KITTILÄN KAIVOKSEN SIVUKIVIEN KARAKTERISOINTI JA YMPÄRISTÖKELPOISUUS

Transkriptio

1 GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS Agnico-Eagle Finland Kittilän kaivos KITTILÄN KAIVOKSEN SIVUKIVIEN KARAKTERISOINTI JA YMPÄRISTÖKELPOISUUS Anna Tornivaara ja Marja Liisa Räisänen

2 GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS ITÄ-SUOMEN YKSIKKÖ KUVAILULEHTI , Tekijät Anna Tornivaara ja Marja-Liisa Räisänen Raportin laji Selvitys Raportin nimi Kittilän kaivoksen sivukivien karakterisointi ja ympäristökelpoisuus Toimeksiantaja Agnico-Eagle Finland, Kittilän kaivos Tiivistelmä Tutkimuksessa selvitettiin Suurikuusikon kultakaivoksen sivukivinäytteiden (30 kpl) kemiallisia ja mineralogisia ominaisuuksia ja niiden perusteella arvioitiin ympäristökelpoisuutta. Kivien kemiallinen koostumus analysoitiin XRFmenetelmällä ja kuningasvesiuuttomenetelmällä käyttäen alkuainemittauksessa ICP-OES-tekniikkaa. Näytteistä mitattiin lisäksi kokonaisrikkipitoisuus ja -hiilipitoisuus S- ja C-analysaattoreilla. Karbonaattinen ja ei-karbonaattinen hiili määritettiin suolahappouuttomenetelmällä. Viidelle näytteelle tehtiin yksivaiheinen liukoisuustesti (SFS-EN ) ja NAG-testi. Mineralogiset tutkimukset tehtiin SEM-MLA-menetelmällä. Määritykset tehtiin GTK:n akreditoidussa geolaboratoriossa Espoossa, ssa ja Outokummussa. Kivien kokonaisrikkipitoisuuden mukaan sivukivet jaettiin kahteen pääryhmään: sulfidipitoiset (S 1 %), AVS (I), MML (I), INV, ARG, bcht, BIF ja sulfidiköyhät (S 0,5 %), AVS (II), MML (II), UMV, MPL, wcht. Sulfidipitoiset kivet ovat happoa muodostavia, lukuun ottamatta kalsiitti- ja dolomiittipitoisia INV- ja MML-kiviä. PIMA-asetuksen ylemmät arvot ylittäviä pitoisuuksia mitattiin arseenille, nikkelille, kuparille ja antimonille, jotka voivat liueta sulfidien hapettuessa ja siten happoa muodostavat kivet omaavat pitkällä aikavälillä myös haitta-aineiden liukoisuusriskin. Ylittäviä pitoisuuksia mitattiin myös kromille ja vanadiinille. Nämä alkuaineet ovat sitoutuneet Suomen oloissa niukkaliukoisiin oksidi- ja silikaattimineraaleihin, eivätkä siten muodosta haitta-aineiden liukoisuusriskiä. Happoa muodostavat, rapautumisherkät (S > 1 %) ja haittaaineliukoisuusriskin omaavat sivukivet eivät ole ympäristökelpoisia kiviä käytettäväksi maarakentamisessa. Sulfidiköyhät sivukivet eivät ole happoa muodostavia kiviä. Hyvän neutralointipotentiaalin vuoksi ne eivät sisällä haittaaineliukoisuusriskiä. Nämä kivet ovat ympäristökelpoisia kiviä ja soveltuvat maarakennukseen, mikäli ne täyttävät käyttökohteessa vaadittavat tekniset ominaisuudet. Lisäksi ne voivat soveltua käytettäväksi kaivosalueen ulkopuolella täyttötai rakennusmateriaalina niissä kohteissa, joihin ne teknillisiltä ominaisuuksilta soveltuvat, esimerkiksi kaatopaikkojen maarakentamiseen (lievästi pilaantunut maa-aines). Mafiset ja ultramafiset kivet sekä AVS-kivet soveltuvat sivukivien läjityksessä happoa muodostavien sivukivien neutralointiin. Liukoisuustestitulokset eivät antaneet luotettavaa kuvaa pitkällä aikavälillä liukenevien metalloidien ja metallien määristä (ARD-reaktio). Testin tulokset heijastavat lähinnä alkuaineiden irtoamista jauhatuksessa rikkoutuneiden mineraalikiteiden pinnoilta. NAG-testitulokset osoittivat, että sulfidipitoiset sivukivet eivät olisi happoa muodostavia kiviä toisin kuin karbonaattisen hiilen määrän tai NP-testitulosten perusteella lasketun NP/AP-suhdeluvun mukaan. GTK:n aiempien Suurikuusikon sivukivinäytteistä tehtyjen tutkimusten perusteella havaittiin, että NAG-testeissä ei käynnisty vastaavanlaista sulfidihapettumista kuin luonnon sivukiven läjitysoloissa. Todennäköisesti vetyperoksidikäsittelyssä liukenee rikkiä ja metalleja jauhatuksessa rikkoutuneilta kidepinnoilta. Tähän viittaa myös NAG-testin korkea ph-arvo. Asiasanat (kohde, menetelmät jne.) Kittilän kaivos, Suurikuusikko, sivukivi, ympäristökelpoisuus, geokemia, mineralogia, haitta-aineet, haponmuodostuspotentiaali, neutralointipotentiaali Maantieteellinen alue (maa, lääni, kunta, kylä, esiintymä) Suomi, Kittilä, Suurikuusikko Karttalehdet 2743 Arkistosarjan nimi Tilaustutkimus Kokonaissivumäärä liitettä Kieli suomi Arkistotunnus Hinta - Julkisuus Luottamuksellinen Yksikkö ja vastuualue, Maankäyttö ja ympäristö Allekirjoitus/nimen selvennys Hanketunnus Allekirjoitus/nimen selvennys

3 GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS Agnico-Eagle Finland Kittilän kaivos Kittilän kaivoksen sivukivien karakterisointi ja ympäristökelpoisuus A. Tornivaara ja M.L. Räisänen Sisällysluettelo 1. Johdanto Suurikuusikon malmiesiintymä Aineisto ja tutkimusmenetelmät Mineralogiset analyysit Kemialliset analyysit Haponmuodostus- ja neutralointipotentiaalin määrittäminen Liukoisuustestin menetelmäkuvaus Tulokset Sivukivien mineraloginen koostumus Sivukivinäytteiden kemiallinen koostumus Haponmuodostus- ja neutralointipotentiaalit Liukoisuustesti Sivukivien ympäristökelpoisuus Lähteet Liitteet... 16

4 GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS 1 1. Johdanto Agnico-Eagle Finlandin Suurikuusikon kultakaivos sijaitsee Kittilän kunnassa. Pohjois- Suomen ympäristölupavirasto on myöntänyt Suurikuusikon kultakaivoksen ja rikastamon toiminnalle ympäristöluvan (lupapäätös Nro 69/02/1). Suurikuusikon ympäristölupapäätöksessä sivukivi luokitellaan tavanomaiseksi jätteeksi. Kuitenkin jätteeksi ei lasketa sivukiveä, joka ei sisällä malmia tai omaa haponmuodostuskykyä sekä soveltuu muidenkin ominaisuuksien puolesta hyödynnettäväksi, ja joka välittömästi tai kohtuullisen lyhyen varastointiajan jälkeen käytetään rakennustoiminnassa. Suurikuusikon kivien ympäristökelpoisuutta on selvitetty myös aiemmin Geologian tutkimuskeskuksessa (julkaisemattomat sivukivitutkimukset 2006, Räisänen 2006). Kaivostoiminnan suunnittelun edetessä Suurikuusikon alueelta louhittavat sivukivet ovat tarkentuneet, jonka johdosta Agnico-Eagle Finland on tehnyt toimeksiannon uusien sivukivinäytteiden karakterisoinnista ja ympärikelpoisuuden arvioinnista. Sivukivien karakterisoinnin ja ympäristökelpoisuusselvityksen perustana ovat tilaajan kolmestakymmenestä sivukivinäytteestä teetättämät mineralogiset ja kemialliset koostumusanalyysit sekä liukoisuustestit Geologian tutkimuskeskuksessa. Suurikuusikon kultaesiintymä poikkeaa geologialtaan Suomessa louhituista kultamalmityypeistä, joten tutkimuksen yhteydessä ei ole käytettävissä vastaavantyyppisen, vanhan kultakaivoksen sivukiviläjityksen suotovesiaineistoa Suurikuusikon malmiesiintymä Suurikuusikon kaivospiiri sijaitsee Keski-Lapin vihreäkivivyöhykkeellä. Kaivoksen rakentaminen käynnistyi vuonna 2006 ja tuotannon oletetaan alkavan vuoden 2008 aikana. Esiintymä käsittää useita malmisuonia Suurikuusikon hiertovyöhykkeellä. Malmin isäntäkivilajeina ovat pääasiassa mafiset ja intermediääriset vulkaniitit sekä grafiittipitoinen tuffiitti, lisäksi malmia esiintyy muun muassa emäksisissä metavulkaniiteissa, mustaliuskeessa ja sertissä. Kullan pääasialliset isäntämineraalit ovat arseeni- ja rikkikiisu.

