksien jakautumista esittävä diagrammi. Tutkimuskuoppaa edustaa sen moreeninäytteiden korkein pitoisuus. Diagrammin vaaka-akselina on itä-länsisuuntainen linja, jolle tutkimuskuoppien sijainti on projisoitu. Jäätikökuljetus on tapahtunut lännestä itään. B) Mätäsjärven lohkareaiheen tutkimuskuoppien sijaintiin kytketyt yksinkertaistetut profiilikuvat ja moreenin kivien suuntauslaskujen paikat profiileissa. Tutkimuskuoppien sijaintikartan pohjois-eteläsuunnan mittakaava on liioiteltu viisinkertaiseksi itälänsisuunnan mittakaavaan nähden.

20 Tutkimuskuopan 87/218 kokonaan pohjamoreenia olevasta leikkauksesta suuntauslasku antoi kaksijakoisen suuntauskuvion, josta on luettavissa suunnat 280 ja Moreenin kulta- ja palladiumpitoisuudet Tutkimuskuoppien moreenin geneettistä tyyppiä kohden otettiin yksi näyte raskasmineraalien vaskausta ja kemiallista analyysiä varten. Näin tutkimuskuo-pista 87/209-87/210 tuli molempiin tarkoituksiin kaksi näytettä ja muista kuopista yksi. Moreeninäytteiden raskasmineraalifraktioista tavattiin vain jokunen yksittäinen kultahippu. Raskasmineraalifraktion kultahippujen määrät on taulukoitu kuvassa 5. Kuva 5. Mätäsjärven lohkareaiheen tutkimuskuoppien kivilaskujen tulokset sekä tutkimuskuoppien moreenin kulta- ja palladiumpitoisuudet. Tiedot on ryhmitelty tutkimuskuopittain tutkimuskuoppien sijainnin y-koordinaatin osoittamassa järjestyksessä ylhäältä oikealta idästä alas vasemmalle länteen. Menetelmäkuvaukset ovat tekstissä.

21 21 Tutkimuskuoppien moreeninäytteiden kultapitoisuuksien minimi on 0 ppb ja maksimi 41 ppb sekä palladiumpitoisuuksien minimi 1 ppb ja maksimi 26 ppb. Tutkimus-kuoppien moreeninäytteiden kultapitoisuudet keskittyvät tutkimuskuoppalinjan itäpäähän viiteen tutkimuskuoppaan (kuva 4A) tutkimukset aiheuttaneiden lohkareiden yhteyteen ja läheisyyteen. Muissa tutkimuskuopissa kultapitoisuus oli 0 ppb paitsi poikkeuksen muodostavassa tutkimuskuopassa 87/213, jossa kultapitoisuus oli 1 ppb. Tutkimuskuoppien moreeninäytteiden palladium-pitoisuudet puolestaan muodostavat kaksi anomaliahuippua. Toinen niistä sijoittuu kultapitoisuuksien yhteyteen tutkimuskuoppalinjan itäpäähän ja toinen tutkimuskuoppalinjan keskivaiheille tutkimuskuoppiin 87/217 ja 87/218. Tutkimuskuoppalinjan itäpään moreeninäytteiden anomaalisten kulta- ja palladiumpitoisuuksien jakautumista on syytä tarkastella tarkemmin. Anomaaliset pitoisuudet jakautuvat tutkimuskuoppalinjan viiden itäisimmän tutkimuskuopan osalle. Itälänsisuuntaiselle jäätikkövirtauksen suuntaa myötäilevälle linjalle näiden viiden tutkimuskuopan sijainnin projektiot sijoittuvat noin 600 m:n matkalle ja hajautuvat kahteen ääriryhmään (kuva 4A). Jäätikkövirtauksen suuntaan nähden poikittaisessa pohjoiseteläsuunnassa kyseisten viiden tutkimuskuopan sijainnit muodostavat kaksi erillistä ryhmää, jotka nyt puolestaan ovat m:n päässä toisistaan (kuva 4B). Tutkimuskuoppalinjan itäpään viidestä tutkimuskuopasta kahdessa läntisimmässä eteläisemmän tutkimuskuopan 87/216 moreeninäytteestä saatiin tutkimuskuoppalinjan korkeimmat kulta- ja palladiumpitoisuudet (Au 41 ppb ja Pd 26 ppb). Tästä runsaat 100 m pohjoiseen olevassa toisessa tutkimuskuopassa moreeninäytteen kultapitoisuus on pudonnut tausta-arvoon (Au 1 ppb) ja palladiumpitoisuuskin laskenut lähes neljänteen osaan (Pd 7 ppb). Kolmessa itäisimmässä tutkimuskuopassa kaikissa moreeni jakautuu geneettisesti pintamoreeniin ja pohjamoreeniin. Näistä eteläisimmässä tutkimuskuopassa 87/208 moreeninäytteiden anomaaliset kulta- ja palladium-pitoisuudet eivät geneettisten tyyppien välillä poikkea toisistaan, vaan ne ovat kummassakin tyypissä samat (Au 2 ppb ja Pd 3 ppb). Tutkimuskuopassa, edellisestä runsaat 100 m pohjoiseen on kultapitoisuus pintamoreenissa kohonnut (Au 4 ppb), mutta pohjamoreenissa se on pudonnut nollaan. Palladiumpitoisuus pinta- ja pohjamoreenissa on pysynyt ennallaan (Pd 3 ppb).

