Geokemialliset maaperätutkimukset Kangasniemi-Toivakka alueella Aimo Hartikainen

Transkriptio

1 GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS Itä-Suomen yksikkö Kuopio Arkistoraportti 162/2013 Geokemialliset maaperätutkimukset Kangasniemi-Toivakka alueella Aimo Hartikainen

2

3

4 GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS Sisällysluettelo Kuvailulehti Documentation page 1 ALUEELLINEN GEOKEMIALLINEN KARTOITUS 1 2 KOHDENTAVA NÄYTTEENOTTO Kohdentava näytteenottosuunnitelma Maastotyöt ja laboratoriotutkimukset Kohdentavan näytteenoton tulokset 4

5 GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS 1 1 ALUEELLINEN GEOKEMIALLINEN KARTOITUS Alueellinen geokemiallinen kartoitus tehtiin Kangasniemellä vuonna Kartoitus tapahtui kuten yleensä muuallakin Suomessa: Kahden-kolmen aarin ( solun ) alueelta otettiin iskuporalla 2-4 näytettä moreenipeitteen pintaosasta (1-2 m) ja yksi moreenin pohjaosasta, jotka yhdistettiin yhdeksi näytteeksi. Näytteenottotiheys oli 1 solu/4 km², joten yhden peruskarttalehden (100 km²) alueelta koottiin moreeninäytteet 25 solusta. Kunkin solun yhdistetystä näytteestä määritettiin 22 alkuaineen pitoisuus ICP-OES:lla (Geologian tutkimuskeskuksen koodi 511P). Kulta, palladium ja telluuri määritettiin grafiittiuuniin kytketyllä AAS:lla (GTK:n koodi 519U) 4-6 lähekkäisen solun yhdistetystä näytteestä, siten yksi tällainen kokoomanäyte koostui osanäytteestä. Yhdessä monesti yhdistetyssä alueellisen näytteenottovaiheen moreeninäytteessä Kangasniemen länsipuolella kultapitoisuus oli 115 ppb. Tämän vuoksi vuonna 2011 Keski-Suomen mineraalipotentiaalihanke päätti analysoittaa Labtium Plc:ssä jokaisen solun yhdistetyt näytteet (221 näytettä) ICP-MS- (Labtiumin koodi 515M) ja ICP-OES-menetelmillä (Labtium Plc:n koodi 515P) erikseen peruskarttalehtien , , , , , alueilta. Siten myös kullan osalta mainituilla peruskarttalehdillä kartoitustiheydeksi muodostui 1 näyte / 4 km². Ns purkunäytteiden kultapitoisuus oli selvästi, joskaan ei voimakkaasti, anomaalinen alkuperäisen kultaanomaalisen solun ympäristössä (kuva 1), maksimissaan 42,6 ja 41,2 ppb. Kartoitustuloksista ilmeni myös, että: a) Vulkaniittijaksojen distaalipuolella arseenipitoisuus on anomaalisen korkea b) Fosforipitoisuus on anomaalinen alueen luoteisnurkassa ilmentäen tiettyä graniittia c) Korkeimmat rikki- ja kuparipitoisuudet ovat mafisten vulkaniittien läheisyydessä d) Mm kuparin, sinkin ja lyijyn korkeimmatkin pitoisuudet ovat alhaisia, eiväkä viittaa ekonomisiin esiintymiin e) Kromin, magnesiumin ja nikkelin pitoisuudet ovat alhaisia, joten ultramafisia kivilajeja ei alueella ilmeisesti ole tai ne ovat pienialaisia.

6 GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS 2 Kuva 1. Laaja-alaisen ja alueellisen vaiheen kultapitoisuus moreenissa Kangasniemi-Toivakka alueella. Fig. 1. The content of gold in till in reconnaissance and regional scale at Kangasniemi-Toivakka area. 2 KOHDENTAVA NÄYTTEENOTTO 2.1 Kohdentava näytteenottosuunnitelma Alueellisessa geokemiallisessa moreenin kartoituksessa todetut kulta-anomaliat päätettiin varmistaa ja ennen kaikkea haluttiin tietää tarkemmin, mistä anomaliat aiheutuvat. Pieni mahdollisuus oli myös ekonomisen kultaesiintymän löytämiseen. Alueelle suunniteltiin useita näytteenottolinjoja, joilla näytteenottoväli oli 50 m. Suunnitelmasta jouduttiin huomattavasti tinkimään, sillä kaikille linjoille ei saatu asianmukaisia lupia.

