Limingan Tupoksen savikivikairaus ja suoritettavat jatkotutkimukset

Transkriptio

1 M 17/Lka-60/1 Liminka Limingan Tupoksen savikivikairaus ja suoritettavat jatkotutkimukset Pyhäkosken voimalaitostutkimuksia suoritettaessa löydetty savikivi on Suomen kallioperässä täysin ympäristöstään poikkeava, ainutlaatuinen muodostuma. Savikivimuodostumaa on Geologinen tutkimuslaitos tutkinut kairaamalla kolme syväkairausreikää, yhden Muhokselle, yhden Tyrnävälle ja yhden Limingan Haaransillalle. Näistä reijistä vain Muhoksen aseman läheisyydessä kairattu lävistää koko sedimenttipatjan. Graniittinen peruskallio tavattiin noin 500 m syvyydessä. Lisäksi on savikiven esiintyminen todettu muutamissa kaivokairauksissa Limingalla ja Tyrnävällä. Oulujoki Osakeyhtiön toimesta selvitettiin savikiven teknillisiä ominaisuuksia paitsi Pyhäkosken voimalaitostutkimusten myös erikoisesti Montan voimalaitostyön yhteydessä. Savikivimuodostumasta käytettävissä olevat tiedot ovat siis olleet melko rajoitetut muodostuman laajuuteen nähden. Ottaen huomioon alueen harvinaisluonteisen ja maassamme ainutlaatuisen geologian, joka näin on tullut vastaan voimalaitoksia rakennettaessa, katsoivat Oulujoki Osakeyhtiö ja Imatran Voima Osakeyhtiö asianmukaiseksi suorituttaa tutkimuksia lisävalaistuksen saamiseksi savikivimuodostumaa koskeviin kysymyksiin. Tutkimukset annettiin Oulujoki Osakeyhtiön Betoni- ja geoteknillisen toimiston huoleksi. Keväällä 59 suoritettiin painovoimamittauksia Limingan-Tyrnävän alueella ja saatujen tulosten perusteella päätettiin suorittaa syväkairaus Tupoksella, keskellä eteläistä,

2 2 Limingan savikivialuetta. Kairaus aloitettiin kesällä 59. Savikivi tavattiin noin 82 m paksun irtomaakerroksen alla, graniittinen peruskallio noin 980 m syvyydessä. Kairauksen tarkoituksena oli saada lisäselvitystä savikivimuodostuman luonteesta, sen paksuudesta, kokoomuksesta, iästä ja syntymisolosuhteista, sekä selvittää liittyykö muodostumaan taloudellisesti käyttökelpoisia kerrostumia. Kairauksen antamista tuloksista voidaan tässä vaiheessa, kun saatu materiaali on vielä käsittelemättä, todeta vain, että muodostuman tähän saakka arvioitua suurempi syvyys, noin 980 m maanpinnasta, osoittaa alueen kallioperässä tapahtuneet huomattavia liikuntoja, tieto, jolla tulee olemaan paitsi tieteellistä, myös käytännön merkitystä muodostuman läheisyydestä mahdollisesti tavattavia malmiesiintymiä tutkittaessa. Kairauksen avulla on saatu käytettäväksi erittäin huomattava tutkimusmateriaali, jonka käsittelystä saatavilla tuloksilla on huomattava tieteellinen merkitys savikivialueen geologian selvittelyssä. Käytännön merkitystä tulee tutkimustuloksilla olemaan myös sikäli, että voidaan entistä paremmin arvostella mahdollisuuksia löytää muualta savikivialueelta käyttökelpoisia kerrostumia. Kairauksessa saatu materiaali käsittää noin 900 m pitkän leikkauksen läpi savikivimuodostuman sekä noin 1000 m syvän reiän, noin 400 m syvempi kuin aikaisemmin Suomessa kairattu syvin reikä. Jotta suoritetusta kairauksesta saataisiin kaikki mahdollinen sekä tieteellinen, että käytännön hyöty, on suoritettava ensiksi käytettävissä olevan materiaalin tarkka ja täydellinen tutkimus, ja toiseksi muualta savikivialueelta saatavissa olevan materiaalin vertaileva tutkimus. Käytettävissä olevan materiaalin tutkimukset voidaan jakaa kahteen ryhmään: A. Kairausnäytteiden tutkimus B. Kairausreiässä suoritettavat tutkimukset