5 GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS 2 2. Aineisto ja tutkimusmenetelmät Tutkimuksen aineisto perustuu tilaajan valitsemiin kolmeenkymmeneen sivukivinäytteeseen, jotka ovat kairattu Suurikuusikon kaivospiiristä. Kairasydännäytteet ovat jaoteltu erikseen kemiallisiin ja mineralogisiin tutkimuksiin meneviin osiin ennen Geologian tutkimuskeskukseen saapumista. Tilaajan antamat kivilajikoodit, ja niiden jakautuminen näytemäärän suhteen, on nähtävissä taulukossa 1. Taulukko 1. Sivukivilajit ja niiden osuudet tutkituista näytteistä. Koodi Kivilajityyppi Määrä MML Mafinen vulkaniitti 10 AVS Muuttunut vulkaaninen kivi tai sedimenttikivi 7 MPL Mafinen tyynylaavakivi 4 INV Vulkaniitti (pyroklastinen) 2 UMV Ultramafinen vulkaniitti 2 BIF Mustaliuske 2 ARG Mustaliuske (argilliitti) 1 bcht Tumma sertti 1 wcht Vaalea sertti 1 Sivukivien kemialliset analyysit tehtiin GTK:n akkreditoiduissa laboratorioissa ssa ja Espoossa, mineralogiset tutkimukset tehtiin GTK:n mineraalitekniikan laboratoriossa Outokummussa Mineralogiset analyysit Minerologisiin analyyseihin varatuista näytteistä valmistettiin kiillotetut ohuthieet Itä- Suomen yksikössä ssa. Outokummun mineraalitekniikan laboratoriossa hieet hiilestettiin ja mineraalipitoisuudet mitattiin MLA-laitteiston (Mineral Liberation Analyser) avulla sivukivien mineraalijakauman ja prosenttiosuuksien selvittämiseksi. Tutkimuslaitteisto koostuu pyyhkäisyelektronimikroskoopista ja kahdella detektorilla varustetusta energiadispersiivisestä röntgenanalysaattorista. Mittaus vastaa point count - mittausta ja menetelmä perustuu koko hieen alueelta otettaviin takaisinheijastuskuviin (BSE-kuva) sekä mittauspisteistä saataviin mineraalien elektronidispersiivisiin spektreihin (ED-spektri). Suurikuusikon sivukivimittausten pistemäärä on ollut noin Mineraalien tunnistamista varten on kerätty näytteen mineraaleista spektrikirjasto, johon näytteen mineraalispektrejä on verrattu tulosten käsittelyn yhteydessä. Mitattu aineisto on muutettu mineraalipitoisuuksiksi mineraalitiheyksien avulla.

6 GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS Kemialliset analyysit Kemian analyysejä varten kairasydännäytteet kuivattiin ensin 70 asteessa. Näytteet murskattiin kuivauksen jälkeen leukamurskaimella (leuat Mn-terästä) ja ositettiin rännijakolaitteella. Lopuksi näytteet jauhettiin karkaistussa hiiliteräsjauhinastiassa. Näytteiden kemiallinen kokonaiskoostumus ja alkuainepitoisuudet määritettiin pelleteistä XRF -menetelmällä (GTK:n laboratoriomenetelmä +175X). Näytteiden pääalkuaineet on ilmoitettu tuloksissa oksidiprosentteina ja muut alkuaineiden prosenttiosuuksina (kuivapaino-%). Näytteistä mitattiin kokonaisrikkipitoisuus rikkianalysaattorilla (LECO-S, GTK +810L) ja kokonaishiilipitoisuus hiilianalysaattorilla (GTK +811L). Karbonaattinen ja eikarbonaattinen hiili määritettiin suolahappouuttomenetelmällä (GTK 816L). Ennen mittausta karbonaattimineraalit liuotettiin väkevällä suolahapolla. Uuttojäännöksestä mitattiin hiilianalysaattorilla hiilipitoisuus, joka on ei-karbonaattisen hiilen pitoisuus. Karbonaattisen hiilen pitoisuus laskettiin kokonaishiilipitoisuuden ja ei-karbonaattisen hiilipitoisuuden erotuksena. Näytteiden happoliukoiset alkuainepitoisuudet määritettiin kuumalla (90 C) kuningasvesiuuttomenetelmällä käyttäen alkuainemittauksiin ICP-OES-tekniikkaa (GTK +511P). Poikkeuksena oli antimoni, jonka pitoisuus mitattiin GFAAS-menetelmällä (GTK +511U), jotta saataisiin antimonin alin määritysraja olisi mahdollisimman pieni (0,03 mg/kg). Kuuma kuningasvesi liuottaa täysin trioktaedriset kiilteet esimerkiksi biotiitin, savimineraalit, saostumamineraalit ja useimmat suolamineraalit kuten apatiitin, karbonaatit, titaniitin sekä sulfidimineraalit (Doležal et al. 1968). Maasälvistä, amfiboleista ja pyrokseeneista liukenee alkuaineita kuten Ca, Na ja K, rapautuneilta ja/tai jauhatuksesta rikkoutuneilta kidepinnoilta (Räisänen et al. 1992). Silikaatteihin ja oksidimineraaleihin sitoutuneiden alkuaineiden pitoisuudet eivät vastaa kokonaispitoisuutta, toisin kuin sulfideihin sitoutuneiden metallien ja rikin osalta. Ero kuningasvesiuutetun rikin ICPmittauksen ja LECO-S-mittauksen välillä, voi olla seurausta kiteisen rikkikiisun (kuutiollinen) tai arseenikiisun (monokliininen) osittaisesta liukenemisesta kuningasveteen tai rikin sublimoitumisesta uuton aikana. Metalli- ja metalloidipitoisuuksia on verrattu valtioneuvoston asetuksen 214/2007 liitteessä esitettyihin, teollisuusalueen maaperän pilaantuneisuuden arviointiin sovellettaviin ylempiin ohje-arvoihin (kts. taulukko 4). Ylemmillä ohjearvoilla tarkoitetaan sellaista haitallisen aineen pitoisuutta maaperässä, jossa maaperä säilyy vielä ekologisesti toimintakykyisenä ja joka ei aiheuta vaaraa terveydelle epäherkässä maankäytössä.