22 Vielä 50 m pohjoisempana sijaitsevassa tutkimuskuopassa on sekä pinta- että pohjamoreenin kultapitoisuus nollassa. Palladiumpitoisuus pintamoreenissa on yhtä pysynyt ennallaan (Pd 3 ppb), mutta pohjamoreenissa pudonnut kolmanteen osaan (Pd 1 ppb). 22 Anomaalisten kulta- ja palladiumpitoisuuksien jakautumisen yleispiirteenä tutkimuskuoppalinjan itäpäässä on nähtävissä pitoisuustason aleneminen pohjoista kohti. Erityispiirteenä voidaan todeta tutkimuskuoppalinjan äärimmäisessä itäpäässä pohjamoreenin pitoisuuksien pohjoista kohti pienevän verrattuna pintamoreenin pitoisuuksiin. Kyseisten kulta- ja palladiumpitoisuuksien jakautumisen merkitystä ja niiden suhdetta tutkimus-kuoppalinjan keskivaiheen moreenin palladiumanomaliaan (kuva 4A) pohditaan moreenin hienoaineksen kulkeutumismatkaa ja alkuperää käsittelevissä kappaleissa. Kivilaskut Tutkimuskuopista kerättyjen kivilaskunäytteiden lohkareiden kivilajien keskinäiset prosentuaaliset jakautumat on esitetty pylväiden muodossa kuvassa 5. Tutkimuskuoppalinjan kolmen itäisimmän, lokakuun 1986 maastotarkastaus-käynnin näytelohkareiden yhteyteen kaivetuista tutkimus-kuopissa pinta- ja pohjamoreenin ero tulee näkyviin myös kivilaskujen tuloksissa. Tosin puhdasta pohjamoreenia edustavaa kivilaskunäytettä ei ole käytettävissä, vaan pohjamoreenia tässä edustavat tutkimuskuoppien koko syvyysprofiilia kuvaavat lohkarenäytteet. Lohkarenäytteissä paikallisia kiviä ovat pohjakompleksin graniitti ja gneissi. Jäätikkövirtaukseen nähden vastakkaiseen suuntaan, runsaan 20 km:n päässä kyseisistä tutkimuskuopista on Peräpohjan liuskejakson reuna. Lohkarenäytteissä liuskealueelta peräisin olevat kvartsiitti-, amfiboliitti- ja liuskelohkareet edustavat pitkämatkaisia kiviä. Tutkimuskuoppalinjan itäpään kolmen tutkimuskuopan pintamoreenissa pitkä-matkaisia lohkareita on lähes yhtä paljon kuin paikallisia lohkareita.