3 3 A. Kairausnäytteiden tutkimus 1. Tutkimukset, joilla pyritään määrittämään muodostuman ikä On selvitettävä aluksi mikroskooppisesti, ohuthijeiden avulla, ovatko näytteissä paikoin melko runsaina esiintyvät kalkkitäplät orgaanista alkuperää, siis fossiileja. Tähän suuntaan viittaavat eräät prof. Okon havainnot. On määritettävä näytteissä suurella todennäköisyydellä esiintyvät itiöt ja pyrittävä tätä tietä ikämäärityksiin venäläisen paleontologin Timofejevin kehittämällä menetelmällä. Molemmat edellä mainitut tutkimukset aloitetaan välittömästi. Ohuthijeet teetetään Geologisella tutkimuslaitoksella, niiden mikroskopoiminen voidaan suorittaa omin voimin. Itiönäytteiden preparoinnissa ja mikroskopoinnissa on käytettävä Geologisen tutkimuslaitoksen asiantuntijoita. On todennäköistä, että mahdollisesti tavattavien fossiilien, myös itiöiden tunnistamisessa joudutaan käyttämään apuna myöskin ulkolaisia asiantuntijoita. Radioaktiivisiin iänmääritysmenetelmiin ei tunnu ainakaan nykyisten tietojen perusteella olevan mahdollisuuksia. 2. Tutkimukset, joilla selvitetään muodostuman kokoomus ja siinä esiintyvät vaihtelut Ensimmäinen tehtävä on laatia tarkka profiili reiästä näytteiden silmämääräisen tarkastelun perusteella. Profiiliin merkitään sellaiset seikat kuin väri, vihreät kerrokset, karkeus, kerroksellisuus, kerrosten suunnat näytteeseen nähden, kalkkitäplien runsaus ja muoto, rakoilusuunnat näytteeseen nähden, haarniskapinnat ja niiden suunnat näytteeseen nähden ja kipsijuonet. Tähän tehtävään liittyy myöskin näytteiden värivalokuvaus. Profiilin avulla määritetään kohteet, joista tehdään kemialliset analyysit sekä ohuthijeet mikroskooppista tutkimusta varten. Työ on syytä aloittaa heti, koska se vaatii aikaa ja asiaan syventymistä, jotta kaikki seikat tulisivat huomioiduksi ja suuritöiset kemialliset analyysit voitaisiin teettää harkitusti. Profiilin teko ja näytteiden

4 4 valokuvaus suoritetaan omin voimin, samoin hijeiden misroskopointi. Kemialliset analyysit teetetään Geologisen tutkimuslaitoksen laboratoriossa. 3. Edellä mainittujen tutkimuksien lisäksi on suoritettava näytteiden radiologinen mittaus, tilavuuspainon määritys eri syvyyksillä, puristuslujuuden määritys eri syvyyksillä sekä mahdollisesti muita savikiven teknillisten ominaisuuksien selvityksiä. Työt voidaan suorittaa omilla laitteilla, laboratoriotutkimukset Pyhäkoskella. B. Kairausreijässä suoritettavat tutkimukset 1. Kaltevuusmittauksilla on selvitettävä reiän mahdollinen taipuminen. Kairauksen aikana noin 500 m syvyydessä suoritettu tarkistusmittaus osoitti reiän pysyneen hyvin pystysuorana. Mittaus voidaan suorittaa Raja-Hallin kaltevuusmittarilla. 2. Lämpötilagradientin mittaus. Koska reikä on syvin Suomessa kairatuista, on mainittu työ syytä suorittaa varsinkin, koska aikaisemmin ei gradienttimittauksia täällä ole juuri nimeksikään suoritettu. Tarvittava mittauskalusto on Geologisella tutkimuslaitoksella, lisäksi on Norjasta cand.real. Harald Majorilta (Norsk Polarinstitutt) pyydetty tietoja hänen käyttämästään mittausmenetelmästä, sekä työn suorittamiseen liittyvistä seikoista. 3. Magneettisen kentän mittaukset Otanmäen reikämagnetometrillä. Tämä työ voidaan suorittaa vain siinä tapauksessa, että reikään lasketut suojaputket voidaan poistaa. Kaikkia kohdassa B. mainittuja tutkimuksia päästään suorittamaan vasta sen jälkeen, kun kairaus on lopullisesti valmistunut. Mittaukset suorittaa oma henkilökunta käyttäen apuna Geologisen tutkimuslaitoksen ja Otanmäki Oy:n laitteita ja asiantuntijoita. Edellä on esitetty kaavamaisesti se ohjelma, jota Limingan kairauksessa saadun materiaalin tutkimisessa olisi nähdäkseni noudatettava. On selvää, että etukäteen ei voida laatia yksityiskohtaisen tarkkaa ohjelmaa, koska on aina mahdollista, että saadut tulokset

5 5 voivat aiheuttaa suuriakin jatkotutkimuksia, tai toisaalta tehdä joitakin suunniteltuja töitä tarpeettomiksi. Tässä mielessä onkin edellä esitettyä pidettävä eräänlaisena runkoohjelmana. Mahdollisesti savikiviesiintymästä tehtävää julkaisua varten on Limingan kairauksesta saatavia tuloksia verrattava muuhun savikivialueelta saatavissa olevaan tutkimusmateriaaliin, sekä myös samanikäisenä pidettyyn Satakunnan hiekkakiveen. Lopuksi on mainittava, että prof. Laitakari on luvannut kaiken avun, mitä Geologisen tutkimuslaitoksen laboratoriot ja tutkijat voivat antaa analyysien ja hijeiden teossa, itiömäärityksissä sekä muissa mahdollisesti kysymykseen tulevissa tehtävissä. JK/as