7 GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS Haponmuodostus- ja neutralointipotentiaalin määrittäminen Sivukivien haponmuodostus- ja neutralointipotentiaali määritettiin sulfidisen rikin ja karbonaattisen hiilen kokonaispitoisuuksista laskemalla. Oletuksena on, että rikin kokonaispitoisuus vastaa sulfidisen rikin kokonaispitoisuutta. Mineraalimäärityksessä ei havaittu sulfaattimineraaleja. Haponmuodostuspotentiaali (AP) laskettiin kaavalla: S % * 31,25 = AP kg CaCO 3 /t Neutralointipotentiaali (NP) laskettiin kaavalla: Karbonaattinen C % (CO 3 -C) * 83,34 = NP kg CaCO 3 /t Kaivannaisjätedirektiivin liitedokumentin liitteen 4 (EC 2004) mukaan (taulukko 2), jätteen haponmuodostusluokka määritetään neutralointipotentiaalin (NP) ja hapontuottopotentiaalin (AP) suhteena (NP/AP=NPR, kts. Jambor 2003). Neutralointikyvyllä tarkoitetaan sivukivissä olevien happamuutta neutraloivien mineraalien kykyä puskuroida sulfidimineraalien hapettumisessa muodostuvaa happamuutta. Lisäksi sivukivinäytteille laskettiin nettoneutralointipotentiaali (NNP), joka saadaan neutralointi- ja haponmuodostuspotentiaalin erotuksesta (NNP=NP-AP). AMD-potentiaalin (Acid Mine Drainage) avulla voidaan arvioida sivukivien kykyä muodostaa happamia valumavesiä (taulukko 2, Price et al. 1997, EC 2004). Menetelmä perustuu kivinäytteiden neutralointipotentiaalisuhteeseen (NPR) ja nettoneutralointipotentiaaliin (NNP). Neutralointipotentiaali määritettiin myös NP-testillä, joka perustuu happoemästitrausmenetelmään (GTK 827T, Lawrence & Wang 1997). NP-testissä karbonaattien neutralointikykyä (eli liukenemista happamissa oloissa) testataan suolahappouutolla. Menetelmä kuvaa pääasiassa herkästi liukenevien karbonaattimineraalien puskurointikykyä. Johtuen testin lyhyestä reaktioajasta, uutossa ei liukene hitaasti reagoivat karbonaattimineraalit ja silikaattimineraalit liukenevat testin aikana ainoastaan osittain, lähinnä rikkoutuneilta mineraalipinnoiltaan. Kalsiumia ja magnesiumia sisältävillä silikaattimineraaleilla on kuitenkin todettu olevan merkitystä happamuuden puskuroinnissa pidemmällä ajanjaksolla (mm. Jambor 2003). Näin ollen testi antaa viitteitä myös silikaattien neutralointikyvystä. Neutralointi- ja haponmuodostuspotentiaalien suhde (NPR (testi) =NP (testi) /AP) sekä nettoneutralointipotentiaali (NNP (testi) =NP (testi) -AP) laskettiin myös NP-testin tuloksista.

8 GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS 5 Taulukko 2. Sivukivien kykyä muodostaa happamia valumavesiä voidaan arvioida AMDpotentiaalin (Acid Mine Drainage) avulla, joka perustuu kivinäytteiden neutralointipotentiaalisuhteeseen (NPR) ja nettoneutralointipotentiaaliin (NNP, Price et al. 1997, EC 2004). AMD Potentiaali NPR NNP Selitys Todennäköinen < 1/1 < -20 (/0) Todennäköisesti AMD:ta muodostava, elleivät sulfidit ole reagoimattomia Mahdollinen 1/1-2/1 Mahdollisesti AMD:ta muodostava, jos neutraloivat mineraalit eivät ole riittävän reaktiivisia tai kuluvat loppuun ennen sulfideja Alhainen 2/1-4/1 AMD:ta muodostava vain, jos sulfidit ovat huomattavasti reaktiivisempia kuin neutraloivat mineraalit Olematon > 4/1 > 20 Ei happoa tuottava Haponmuodostuspotentiaali määritettiin myös NAG-testin (Net Acid Generation) mukaan (Miller 1997, ARD 2002). NAG-testi (GTK 826T1) tehtiin ainoastaan viidelle selvityksen tilaajan erikseen valitsemalle näytteelle. Testiin valittiin kaksi emäksistä laavakivinäytettä (MML), kaksi muuttunut vulkaanista tai sedimenttistä kiveä (AVS) ja yksi pyroklastinen vulkaniitti (INV). Testissä näytettä uutetaan vetyperoksidiliuoksella, joka toimii sulfidien hapettimena. Saatu uutos titrataan tämän jälkeen natriumhydroksidilla ph-arvoon 4,5 ja 7,0. Haponmuodostuspotentiaali saadaan käytetyn natriumhydroksidiliuoksen määrästä Liukoisuustestin menetelmäkuvaus Liukoisuustesti (SFS-EN ) on yksivaiheinen ravistelutesti, jossa uutetaan kiinteää, alle 4 mm:n raekokoon murskattua, testimateriaalia ravistelijassa 24 tuntia. Analyysissä liuoksen ja kiinteän aineen suhde (L/S) on 2. Tarkempi menetelmäkuvaus on luettavissa liitteestä 5 (GTK 229P). Yksivaiheinen ravistelutesti tehtiin vain viidelle erikseen valitulle näytteelle, jotka olivat samat kuin NAG-testissä. Yksivaiheista ravistelutestiä ei suositella käytettäväksi jätteen kaatopaikkakelpoisuusmäärityksessä. Valtioneuvoston päätöksessä kaatopaikkaluokitukseen suositellaan kaksivaiheista ravistelutestiä (SFS-EN , Vna 591/2006 ja Vna 202/2006).

9 GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS 6 3. Tulokset Sivukivien analyysitulosten yhteydessä sivukivet jaoteltiin seitsemään ryhmään kivilajityypin ja rikkipitoisuuden mukaan (taulukko 3). Analyysitulokset esitetään tämän ryhmittelyn mukaisesti. Sivukivikohtaiset tulokset ovat nähtävissä erikseen tämän selvityksen liitteistä. Taulukko 3. Sulfidipitoiset (S 1 %) ja sulfidiköyhät (S 0,5 %) sivukiviryhmät. Jako perustuu rikkianalysaattorilla mitattuun rikin kokonaispitoisuuteen. Sivukivien kivilajikoodit ja -nimet on esitetty taulukossa 1. Sulfidipitoiset kivet (S 1 %) Sulfidiköyhät kivet (S 0,5 %) Ryhmä Määrä Ryhmä Määrä 1. AVS I 5 5. AVS II 2 2. Vulkaniitit I 7 6. Vulkaniitit II 9 (MML I) (MML II, MPL, UMV) 3. INV 2 7. wcht 1 4. Liuskeet 4 (ARG, bcht, BIF) 3.1. Sivukivien mineraloginen koostumus Suurikuusikon sivukivien pieni raekoko vaikeutti MLA-mittauksia, minimiraekoko hyvällä ED-spektrille ja edelleen luotettavalle mineraalien tunnistukselle on 3-5 µm. Hienorakeisten mineraalien yhteydessä voi syntyä kahden tai kolmen mineraalin sekaspektrejä, jotka tuloksissa tuntemattomien mineraalien esiintymisen tai aiheuttavat virheitä tunnistuksessa. Sekaspektrejä on pyritty tunnistamaan mahdollisuuksien mukaan ja mittaustulos kallistuu aina vahvemmalle mineraalille. Omana ryhmänä on hienojakoinen grafiitti, joka usein muodostaa sekaspektrejä ja aiheuttaa ongelmia tunnistuksessa. Grafiitti on rajattu pois sekaspektrien eliminoimiseksi ja tulokset on normalisoitu käyttämällä laboratoriossa mitattuja, ei karbonaattisen hiilen, analyysituloksia. Tuntemattomien mineraalien määrä on ollut maksimissaan 1,5 %. Taulukossa 4 on esitetty sivukiviryhmien mineraalikoostumus ja mineraalien keskimääräiset pitoisuudet. Liitteessä 1 on esitetty näytekohtaiset mineraalikoostumuspitoisuudet tiedot ja liitteessä 5 alkuperäiset mittaustiedot. Karbonaattimineraalit olivat koostumukseltaan Ca-, Mg- ja Fe-karbonaatteja. Yleisin karbonaattimineraali oli hitaasti rapautuva ankeriitti [Ca(Fe,Mg,Mn)(CO 3 ) 2 ], joka oli vallitsevin karbonaattimineraali muuttuneissa vulkaniiteissa ja sedimenttikivissä (AVS) ja mafisissa vulkaniiteissa (MML). Dolomiitti [CaMg(CO 3 ) 2 ] oli vallitsevin karbonaattimineraali osassa AVS-kiviä, ultramafiitteja ja liuskeita. Kalsiittia (CaCO 3 ) oli runsaasti osassa mafisia (MML) ja