23 23 Samojen tutkimuskuoppien pohjamoreenissa pitkämatkaisia lohkareita on runsaimmillaan vain kolmannes paikallisten lohkareiden lukumäärästä. Pitkämat-kaisten lohkareiden osuus pintamoreenissa on siis huomattavasti painottunut pohjamoreeniin verrattuna. Asia voidaan ilmaista täsmällisesti pitkämatkaisten lohkareiden ja paikallisten lohkareiden kivilaji-suhteena. Se on pintamoreenille tutkimuskuopassa 87/208 on 0.92 ja tutkimuskuopassa 87/ Sama suhde pohjamoreenille tutkimuskuopissa 87/208-87/210 vaihtelee välillä (kuva 5). Tutkimuskuoppalinjan kolmen itäisimmän ja ensimmäiseksi kaivetun tutkimus-kuopan lisäksi jäätikkövirtaukseen nähden vastakkaiseen suuntaan runsaan 10 km:n matkalle kaivetusta 10 tutkimuskuopasta 7 tutkimuskuopan moreenin kivilasku-näytteet antavat keskenään melko yhdenmukaisen tuloksen. Pitkämatkaisten lohkareiden määrä niiden kivilaskunäytteissä on noin puolet paikallisten lohkareiden määrästä. Pitkämatkaisten lohkareiden ja paikallisten lohkareiden kivilajisuhde kyseisissä 7 tutkimuskuopassa (87/211, 87/212, 87/214-87/216, 87/218 ja 87/219) vaihtelee välillä (kuva 5). Tutkimuskuopasta 87/217 ei pitkämatkaisia lohkareita tavattu ollenkaan. Tutkimuskuopissa 87/213 ja 87/220 puolestaan pitkämatkaisten lohkareiden määrän suhde paikallisten lohkareiden määrään on huomattavan suuri. Tutkimuskuoppien lohkareiden kivilajisuhteet 1.35 ja 0.84 ovat rinnastettavissa tutkimuskuoppalinjan itäpään 3 tutkimuskuopan pintamoreenin lohkareiden kivilajisuhteisiin. Lohkarekooltaan kahdenlaisissa kivilaskunäytteissä ei lohkareiden koolla vertailevissa kivilaskuissa näyttänyt olevan vaikutusta pitkämatkaisten lohkareiden ja paikallisten lohkareiden keskinäiseen suhteeseen. Pitkämatkaisten lohkareiden sisäisiin määräsuhteisiin lohkarekoko näyttäisi kuitenkin vaikuttavan. Minikivissä liuskelohkareiden määrä yleensä korostuu suhteessa amfiboliitti- ja kvartsiitti-lohkareiden yhteismäärään normaalikokoisiin lohkareisiin verrattuna. Poikkeuksia tästä tosin esiintyy. Tutkimuskuopasta 87/211 on kuvassa 5 esitetty esimerkkinä minikivien ja normaalikokoisten lohkareiden vertailevan kivilaskun tulos. Vaikka siinä minikivien kivilaskun tulos edustaa tutkimuskuopan yläosaa ja normaalikokoisten lohkareiden kivilajien

24 24 jakauma tutkimuskuopan koko syvyysväliä, niin ei geneettisesti yhdenmukaisen moreenipeitteen sisällä pitkämatkaisten ja paikallisten lohkareiden kivilaji-suhteessa ole merkittävää eroa. Selkein ero minikivien ja normaali-kokoisten lohkareiden välillä kivilaskuissa liittyy juonikvartsi-lohkareisiin. Minikivissä juonikvartsilohkareita yleensä tavataan, mutta normaalikokoisissa lohkareissa juurikaan ei. Gabrolohkareista muodostui kivilaskuissa muista kivilajiluokista erillinen oma ryhmä. Kerrosintruusion kiviä ei kivilaskun lohkareiden kokoluokissa pystytty maastossa erottamaan muista alueen syväkivimäisistä emäksisistä kivistä, joita ovat liuskealueen reunaosiin sijoittuvat differentioituneen sillit ja pohjakompleksin alueen vaihtelevan kokoiset diabaasit. Diabaaseista Mätäsjärven lohkareaiheen yhteydessä tunnettiin vain epäsuorasti pitkän, yhtäjaksoisen, pohjois-eteläsuuntaisen aeromagneettisen matalalentoanomalian muodossa tutkimuskuopan 87/217 itäpuolelta näkyviin tuleva diabaasi. Joululampien lohkareaiheen kallioperäkartoituksissa kävi ilmi, että pohjakompleksin alueelle ovat tyypillisiä pinta-alaltaan vähäiset diabaasi-juonet, jotka eivät tule näkyviin geofysikaalisilla matalalentokartoilla. Särmikkäiden gabrolohkareiden yhteyteen kaivettu kallioon ulottunut tutkimuskuoppa 87/217 sijoittuu todennäköisesti tällaisen pienen diabaasijuonen välittömään läheisyyteen. Moreenin lohkareiden kulkeutumismatka Moreenin pintalohkareiden mannerjäätikön virtauksen kuljettaman matkan selvittämiseksi on Salonen (1986) kehittänyt graafisen tilastollisen "kuljetusmatkan jakautumista kuvaavan menetelmän" (transport distance distribution method). Menetelmä on mahdollistanut ilmaista numeerisilla jakautuman tilastollisilla tunnusluvuilla sekä lohkareiden kokonaiskul-jetusmatkaa että lohkareiden kuljetuksen aikaisen hajaantumisen määrää. Lohkareiden kulkeutumisen kuvaaminen tilastollisilla tunnusluvuilla tekee mahdolliseksi havaita jäätikön kuljetusmatkojen alueelliset vaihtelut ja jopa päätellä moreenipeitteen vertikaalisuunnan tilastollisten tunnuslukujen vaihtelun yhteyttä moreenin geneesikseen.