10 GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS 7 pyroklastisia vulkaniitteja (INV). Lisäksi muutamassa sivukivessä esiintyi sideriittiä (FeCO 3 ). Yhdestä mafisesta vulkaniittinäyttestä mitattiin sideriitin osuudeksi 25 %. Sulfidimineraaleista eniten oli rikki- ja arseenikiisua. Rikkikiisun lisäksi toisena rautasulfidina esiintyi edellisiä herkemmin hapettuvaa magneettikiisua. Muita metallisia sulfidimineraaleja oli vähän (liite 5). Taulukko 4. Sivukivinäyteryhmien keskimääräinen mineraalikoostumus. Sivukivien näytekohtainen jakauma on esitetty liitteessä 1 ja kaikki mineraaliosuudet liitteessä 5. Sulfidipitoiset kivet Sulfidiköyhät kivet AVS I Vulkan. I INV Liuskeet AVS II Vulkan. II wcht Mineraalit % n=5 n=7 n=2 n=4 n=2 n=9 n=1 Karbonaatit tot. 31,8 32,0 15,6 10,2 35,5 20,6 0,4 Kalsiitti 0,2 1) 8,7 8,6 0,7 2) 4,6 1) 2,6 0,2 Dolomiitti 10,0 2,0 1,7 1) 5,3 1) 11,3 9,2 0,0 Muut karbonaatit 21,6 21,3 5,3 4,2 19,6 8,8 0,2 Sulfidit tot. 9,5 6,3 13,9 45,2 0,4 0,3 0,0 Rautasulfidit 8,4 5,2 3,4 41,5 0,3 0,3 0,0 Arseenisulfidit 1,1 1) 1,1 10,5 3,6 1) 0,0 0,0 0,0 Muut sulfidit 0,1 0,0 0,0 0,1 0,1 0,0 0,0 Maasälvät 17,9 18,4 18,6 7,1 4,8 11,9 0,0 Kvartsi 14,6 16,5 17,4 13,2 18,0 14,6 99,6 Kiilteet 17,4 10,3 26,3 10,7 5,2 5,1 0,0 Kloriitti 4,9 13,0 7,3 5,9 33,8 23,0 0,0 Amfibolit 2,6 9,2 Pyrokseenit 3,5 Muut mienraalit 2,5 3,0 0,9 2,1 1,7 12,0 0,0 C, ei karb. 1,4 0,4 0,2 6,5 0,6 0,1 0,4 Total % 100,0 102,5 100,2 100,8 100,0 100,4 100,4 1) yksi näyte sisälsi ko. mineraalia. 2) kaksi näytettä sisälsi ko. mineraalia. Rikki- ja arseenikiisuja oli runsaasti liuskeissa, varsinkin mustaliuskeissa (bcht, BIF) ja pyroklastisissa vulkaniiteissa (INV). Rikkikiisuvaltaisia kiviä (FeS 2 > 50 %) ovat mustaliuskeet (BIF). Muuttuneissa vulkaniitteissa ja sedimenttikivissä (AVS) sekä mafisissa vulkaniiteissa rikkikiisun määrä vaihteli enimmillään vajaasta kymmenestä prosentista vajaaseen kahteenkymmeneen prosenttiin (liite 1). Magneettikiisun osuus oli

11 GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS 8 korkea ainoastaan argilliitissa (ARG, liite 1). Arseenikiisupitoisia kiviä olivat pyroklastiset vulkaniitit ja tummat serttikivet (yksi bcht-näyte, taulukko 4, liite 2 ). Arseenikiisua oli kohtalaisesti (1-4 %) mafisissa vulkaniiteissa ja muuttuneissa vulkaniiteissa ja sedimenttikivissä (yhdessä näytteessä 5,4 %). Sivukivien päämineraaleina esiintyi plagioklaasi, kvartsi, kiilteistä muskoviitti ja savimineraaleista kloriitti. Pitoisuudet vaihtelivat paljon kivilajiryhmän sisällä, esimerkiksi sulfidirikkaiden vulkaniittien ryhmässä plagioklaasia oli kivinäytteestä riippuen 0-47 % (liite 1). Sulfidipitoisista kivistä kloriittia oli runsaasti sulfidipitoisissa mafisissa vulkaniiteissa ja argilliiteissa. Happamissa ympäristöissä kloriitti rapautuu herkästi ja on siten vesien happamuutta ylläpitävän alumiinin lähteenä. Vaalean sertin mineralogia poikkesi selvästi muista, koostuen lähes yksinomaan kvartsista. Grafiittia esiintyi runsainten mustaliuskeessa Sivukivinäytteiden kemiallinen koostumus Sivukivinäytteiden keskeisten alkuaineiden keskiarvopitoisuudet on esitetty taulukossa 5 ja näytekohtaiset pitoisuudet liitteissä 2, 3 ja 5. Sivukivet koostuvat pääasiassa piistä, raudasta, alumiinista, kalsiumista ja magnesiumista, jotka muodostavat silikaattiset päämineraalit. PIMA-asetuksen ylemmät ohjearvot ylittäviä pitoisuuksia mitattiin arseenin, nikkelin, kuparin, antimonin, vanadiinin ja kromin osalta. Arseenin ja metallien pitkän ajan liukenevuusriski liittyy lähinnä sivukiven rautasulfidien runsauteen ja hapettumisalttiuteen. Arseenikiisun rapautumisalttius on samaa luokkaa kuin rikkikiisun (Blowes et al. 2003). Sulfidipitoiset sivukiviryhmät ja sulfidiköyhistä sivukiviryhmistä muuttuneet AVS-kivet sisälsivät ylemmän ohjearvon ylittäviä arseenipitoisuuksia ( mg/kg, liite 2). Arseeni esiintyy pääasiallisesti arseenikiisussa (arsenopyrite) ja pienempinä määrinä gersdorffiitissa (gersdorffite). Arseenikiisu sisältää ferrorautaa, joka voi hapettua pitkällä aikavälillä hapen ja veden läsnä ollessa vastaavasti kuin rikkikiisu (Blowes et al. 2003). Gersdorfiitti on nikkeli-arseenisulfidi, jonka hapettuminen on riippuvainen rautasulfidien runsaudesta ja hapettumisalttiudesta. PIMA-asetuksen ylemmän ohjearvon ylittäviä nikkelipitoisuuksia ( mg/kg) mitattiin sulfidipitoisista liuskekivistä ja sulfidiköyhistä AVS-kivistä ja mafisista vulkaniiteista (liite 2). Nikkeli esiintyy lähinnä gersdorfiitissa ja pentlandiitissa (pentlandite) sekä harvinaisemmassa ullmanniitissa (ullmannite). Lisäksi nikkeliä esiintyy silikaattimineraaleissa lähinnä talkissa, jonka rapautuminen on hidasta hidasta Suomen luonnon oloissa. Rapautuminen ja nikkelin liukeneminen voi käynnistyä hyvin happamissa oloissa (ph < 2).

12 GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS 9 Taulukko 5. Sivukiviryhmien (a) metalloidien ja metallien sekä (b) pääalkuaineoksidien keskiarvopitoisuudet. XRF-menetelmällä on mitattu pääalkuaineiden oksidipitoisuudet ja metallien ja metalloidien kokonaispitoisuudet (tot.). Sulfidisten metalloidien ja metallien pitoisuudet on määritetty kuningasvesiuuttomenetelmällä käyttäen ICP-OESmittaustekniikkaa (-sulf.). Nikkelin kokonaispitoisuuden ja happoliukoisen pitoisuuden erotus viittaa Ni-pitoisuuteen silikaattimineraaleissa (Ni-silik.). Kromin ja vanadiinin kokonaispitoisuuden ja happoliukoisen pitoisuuden erotus viittaa Cr- ja V-pitoisuuteen oksidimineraaleissa (-oks.). Happoliukoinen Cr- ja V-pitoisuus viittaa Cr- ja V- pitoisuuteen silikaateissa (-silik.). Näytteen analyysituloksen jäädessä alle määritysrajan, on kivinäytteen keskiarvon laskemisessa käytetty puolta määritysrajan arvosta. Liitteissä 2 ja 3 on nähtävissä näytekohtaiset tulokset. Vertailuarvoina on esitetty valtioneuvoston maaperän pilaantuneisuuden ja puhdistustarpeen arvioinnin asetuksen (PIMA) ylemmät ohjearvot, jotka on taulukossa korostettu värillä (Vna 214/2007). (a) Sulfidipitoiset kivet Sulfidiköyhät kivet PIMA, AVS I Vulkan. I INV Liuskeet AVS II Vulkan. II wcht ylempi n=5 n=7 n=2 n=4 n=2 n=9 n=1 ohjearvo As, tot. mg/kg <30 As-sulf. mg/kg <10 Cr, tot. mg/kg <30 Cr-oks. mg/kg Cr-silik. mg/kg Cu, tot. mg/kg <20 Cu-sulf. mg/kg Ni, tot. mg/kg <20 Ni-silik. mg/kg Ni-sulf. mg/kg <3 Pb, tot. mg/kg 22 < <30 <30 <30 Pb-sulf mg/kg 11 < <10 <10 <10 Sb, tot. mg/kg <100 < <100 <100 <100 Sb-sulf. mg/kg V, tot. mg/kg <30 V-oks. mg/kg V-silik. mg/kg Zn, tot. mg/kg <20 Zn-sulf mg/kg As: 100 Cr: 300 Cu: 200 Ni: 150 Pb: 750 Sb: 50 V: 250 Zn: 400 Cd-sulf. mg/kg <1 <1 <1 <1 <1 <1 <1 Cd: 20 Co-sulf. mg/kg <1 Co: 250