25 25 Moreenin pintalohkareille Salosen (1986) kehittämää kuljetusmatkan jakautumista kuvaavaa menetelmää kokeiltiin lohkareiden kulkeutumismatkasta tutkimus-kuoppalinjalta edes suuntaa antavan tiedon saamiseksi huolimatta käytettävissä olevaan lohkareaineistoon menetelmän kannalta liittyvistä puutteista. Kivilasku-näytteiden tulisi olla jakautuneina huomattavasti useampaan kivilajiluokkaan kuin Mätäsjärven lohkareaiheen kivilaskuissa, jotta näytteet tilastollisessa käsittelyssä olisivat täysin kattavat. Toisaalta jäätikkövirtauksen kuljetusmatkan jakautumista kuvaava menetelmä edellyttää kallioperän hyvää tuntemusta lohkareiden lähtö-alueella, jotta lohkareiden etäisyys näytteenottopaikalta niiden lähtöalueelle pystyttäisiin määrittämään. Tämäkään ehto ei toteudu Mätäsjärven lohkareaiheen kivilaskujen osalta, sillä lohkareiden lähtöalue tunnetaan vain yleispiirteiltään ja epätarkasti. Ainoa tarkasti tunnettu seikka on pohjakompleksin ja Peräpohjan liuskejakson välinen raja, joka jakaa kallioperän perusolemukseltaan kahteen, toisistaan täysin poikkeavaan tyyppiin. Mätäsjärven lohkareaiheen kivilaskunäytteiden lohkareiden lähtöalueet määritettiin lähinnä Koiviston (1982) esitutkimusraportin kivilajikartan ja Pohjoiskalottiprojektin kallioperäkartan (Silvennoinen ja muut 1987) pohjalta. Kivilaskujen tulokset ja tiedot lohkareiden lähtöalueista on esitetty liitteessä 1. Lohkareiden kulkeutumismatkan kuvaamiseksi Salosen (1986) kehittämän graafisen menetelmän peruslähtökohta on se, että lohkareiden kulkeutumismatka lähtö-alueeltaan suhteessa lohkareiden kivilajiluokkafrekvensseihin lähestyy jakautumaltaan lognormaalista. Salosen (em.) tutkimus osoitti, että lognormaalinen jakautuma kuvaa hyvin pinta-lohkareiden kulkeutumista. Todennäköisyyspaperilla, jossa yksi akseli ilmaisee lohkareiden summafrekvenssit prosentteina todennäköisyysasteikolla ja toinen akseli lohkareiden lähtöalueen etäisyyttä logaritmisella asteikolla, lognormaalisen jakautuman summakäyrä muodostaa suoran. Salosen (em.) kehittämässä graafisessa esityksessä tämä suora sijoitetaan visuaalisesti leikkaamaan yksittäisen lohkarenäytteen lohkareiden kivilajien kulkeutumismatkan jakautumista kuvaavia suorakaiteita (kuva 6A).

26 Kuva 6. A) Tutkimuskuopan 87/210 pohjamoreenin kivilaskunäytteen lohkareiden kivilajien kulkeutumismatkojen jakautuminen logaritmisella todennäköisyyspaperilla (taustatiedot liitteessä 1). B) Jakautuman tunnuslukujen graafisesti määritetyt numeeriset arvot: geometrinen keskiarvo b = 9.5 km ja keskihajonta s = 0.23 logkm. 26

27 27 Mitä useampaan kulkeutumismatkaltaan täsmällisesti määritettyyn kivilaji-luokkaan lohkarenäyte saadaan jakautumaan, sitä luotettavammin suoran muotoinen summakäyrä saadaan sijoitettua paikalleen. Yksiselitteisin tulos saadaan alueella, jossa kallioperän eri kivilajit jäätikkövirtauksen suunnassa esiintyvät peräkkäin kertautumatta. Lohkareiden lognormaalista kulkeutumismatkan jakautumista tietyn lohkare-näytteen osalta ilmentävä suora määrittää samalla jakautuman tilastolliset tunnusluvut. Jakautuman geometrisen keskiarvon (b) antaa summakäyrän suoran viivan ja 50 %:n summafrekvenssin leikkauskohta. Tutkimuskuopan 87/210 pohjamoreenia edustavalle lohkarenäytteelle kuva 6B graafisessa esityksessä geometrinen keskiarvo (b) on 9.5 km. Lognormaalisen jakautuman geometrinen keskiarvo vastaa jakautuman moodia (muuttujan arvoa, jolla on suurin frekvenssi) ja mediaania (50 % tapauksista sen arvon alapuolella ja 50 % sen arvon yläpuolella) (Lepeltier 1969, s. 544). Geometrinen keskiarvo ilmaisee lohkareiden kokonaiskuljetusmatkan keskimääräisen arvon (Salonen 1986). Geometrinen keskiarvo on huomattavan vakaa jakautuman tunnusluku keskiarvoon verrattuna. Se on vähemmän altis muutoksille uutta tietoa lisättäessä ja korkeat arvot vaikuttavat siihen vähemmän (Lepeltier em.). Tietyssä mannerjäätikön vaikutuksen alaisena olleessa ympäristössä lohkareiston kivilajien jakautumisen homogeenisuutta ilmaiseva tunnusluku on keskihajonta (s). Kuten edellä todettiin geometrinen keskiarvo lognormaalisessa jakautumassa vastaa mediaania. Keskihajonta on määritelty siten, että normaalisessa jakautu-massa arvojen b-s ja b+s väliin jää noin 68 % jakautuman kaikista arvoista. Ulkopuolelle jäävien arvojen määrä on täten 32 %. Näistä alapuolelle jää 16 % ja yläpuolelle samat 16 %. Summafrekvenssin prosentteina ilmaistuna b-s on 16 % ja b+s 84 %. Kuvan 6B esimerkissä keskihajonta (s) on 0.23 logkm. Tutkimuskuoppien seitsemälle lohkarenäytteelle määritettiin graafisesti niiden lohkareiden kulkeutumismatkan jakautumisen tilastolliset tunnusluvut. Lohkareiden kulkeutumismatkan jakautumista esittävissä graafisissa kuvaajissa (kuvat 6 ja 7) summakäyrää edustavan suoran sijainti ja kaltevuus määräytyvät liuskealueen lohkareiden ja gabrolohkareiden jakautumisen ohjaamina. Pohjakompleksi muodostaa

28 28 erittelemättömän kokonaisuuden,josta ei pystytä rajaamaan yksittäisten kivilajien (graniitin, graniittigneissin ja kiillegneissin) vyöhykkeitä. Graafisesti määritetyt lohkareiden kuljetusmatkojen jakautumien tilastolliset tunnusluvut on esitetty taulukossa 3. Kuva 7. Kivilaskunäytteiden lohkareiden kivilajien kulkeutumismatkojen jakautuminen A) tutkimuskuopan 87/210 pintamoreenissa ja B) tutkimuskuoppien 87/212-87/215 ja 87/218 moreenissa. Kuvaajien taustatiedot on esitetty liitteessä 1.