13 GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS 10 (b) Sulfidipitoiset kivet Sulfidiköyhät kivet AVS I Vulkan. I INV Liuskeet AVS II Vulkan. II wcht n=5 n=7 n=2 n=4 n=2 n=9 n=1 Na 2 O % 1,5 2,1 2,0 1,0 1,3 1,8 <0,067 MgO % 4,8 5,9 5,7 3,9 8,1 8,8 <0,033 Al 2 O 3 % 7,9 11,2 12,5 6,7 8,9 11,7 0,1 SiO 2 % 42,5 35,7 40,0 30,1 35,9 44,2 97,6 P 2 O 5 % 0,2 0,3 0,1 0,2 0,1 0,1 <0,014 K 2 O % 1,2 1,5 1,6 0,8 1,3 0,5 0,0 CaO % 8,1 11,4 10,5 5,2 13,0 9,3 0,6 TiO 2 % 0,9 1,7 1,1 0,9 1,5 1,3 <0,005 MnO % 0,2 0,2 0,2 0,1 0,2 0,2 0,0 Fe 2 O 3 % 15,3 12,7 11,9 25,1 10,3 12,5 0,7 Kuparipitoisuus ( mg/kg) ylitti PIMA-asetuksen ylimmän ohjearvon sulfidipitoisissa AVS-kivissä ja liuskeissa (liite 2). Vastaavasti kuin nikkelin osalta kuparin liukoisuusriski liittyy rautasulfidien runsauteen ja hapettumisalttiuteen. Kupari esiintyy kuparikiisussa (chalcopyrite). Kuparikiisun hapettuminen on hitaampaa kuin rikki- ja arseenikiisun, ja useimmiten hapettuminen käynnistyy vasta rautasulfidien hapettuessa (Blowes et al. 2003). Antimoni esiintyy gudmundiitissa (FeSbS, gudmundite) ja ullmanniitissa (NiSbS). Antimonipitoisuudet ( mg/kg) ylittivät PIMA-asetuksen ylemmän ohjearvon sulfidipitoisissa INV-kivissä ja liuskeissa (liite 2). Antimonisulfidien hapettuminen käynnistyy vasta rautasulfidien hapettuessa. Varsinaisia vanadiinimineraaleja ei tunnistettu näytteistä. Todennäköisesti vanadiini esiintyy rautaoksidien ja silikaattimineraalien (muskoviitin) kidehiloissa. PIMA-asetuksen ylemmän ohjearvon ylittäviä vanadiinipitoisuuksia (700 mg/kg) mitattiin mustaliuskeesta (BIF), joissa on runsaasti rautasulfideja (liite 2). Ylittäviä pitoisuuksia mitattiin myös muista sivukivistä, joissa vanadiini on oletettavasti sitoutunut oksidi- ja silikaattimineraaleihin. Oksidimineraalien rapautuminen on Suomen luonnonoloissa hidasta. Sen sijaan silikaateista vanadiini voi liueta hyvin happamissa oloissa. Kromipitoisuudet ( mg/kg) ylittivät PIMA-asetuksen ylemmän ohjearvon sulfidiköyhissä ultramafisissa vulkaniiteissa ja AVS-kivissä (liite 2). Kromi on sitoutuneena oksidimineraaleihin ja silikaattimineraaleihin. Oksidimineraalien rapautuminen on Suomen luonnonoloissa hidasta. Sen sijaan silikaateista kromi voi liueta hyvin happamissa oloissa.

14 GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS Haponmuodostus- ja neutralointipotentiaalit Suurikuusikon kaivoksen ympäristölupapäätöksessä on esitetty happoa muodostavan sivukiven neutralointipotentiaalin (NP) ja haponmuodostuspotentiaalin (AP) suhteeksi raja-arvoa 3/1. Tutkituista näytteistä raja-arvon alittavat sulfidipitoiset liuskeet ja AVSkivet (taulukko 6). Näissä kivissä sulfidisen rikin kokonaispitoisuus vaihteli 3-40 %, ollen korkein mustaliuskeissa (BIF, liite 4). Taulukko 6. Sivukiviryhmien neutralointipotentiaali (NP), hapontuottopotentiaali (AP) sekä neutralointipotentiaalisuhde (NPR) ja nettoneutralointipotentiaali (NNP). NP (CO 3 -C) on laskettu karbonaattihiilen määrän perusteella ja NP-testin tulokset on saatu happo-emästitraukseen perustuvalla menetelmällä (Lawrence & Wang 1997). NAG-testi tehtiin viidelle kairasydännäytteelle. Tarkempi näytekohtainen erittely on nähtävissä liitteessä 4. Sulfidipitoiset kivet Sulfidiköyhät kivet Kivilaji AVS I Vulkan. I INV Liuskeet AVS II Vulkan. II wcht n=28* n=5 n=7 n=2 n=4 n=2 n=7* n=1 S % 6,23 2,32 2,43 16,18 0,32 0,12 0,02 CO 3-C % 3,40 4,03 3,31 1,92 4,97 1,49 0,17 AP 194,6 72,4 75,9 505,7 9,9 3,6 0,6 kg CaCO 3/t NP (CO 3-C) 283,4 335,9 275,4 160,2 413,8 124,4 14,3 kg CaCO 3/t NP (testi) 237,2 289,4 241,5 134,4 369,5 109,9 11,6 kg CaCO 3/t NPR (CO 3-C) 2/1 6/1 4/1 1/1 74/1 34/1 25/1 NNP (CO 3-C) NPR-testi 2/1 5/1 3/1 1/1 65/1 29/ 20/1 NNP-testi n=5 n=1 n=2 n=1 n=1 NAGpH 8,76 8,94 8,30 9,24 ph NAG (ph 4,5) kg H 2SO 4/t NAG kg H 2SO 4/t * Vulkaniitti II-ryhmästä on poistettu kaksi näytetulosta niiden poikkeavan suuren neutralontipotentiaalisuhteen johdosta. Suhde oli yli kolmekymmentäkertainen (liite 4) muiden ryhmään kuuluvien näytteiden keskiarvoon verrattuna.

15 GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS 12 Kaivannaisjätedirektiivin liitedokumentin liitteessä 4 NP/AP-suhteen ollessa 2/1 4/1 kivet voivat olla potentiaalisesti happoa muodostavia, jos niiden sulfidit ovat huomattavasti reaktiivisempia kuin neutraloivat mineraalit (taulukko 2, Price et al. 1997). Sulfidipitoisten pyroklastisten vulkaniittien (INV) keskimääräinen NP/AP-suhde oli 4/1 ja sulfidipitoisten mafisten vulkaniittikivien 6/1 (kts. myös liite 4). Sulfidipitoisista mafisista vulkaniittinäytteistä (MML) kolmessa näytteissä suhdeluku oli välillä 2/1-4/1 ja neljässä näytteessä yli 4/1. Mainituista sivukiviryhmistä osassa neutraloiva karbonaattimineraali oli hitaasti rapautuva ankeriitti ja osassa reaktiivisempi kalsiitti. Mineralogian perusteella voidaan päätellä sulfidipitoisten INV- ja osan MML-kivistä kuuluvan potentiaalisesti happoa muodostavaan ja osan happoa muodostamattomaan sivukiviryhmään. Sulfidiköyhissä sivukiviryhmissä (AVS, MML, UMV, MPL, wcht) neutralointipotentiaalisuhde on yli 3/1. Suhdeluku vaihteli välillä 5/1-141/1 (max 1330/1, liite 4), mikä viittaa kivien suureen neutralointikykyyn. Karbonaattisen hiilipitoisuuden perusteella laskettu NP/AP-suhdeluku (NPR CO 3 -C%) oli osassa näytteissä suurempi kuin NP-testin perusteella laskettava NP/AP-suhde (NPR-testi, liite 4). Ero johtuu todennäköisesti ankeriitin hitaasta liukenemisesta NP-testissä, kun taas karbonaattisen hiilen määrityksessä ankeriitti liukenee kokonaan. Ultramafisista ja mafisista kivistä laskettu CaCO 3 -määrä oli osassa näytteistä hieman suurempi kuin karbonaattisesta hiilestä laskettu CaCO 3. NP-testissä, mineraalien liukenemisreaktioissa on mukana myös Mg-valtaisten silikaattien puskurointikyky (kationivaihtoreaktiot). NAG-testin tulosten perusteella sulfidipitoiset sivukivet eivät olisi happoa muodostavia kiviä toisin kuin karbonaattisen hiilen määrän tai NP-testitulosten perusteella lasketun NP/AP-suhdeluvun mukaan (taulukko 6). NAG-testi tehtiin neljälle sulfidipitoiselle (AVS, MML, INV) ja yhdelle sulfidiköyhälle (AVS) sivukivinäytteelle. GTK:n keväällä 2006 Suurikuusikon sivukivinäytteistä tehdyissä tutkimuksissa havaittiin, että NAG-testeissä ei käynnisty vastaavanlaista sulfidihapettumista kuin luonnon sivukiven läjitysoloissa. Todennäköisesti vetyperoksidikäsittelyssä liukenee rikkiä ja metalleja vain jauhatuksessa rikkoutuneilta kidepinnoilta. Tähän viittaa myös NAG-testin ph-tulokset (ph>8, taulukko 6) Liukoisuustesti Yksivaiheisen ravistelutestin (liukoisuustesti SFS-EN ) tulokset ovat esitetty liitteessä 5. Liukoisuustestissä liukeni merkittävissä määrin Ca, Mg, K, Na, S (josta pieni osa sulfaattista rikkiä, SO 4 ), Cl ja F. Mainitut alkuaineet ovat todennäköisesti liuenneet silikaatti- ja karbonaattimineraalien rikkoutuneilta kidepinnoilta. Sulfaatti-, kloridi- ja fluoripitoisuudet alittavat pysyvälle (SO 4 : mg/kg, Cl: 800 mg/kg, F: 10 mg/kg) ja tavanomaiselle (SO 4 : mg/kg, Cl: mg/kg, F: 150 mg/kg) jätteelle asetetut raja-arvot, jotka perustuvat kaksivaiheeseen ravistelutestiin (SFS-EN , Vna 202/2006).