29 29 Taulukko 3. Tilastolliset tunnusluvut seuraaville tutkimuskuoppien lohkarenäytteille: 1 = 87/210, näytesyvyys 3-15 dm, lohkarekoko dm; 2 = 87/210, näytesyvyys 0-33 cm, lohkarekoko >1 dm; 3 = 87/212, näytesyvyys dm, lohkarekoko dm; 4 = 87/213, näytesyvyys dm, lohkarekoko dm; 5 = 87/214, näytesyvyys 8-30 dm, lohkarekoko dm; 6 = 87/215, näytesyvyys dm, lohkarekoko dm; 7 = 87/218, näytesyvyys dm, lohkarekoko dm. Lohkarenäyte Geometrinen keskiarvo Keskihajonta b/km s/logkm Geometrisen keskiarvon ja keskihajonnan samanaikainen yhtäläisyys eri pintalohkarenäytteiden välillä Salosen (1986) mukaan merkitsee samanlaista kuljetus - kerrostumisalkuperää tutkituille muodostumille. Tässä työssä menetelmää on pintalohkareiden sijasta käytetty moreenin sisältä otettuihin kivilaskunäytteisiin ja sitä on kokeiltu moreenipeitteen kahden, geneettisesti erilaisen yksikön vertikaaliseen vertailuun. Tutkimuskuoppalinjan itäpäässä tutkimuskuopan 87/210 pintamoreenin ja pohjamoreenin kivilaskunäytteistä tehdyt lohkareiden kulkeutumismatkan määritykset täsmentävät kivilaskuista saatuja tuloksia. Jakautumien tunnusluvut osoittavat pintamoreenin lohkareiden keskimääräisen kulkeutumisen (b = 13.8 km) pitemmäksi ja hajonnan (s = 0.19 logkm) pienemmäksi kuin pohjamoreenin lohkareilla (b = 9.5 km, s = 0.23 logkm). Tutkimuskuopan 87/213 koko syvyysprofiili on pintamoreenia. Sen lohkareiden kuljetusmatkan jakautuman tunnusluvut (b = 13.0 km, s = 0.18 logkm) rinnastuvat täysin tutkimuskuopan 87/210 pintamoreenin lohkareiden vastaaviin lukuihin. Lohkareiden kulkeutumismatkan jakautuman tunnusluvut tutkimuskuopista 87/215 (b = 13.0, s = 0.19 logkm) ja 87/218 (b = 11.3 km, s = 0.15 logkm) ilmentävät samanlaista

30 30 lohkareiden pitkää kuljetusmatkaa ja pientä hajontaa kuin tutkimus-kuoppien 87/210 ja 87/213 pintamoreenin lohkareet. Tämän kanssa ristiriidassa ovat tutkimuskuoppien 87/215 ja 87/218 moreenin ulkoisiin piirteisiin perustuvat geneettinen luokittelu pohjamoreeniksi. Tutkimuskuoppien 87/215 ja 87/218 moreenin luokitusta pohjamoreeniksi puolestaan tukee niiden kivilaskunäytteiden pitkämatkaisten ja paikallisten lohkareiden määrien kivilajisuhteet 0.45 ja 0.49, sillä tutkimuskuopissa 87/210 ja 87/213 pintamoreenin kivilaskunäytteiden pitkämatkaisten ja paikallisten lohkareiden kivilajisuhteet ovat 0.77 ja Ehkä huomion arvoinen seikka vielä on se, että tutkimuskuoppien 87/215 ja 87/218 pitkämatkaisista lohkareista vain puolet on kvartsiitteja ja toinen puoli koostuu pitempimatkaisemmista kiilleliuskeesta ja amfiboliitista (kuva 5). Tutkimuskuopan 87/210 pohjamoreenin lohkareiden kulkeutumismatkan geometriseen keskiarvoon (b = 9.5 km) ja hajontaan (s = 0.23 logkm) rinnastettavat tunnusluvut saatiin kivilaskunäytteille tutkimuskuopista 87/212 (b = 8.9 km, s = 0.23 logkm) ja 87/214 (b = 8.1 km, s = 0.25 logkm). Tutkimus-kuopan 87/212 moreenin geneettistä luokkaa ei kentällä ollut määritetty. Tutkimuskuopan 87/214 moreeni puolestaan oli luokiteltu pohjamoreeniksi. Tutkimuskuopan 87/210 pohjamoreenin ja tutkimuskuoppien 87/213 