16 GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS 13 Testissä liukeni merkittäviä määriä myös arseenia 0,25-10,1 mg/kg ja antimonia 0,13-8,5 mg/kg. Verrattuna niiden kokonaispitoisuuksiin (As: mg/kg, Sb: mg/kg) oletettavaa on, että metalloidit ovat liuenneet rikkoutuneilta arseeni- ja antimonisulfidien kidepinnoilta (gersdorffiitti ja gudmundiitti). Arseenin pitoisuudet ylittivät pysyvälle (0,5 mg/kg) ja tavanomaiselle (2 mg/kg) jätteelle asetetun raja-arvon kolmessa sivukivinäytteessä (AVS I, AVS II, INV). Kaikkien tutkittujen sivukivinäytteiden antimonipitoisuudet ylittivät pysyvän jätteen raja-arvon (0,06 mg/kg). Tavanomaisen jätteen raja-arvon (0,7 mg/kg) ylittyi samoissa kolmessa kivinäytteessä kuin arseenin kohdalla. Värimetallien pitoisuudet olivat hyvin pieniä tai alle testin alimpien määritysrajojen. Liukoisuustestitulosten perusteella ei saada luotettavaa kuvaa pitkällä aikavälillä liukenevien metalloidien ja metallien määristä (ARD-reaktio). Testin tulokset heijastavat lähinnä alkuaineiden irtoamista jauhatuksessa rikkoutuneiden mineraalikiteiden pinnoilta (Räisänen et al. 2003). GTK:n aiemmissa tutkimuksissa ilmeni, että ravistelutestin ensimmäisessä vaiheessa (L/S 2) alkuaineiden liukenevuus oli suurinta, eikä juurikaan kasvanut toisessa vaiheessa (L/S 8), jolloin maksimiliukoisuuspitoisuudet (L/S 10) olivat lähes yhtä suuret kuin ensimmäisestä vaiheesta (L/S 2) mitatut pitoisuudet. Tästä syystä yksivaiheisen ravistelutestin tulokset ovat verrattavissa jätteen kaatopaikkakelpoisuuden kaksivaiheisen ravistelutestin raja-arvoihin. 4. Sivukivien ympäristökelpoisuus Sivukivien mineralogisen ja kemiallisen koostumuksen perusteella ympäristökelpoisia sivukiviä ovat vaalea sertti (wcht), sulfidiköyhät mafiset vulkaniittikivet (MML, MPL, UMV) ja muuttuneet vulkaniitit ja sedimenttikivet (AVS). Ympäristökelpoisuuden perusteena on edellä mainittujen sivukiviryhmien heikko haponmuodostuspotentiaali ja pieni haitta-aineiden liukoisuusriski. Sulfidiköyhissä mafisissa vulkaniiteissa ja AVSkivissä arseeni-, nikkeli- ja kromipitoisuudet ylittivät PIMA-asetuksen ylemmät ohjearvot. Voidaan kuitenkin olettaa, että kivien rapautuminen ja em. haitallisten metallien liukoisuusriski on pieni kivien alhaisen rautasulfidipitoisuuden ( 0,5 %) vuoksi. Vaaleaa serttikiveä voidaan käyttää murskeena maarakentamisessa kaivosalueella ja kaivosalueen ulkopuolella, mikäli se teknillisiltä ominaisuuksiltaan täyttää käyttötarkoitukselle asetetut tekniset vaatimukset. Sulfidiköyhiä mafisia vulkanitteja ja AVS-kiviä voidaan käyttää maarakentamisessa kaivosalueella, mikäli ne täyttävät käyttötarkoituksen tekniset vaatimukset. Edellä mainitut sivukivet voivat soveltua käytettäväksi kaivosalueen ulkopuolella täyttö- tai rakennusmateriaalina niissä kohteissa, joihin ne teknisiltä ominaisuuksilta soveltuvat, esimerkiksi kaatopaikkojen maarakentamisessa (lievästi pilaantunut maa-aines). Sulfidiköyhistä hyvän neutralointipotentiaalin omaavia kiviä ovat mafiset ja ultramafiset kivet sekä AVS-kivet, jotka soveltuvat sivukivien läjityksessä happoa muodostavien sivukivien neutralointiin.

17 GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS 14 Sulfidipitoiset liuskeet (ARG, bcht, BIF), muuttuneet vulkaniitit ja sedimenttikivet (AVS) ja mafiset vulkaniitit (MML) ja pyroklastiset vulkaniitit (INV) eivät ole ympäristökelpoisia kiviä käytettäväksi maarakennuskohteisiin rauta- ja arseenisulfidien ja/tai haittametallipitoisuuden tai rapautumisherkkyyden (S > 1 %) vuoksi. Liuskekivet ja AVS-kivet ovat happoa muodostavia kiviä. Heikon neutralointipotentiaalin ja PIMAasetuksen ylemmät ohjearvot ylittävien haitta-ainepitoisuuksien vuoksi liuskekiviin liittyy pitkällä aikavälillä arseenin, kuparin, nikkelin ja antimonin liukoisuusriski ja AVS-kiviin arseenin ja kuparin liukoisuusriski. Mineralogisen koostumuksen perusteella osa INVkivistä ja osa MML-kivistä on potentiaalisesti happoa muodostavia, koska niiden neutraloiva karbonaattimineraali on hitaasti liukeneva ankeriitti. Tästä syystä niihin myös liittyy pitkällä aikavälillä arseenin ja nikkelin liukoisuusriski. Kivien arseeni- ja nikkelipitoisuudet ylittivät PIMA-asetuksen ylemmät ohjearvot. Kalsiitti- ja dolomiittipitoiset INV- ja MML-kivet ovat happoa muodostamattomia ja niihin ei liity haitta-aineiden liukoisuusriskiä. Hyvän neutralointikyvyn seurauksena sulfidien hapettumisreaktiossa liukenevien metallit ja metalloidit potentiaalisesti saostuvat osittain suoraan läjitykseen, jolloin suotovesien haitta-ainepitoisuudet jäävät pienemmiksi kuin happoa tuottavien kivien suotovesien (Räisänen 2004). ssa Anna Tornivaara Tutkimusassistentti Marja Liisa Räisänen Tutkimusprofessori, FT