ja 87/214 moreenin kivilaskunäytteiden pitkämatkaisten ja paikallisten lohkareiden kivilaji-suhteet ovat karkeasti ottaen keskenään samaa suuruusluokkaa verrattuna pintamo-reenin vastaaviin lukuihin ja ovat esitetyssä järjestyksessä 0.21, 0.62 ja 0.48 (kuva5). Mätäsjärven lohkareaiheen alueella moreenin kiviaineksen kulkeutumisessa esiintyy selviä vaihteluita. Lohkareiden verraten pitkä kulkeutumismatka on yleisesti ottaen tutkimuskuoppalinjalla vallitseva piirre (geometrinen keskiarvo km, taulukko 3). Toisaalta tutkimuskuopan 87/217 moreenin kivilaskunäyte sisälsi ainoastaan paikallisia, särmikkäitä lohkareita. Pintamoreenin lohkareilla on selvästi pitempi kulkeutumismatka ja pienempi hajonta kuin pohjamoreenin lohkareilla. Kuten aikaisemmin on todettu (sivu 18) pintamoreeni edustaa mannerjään sisällä kulkenutta moreenia ja pohjamoreeni jäätikön ja kallion välissä syntynyttä moreenia.

31 Moreenin hienoaineksen kulkeutumismatka 31 Jäätikön kuljetusmatkan pituutta on määritetty moreenin kiviainekseen, lohkareisiin kohdistuneilla selvityksillä. Avoimeksi on jäänyt kysymys lohkareiden ja moreenin hienon fraktion kuljetusmatkojen jakautumisen välisestä suhteesta. Tämä ongelma nousee esille, kun pyritään selvittämään Mätäsjärven lohkareaiheen tutkimus-kuoppalinjan moreeninäytteiden hienoaineksesta ( mm) analysoituja kulta- ja palladiumpitoisuuksien lähdettä (kuvat 4 ja 5). Salminen ja Hartikainen (1985) ovat moreenin ainesten kulkeutumismatkaa selvittelevässä tutkimuksessaan käsitelleet eri raekokofraktioiden kulkeutumismatkojen välisiä eroja. Nämä erot eivät kuitenkaan ole Salmisen ja Hartikaisen (em.) mukaan reaalisia, koska mikään moreenin raekokofraktio ei kulkeudu sellaisenaan, vaan rakeet jauhautuvat pienemmiksi kuljetuksen aikana. Helposti erodoituvat mineraalit, kuten useimmat sulfidit, jauhautuvat nopeasti geokemiallisissa moreenitutkimuksissa tavallisesti käytettävään fraktiokokoon. Salmisen ja Hartikaisen (em.) mukaan erityisesti, jos sulfideja kuljetetaan tietystä malmiesiintymästä vähänkään pitemmän matkan moreenissa laimenee niiden pitoisuusvaikutus pian ympäröivän kallioperän syöttämän muun materiaalin taustan tasolle. Toisaalta yksittäisten, pitkänkin matkan kulkeutuneiden lohkareiden voidaan tunnistaa olevan peräisin tunnetusta malmiesiintymästä. Tutkimuskuoppien moreeninäytteiden kulta- ja palladiumpitoisuuksien tasojen yleisemmästä merkityksestä kallioperätaustaansa vasten saadaan käsitys vertailemalla niitä samalla menetelmällä analysoidun laajan moreeninäyteaineiston analyysituloksiin. Riittävän laajan olemassa olevan näyteaineiston vertailua varten muodostivat Pohjoiskalottiprojektin moreeninäytteet. Ne on otettu lapiolla maannoskerroksen alta noin puolen metrin syvyydestä. Näytetiheys on noin 1 näyte/30 km 2 (Bølviken ja muut 1986). Vertailua varten analysoitujen Pohjoiskalottiprojektin näytteiden kokonaismäärä on 340 kpl. Ne edustavat yhtenäistä Peräpohjan liuskejaksoa kattavaaa ja osin pohjakompleksin puolelle ulottuvaa aluetta. Näytteiden edustama alue sisältää myös tutkimuskohteen.