18 GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS 15 Lähteet ARD Test Handbook, project P387A Prediction & Kinetic Control of Acid Mine Drainage Amira International Ltd. Blowes D.W., Ptacek, C. J. & Jurjovec, J Mill tailings: hydrology and geochemistry. In: Jambor, J.L., Blowes, D.W. & Ritchie, A.I.M. Environmental aspects of mine wastes. Mineralogical Association of Canada, Short Course Series volume 31, Vancouver, British Columbia, Doležal, J., Povondra, P. & Sulcek, Z Decomposition techniques in inorganic analysis. London: Iliffe Books Ltd, 224 p. EC Reference Document on Best Available Techniques for Management of tailings and Waste Rock in Mining Activities. July European Comission, Directorate- General JRC Joint Research Center, Institute for Prospective Technological Studies, Technologies for Sustainable Development, European IPPC Bureau. 511 p. Jambor, J.L Mine waste mineralogy and mineralogical perspectives of acid-base counting. In: Jambor, J.L., Blowes, D.W. & Ritchie, A.I.M. Environmental aspects of mine wastes. Mineralogical Association of Canada, Short Course Series vol. 31, Vancouver. Lawrence & Wang Determination of neutralization potential in the prediction of acid rock drainage. In: Fourth International Conference on Acid Rock Drainage, Vancouver, B.C. Canada, May 31 June 6, Proceedings, Volume 1. ICARD Miller, S., Robertson, A. & Donohue, T Advances in Acid Drainage Prediction Using the Net Acid Generation (NAG) Test. In: Proceedings of the Fourth International Conference on Acid Rock Drainage, Vancouver, B.C., Canada, vol II, Price, W., Morin, K. & Hutt, N Guidelines for the prediction of acid rock drainage and metal leaching for mines in British Columbia: Part II. Recommended procedures for static and kinetic tests. In: Fourth International Conference on Acid Rock Drainage. Vancouver, B.C. Canada, May 31 June 6, Proceedings, volume 1, pp Räisänen, M.L Luikonlahden vanhan kuparikaivoksen ympäristön nykytila ja suositukset sivukiven läjitysalueiden kunnostukseen, Mondo Minerals Oy. GTK:n julkaisematon raportti. Räisänen, M.L Suurikuusikon käyttökivilouhoksen vulkaanisten sivukivien ympäristökelpoisuus, Agnico-Eagle Finland Kittilä Mine. GTK:n julkaisematon raportti.

19 GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS 16 Räisänen M. L., Nikkarinen, M., Lehto, O. & Aatos, S Liukoisuustesteistä riskienhallintaan kaivosympäristössä. Vesitalous 1, Räisänen, M.L., Tenhola, M., & Mäkinen, J Effects of mineralogy and physical properties on till geochemistry in central Finland. Bull. Geol. Soc. Finland 64 (1), Valtioneuvoston asetus 214/2007, maaperän pilaantuneisuuden ja puhdistustarpeen arvioinnista, Valtioneuvoston asetus 202/2006, kaatopaikoista annetun valtioneuvoksen päätöksen muuttamisesta, Helsingissä Valtioneuvoston asetus 591/2006, eräiden jätteiden hyödyntämisestä maarakentamisessa, Helsingissä Liitteet Liite 1. Sivukivinäytteiden mineraloginen koostumus Liite 2. Sivukivinäytteiden metalli- ja metalloidipitoisuudet ja PIMA-asetuksen ylemmät ohjearvot Liite 3. Sivukivinäytekohtaiset pääalkuaineiden oksidiosuudet Liite 4. Sivukivinäytteiden haponmuodostus- (AP) ja neutralointipotentiaalit (NP) ja NP/AP-suhteet Liite 5. Sivukivinäytteiden kaikki alkuperäiset laboratorioanalyysitulokset

20 GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS Liite 1 Sivukivien näytekohtainen mineraalijakauma prosentteina. Taulukossa mukana mineraalit, joiden prosenttiosuus on yli viisi (> 5 %) vähintään yhden sivukivinäytteen kohdalla. Kivi ID Plg Kv Mskv Klor Epid Amfb Aug Kals Dolo Anke Side Rik.k Mgn.k Ars.k AVS I AVS ,1 20,4 31,6 0,1 0,3 14,3 5,4 10,5 5,4 AVS ,1 2,2 8,3 1,7 1,1 0,1 1,7 27,0 18,0 0,4 AVS ,7 18,1 15,0 7,8 0,7 28,8 9,4 3,7 AVS ,1 17,5 25,6 3,3 0,5 32,1 10,6 7,0 0,5 AVS ,4 14,9 2,7 11,5 2,0 0,7 1,2 19,9 8,7 AVS II AVS ,8 10,1 41,9 0,1 16,9 19,0 0,2 AVS ,2 27,2 25,8 9,2 5,7 20,1 0,5 Liuskeet ARG ,1 27,3 1,9 21,5 1,9 0,8 12,4 bcht ,4 39,7 0,1 21,2 10,2 9,2 14,5 BIF ,8 0,4 0,2 0,9 91,1 BIF ,1 21,3 0,3 1,7 0,1 6,4 52,4 INV INV ,6 20,4 41,4 2,4 3,3 10,7 4,2 4,8 INV ,1 14,3 10,6 14,5 0,1 14,8 2,6 16,2 Vulkaniitit I MML ,6 9,2 0,3 27,4 0,2 9,7 3,7 MML ,0 9,2 22,9 2,0 0,6 2,6 3,9 35,9 0,1 4,8 0,0 0,1 MML ,1 28,3 10,0 31,0 0,1 0,1 10,4 1,4 MML ,2 3,6 6,0 27,4 0,4 35,8 0,2 0,2 16,5 0,5 MML ,8 0,5 9,2 0,1 0,8 0,2 3,8 32,5 2,1 1,4 MML ,5 4,7 30,2 0,5 25,0 1,2 0,7 MML ,3 37,1 9,8 0,1 5,2 41,6 1,9 1,8 Vulkaniitit II MPL ,1 11,9 10,4 25,0 4,8 21,50 2,20 6,1 MML ,5 18,6 20,0 0,6 0,1 0,1 0,6 16,8 24,7 MPL ,7 1,5 29,9 26,7 15,0 4,9 1,8 0,6 UMV ,6 23,2 31,7 17,8 UMV ,6 20,1 48,0 0,7 MPL ,3 3,7 26,4 19,3 5,7 10,6 6,0 0,1 0,1 0,6 MPL ,8 6,9 0,2 28,7 23,7 18,3 3,9 0,1 0,2 MML ,5 24,9 11,4 36,2 3,7 2,4 19,4 MML ,6 8,4 0,1 16,8 10,9 22,6 13,5 1,7 0,7 wcht ,6 0,2 0,2 Sivukivinäytekohtaiset alkuainepitoisuudet (mg/kg kuiva-ainetta) keskeisten metalloidien ja metallien osalta. Asetuksen raja-arvot ovat taulukon alalaidassa. Taulukkoon on korostettu asetuksen ylemmän ohjearvon ylittävät tulokset. Analyysit on tehty XRF-menetelmällä sekä kuningasvesiuutolla (aqua regia, AR).

21 GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS Liite 2 V V Cr Cr Ni Ni Cu Cu Zn Zn As As Sb Sb Kivilaji Näyte mg/kg mg/kg mg/kg mg/kg mg/kg mg/kg mg/kg mg/kg mg/kg mg/kg mg/kg mg/kg mg/kg mg/kg tunnus XRF AR XRF AR XRF AR XRF AR XRF AR XRF AR XRF AR AVS < AVS < AVS <100 9 AVS < AVS <30 <10 <100 7 AVS * < AVS <100 2 ARG <30 22 <100 7 bcht < BIF BIF < INV INV MML * <30 < <100 8 MML < MML <30 21 <100 4 MML <30 < <100 8 MML < MML MML < MPL MML <100 5 MPL <30 <10 <100 1 UMV <100 4 UMV < MPL <30 <10 < MPL <30 <10 < MML <30 <10 <100 1 MML <30 17 <100 2 wcht <30 2 <30 3 <20 <3 <20 4 <20 6 <30 <10 <100 0 PIMA Ylempi ohjearvo * = Happoliukoiset pitoisuudet ovat varsinaisen ja rinnakkaisnäytteen keskiarvopitoisuuksia.

22 GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS Liite 3 Sivukivien näytekohtaiset XRF-analyysin pääalkuaineoksidipitoisuudet (kuivapaino-%). Rock Sample Na 2O MgO Al 2O 3 SiO 2 P 2O 5 K 2O CaO TiO 2 MnO Fe 2O 3 Type ID % % % % % % % % % % AVS ,9 6,4 8,9 39,1 0,1 2,1 11,2 1,2 0,2 10,6 AVS ,7 2,7 6,9 35,4 0,2 1,4 6,0 0,6 0,3 24,9 AVS ,0 4,4 10,3 49,5 0,2 0,9 5,7 1,2 0,2 12,5 AVS <0,067 5,1 2,9 45,7 0,5 0,8 10,5 0,4 0,4 13,5 AVS ,7 5,3 10,5 42,7 0,2 0,9 7,2 1,2 0,1 15,0 AVS <0,067 8,7 7,9 32,8 0,1 2,1 14,8 1,3 0,3 8,7 AVS ,6 7,5 9,9 39,0 0,2 0,5 11,2 1,7 0,2 11,8 ARG ,6 6,2 12,1 49,3 0,1 0,8 3,6 1,4 0,1 16,8 bcht ,2 6,3 8,9 29,3 0,1 2,0 12,4 1,5 0,3 14,4 BIF <0,067 0,2 0,8 11,0 <0,014 0,2 1,8 0,1 0,0 45,7 BIF <0,067 2,9 4,9 30,8 0,3 0,3 2,9 0,5 0,1 23,6 INV ,0 5,8 11,4 34,1 0,1 1,9 12,2 1,3 0,3 11,5 INV ,1 5,5 13,6 45,9 0,1 1,2 8,8 0,9 0,2 12,2 MML ,7 4,7 11,9 33,7 0,6 1,4 8,9 3,2 0,2 14,7 MML ,6 6,2 11,8 35,1 0,1 2,6 10,7 1,3 0,3 11,7 MML ,5 6,0 12,0 46,6 0,1 1,2 7,2 0,7 0,2 11,5 MML ,7 5,5 10,1 30,1 0,8 0,9 16,6 2,9 0,2 13,7 MML ,7 5,9 12,5 38,0 0,2 1,3 9,6 1,3 0,2 11,6 MML ,1 7,2 9,9 36,1 0,1 1,1 14,3 1,3 0,2 11,5 MML ,5 5,6 10,5 30,4 0,1 2,3 12,3 1,4 0,3 14,3 MPL ,4 6,6 13,7 51,4 0,1 0,9 7,2 0,9 0,2 11,9 MML ,9 4,8 11,3 43,9 0,0 2,0 9,1 0,6 0,3 9,5 MPL ,1 6,6 14,3 45,0 0,1 0,0 11,6 1,9 0,2 13,7 UMV <0,067 15,4 3,6 41,0 0,0 0,0 10,1 0,6 0,2 9,8 UMV <0,067 15,2 9,2 34,0 0,1 0,0 8,6 1,5 0,2 13,4 MPL ,4 6,2 13,5 47,2 0,1 0,4 10,1 1,9 0,2 14,2 MPL ,7 6,5 13,6 44,4 0,1 0,3 11,7 2,0 0,4 14,4 MML ,4 10,1 12,4 40,7 0,1 0,7 6,5 1,9 0,2 13,5 MML ,1 7,4 13,6 50,3 0,1 0,2 9,1 0,7 0,2 12,0 wcht <0,067 <0,033 0,1 97,6 <0,014 0,0 0,6 <0,005 0,0 0,7

23 GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS Liite 4 Sivukivinäytteiden neutralointi- (NP) ja haponmuodostuspotentiaali (AP) sekä niistä laskettu neutralointipotentiaalisuhde (NPR). NPR (CO 3 -C %) on määritelty perustuen karbonaattihiilen määrään ja NPR-testi on määritetty happo-emästitrausmenetelmällä. Taulukossa on korostettu suhdeluvun 3/1 alle jäävät NPR-arvot. Kivi- Näyte S Karb. C Ei karb. C AP NP (CO 3-C) NP-testi NPR NPR laji ID % % % kgcaco 3/t kgcaco 3/t kgcaco 3/t (CO 3 C %) (-testi) AVS I AVS ,81 4,63 1,07 119,1 385,9 343,0 3,2 2,9 AVS ,90 2,36 3,05 434,4 196,7 157,0 0,5 0,4 AVS ,87 2,67 1,01 89,7 222,5 169,0 2,5 1,9 AVS ,06 4,48 1,05 189,4 373,4 313,0 2,0 1,7 AVS ,50 2,86 1,03 140,6 238,4 204,0 1,7 1,5 AVS II AVS ,13 6,24 0,62 4,1 520,0 452,0 128,0 111,3 AVS ,50 3,69 0,67 15,7 307,5 287,0 19,6 18,3 Liuskeet ARG ,55 0,62 1,89 142,2 51,7 52,2 0,4 0,4 bcht ,78 5,12 0,91 211,9 426,7 380,0 2,0 1,8 BIF ,20 0,25 4, ,3 20,8 34,3 0,0 0,0 BIF ,20 1,70 18,50 412,5 141,7 70,9 0,3 0,2 INV INV ,53 4,81 0,31 79,1 400,9 336,0 5,1 4,2 INV ,33 1,80 0,16 72,8 150,0 147,0 2,1 2,0 Vulkaniitit I MML ,12 4,43 0,20 97,5 369,2 187,5 3,8 1,9 MML ,18 4,57 0,44 68,1 380,9 330,0 5,6 4,8 MML ,85 2,99 0,42 26,7 249,2 206,0 9,3 7,7 MML ,27 3,46 0,87 102,2 288,4 294,0 2,8 2,9 MML ,09 3,96 0,27 34,1 330,0 276,0 9,7 8,1 MML ,01 3,72 0,38 31,6 310,0 297,0 9,8 9,4 MML ,69 5,08 0,55 146,6 423,4 435,0 2,9 3,0 Vulkaniitit II MML ,08 4,46 0,27 2,6 371,7 268,0 140,8 101,5 UMV ,23 4,37 0,09 7,3 364,2 336,0 50,0 46,1 MML ,07 0,14 0,15 2,0 11,9 19,1 5,8 9,4 MPL ,09 0,60 0,10 2,8 49,9 52,7 17,6 18,5 MPL ,13 0,38 0,06 3,9 31,8 40,8 8,1 10,4 MPL ,09 0,30 0,07 3,0 24,9 31,1 8,4 10,5 MPL ,11 0,20 0,15 3,5 16,6 21,7 4,8 6,3 MML ,01 2,50 0,34 0,2 208,4 189,0 1333,4 1209,6 UMV ,01 3,59 0,06 0,3 299,2 279,0 947,9 884,0 wcht ,02 0,17 0,40 0,6 14,3 11,6 25,2 20,4

24 GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS Liite 5 HUOM! Ainoastaan liukoisuustestin tulokset mukana, muut tulokset liitetään paperiversioon. Liite 5. Suurikuusikon sivukivinäytteiden kemialliset ja mineralogiset analyysitulokset Liite sisältää tulokset seuraavista laboratorioanalyyseistä: A. SEM-MLA-menetelmä B. Monialkuainemääritys XRF-menetelmä (GTK + 175X) Kuningasvesiuutto (GTK 511) Monialkuainemääritys ICP-OES-tekniikalla (GTK + 511P) Alkuainemääritys GFAAS-tekniikalla (GTK + 511U) S:n määritys rikkianalysaattorilla (GTK + 810L) C:n määritys hiilianalysaattorilla (GTK + 811L) C karb ja C ei karb määritys hiilianalysaattorilla (GTK 816L) Neutralisaatiopotentiaalin (NP) määritys (GTK 827T) C. NAG-testi (GTK 826T1) D. Liukoisuustesti SFS-EN (GTK 229)

25 GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS GEOLABORATORIO FINAS-akkreditoitu testauslaboratorio T 025 SELVITYS AGNICO EAGLE FINLANDIN SUURIKUUSIKON KAIVOKSEN KAIRANÄYTTEIDEN LIUKOISUUDESTA, LIUKOISUUSTESTI SFS-EN

26 GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS Geopalvelut Susanna Arvilommi AGNICO-EAGLE FINLAND, SELVITYS SUURIKUUSIKON KAIVOKSEN KAIRANÄYTTEIDEN LIUKOISUUDESTA. Tilaaja: Näyte: GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS Marja-Liisa Räisänen ja Anna Tornivaara PL KUOPIO Kairanäyte GTK:n analyysitilausnumero: Tekijän yhteystiedot: Geologian tutkimuskeskus Geopalvelut Susanna Arvilommi PL puh fax sähköposti: 2006