7 GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS Maastotyöt ja laboratoriotutkimukset Alueelta on olemassa aerofysikaaliset mittaustulokset ja lisäksi vuonna 2012 tehtiin maastomittaukset Uutelan ympäristössä: magneettisuus, IP-varautuvuus- ja IP-ominaisvastus. Näytteenotto tapahtui käyttäen Telakatti-näytteenotinta. Näytteet koottiin linjoilla 50 m välein ottaen näyte sekä moreenipeitteen pohjaosasta että kallionpinnasta. Näytteitä saatiin yhteensä 196, joista 70 oli kallionpintanäytteiksi tulkittuja ja 126 moreeninäytettä. Näytteet toimitettiin Labtium Plc:n laboratorioon kahdessa erässä. Ensimmäinen erä (85 näytettä) analysoitiin ICP-OES:lla ja ICP-MS:lla (Labtium-koodit 515P ja 515M) ja toinen erä (111 näytettä) ICP-OES:lla ja ICP-MS:lla (Labtium-koodit 511P ja 511M) sekä grafiittiuuniin kytketyllä AAS:lla (521U). Analysoituja alku-aineita olivat mm Au, Ag, Bi, Sb, Se, W, Mo, Pb, As, B, Co, Cr, Cu, La, S ja Te. Kaikki näytteet tarkasteltiin visuaalisesti, kallionäytteistä määritettiin kivilaji, väri ja rakeisuus. Maaperänäytteistä määritettiin maalajin lisäksi väri ja rakeisuus. Kuva 2. Geokemialliset maaperänäytteenottopisteet Toivakan ja Kangasniemen raja-alueella (DigiKp, versio ). Fig. 1. The sampling sites of geochemical sampling in the border area of Toivakka and Kangasniemi (DigiKp, version ).

8 GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS Kohdentavan näytteenoton tulokset Kallioperänäytteistä 20 oli harmaankirjavaa, keskirakeista granodioriittia, 15 punaisenkirjavaa, keskirakeista graniittia, 11 harmaata, pienirakeista intermediaarista vulkaniittia, 7 harmaanmustaa, keskirakeista mafista vulkaniittia, 7 oli harmaanmustaa, pieni-keskirakeista dioriittia, 5 harmaata, pienirakeista kiillegneissiä, 3 harmaata, keskirakeista kvartsidioriittia ja 1 kirjava, karkearakeinen pegmatiittigraniitti. Näytteiden perusteella alueen kallioperä poikkeaa selvästi kuvassa 2 esitetystä DigiKP:n versiosta. Maaperänäytteet olivat yleisimmin hienoa hiekkamoreenia (73) ja harvemmin karkeaa hiekkamoreenia (11). Moreenin väri vaihteli huomattavasti, mikä on osoitus siitä, että moreeni on epähomogeenista ja on kulkeutunut vain lyhyen matkan drumliinien suunnassa (noin 350 ). Yleisimmin moreenin väri oli joko vaaleanharmaa (45 kpl) tai keskiharmaa (44 kpl). Kuva 3. Moreeni- ja kalliopintanäytteiden kultapitoisuus Toivakan ja Kangasniemen raja-alueella otetuissa iskuporanäytteissä. Taustana on kallioperän aeromagneettisuus. Fgi. 3. The gold content of till samples and the bedrock surface samples at the border area of Kangasniemi and Toivakka. Aeromagnetic map at the background.

9 GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS Toivakan Uutelan ympäristö Uutelan ympäristö d Uutela b Magneettinen.ecw RGB Red: Band_1 Green: Band_2 Blue: Band_3 Kangasniemi_iskupora_kallio TE Meters Kuva 4. Moreenipeitteen alta iskuporalla otettujen kallionpintanäytteiden Te-pitoisuus Toivakan Uutelassa (ks kuva 3) ja kallioperän magneettisuus maastomittauksen perusteella. Fig. 4. The Te content of the samples taken from the surface of till cover in the Uutela area, Toivakka. Ground measured magnetics map at the background. Rikkikiisua todettiin kymmenessä kallionpintanäytteessä, muita malmimineraaleja ei todettu. Muuttumisilmiötä oli vain vähän, kahdessa intermediaarisessa vulkaniitti-kallionpintanäytteessä oli kuitenkin voimakasta serisiittiytymistä ja kvartsiutumista. Näissä samoissa näytteissä oli rikkikiisua kohtalaisesti/runsaasti. Kultapitoisuudet olivat matalia, osin kuitenkin heikosti anomaalisia, maksimit moreenissa 23.5, 21.3 ja 18.0 ppb sekä kallionpintanäytteissä 18.0 ja 17.1 ppb (kuva 3). Kaikkien moreeninäytteiden kultapitoisuus keskimäärin oli 2.66 ppb ja kallionpintanäytteiden 2.93 ppb. Myös arseenipitoisuudet olivat kauttaaltaan matalia. Anomaalisten kallionäytteiden kivilaji tulkittiin muuttuneeksi intermediääriseksi vulkaniitiksi. Heikosti kultapitoiset kaksi peräkkäisiltä pisteiltä 50 m välein otettua (KKJ3: x= , y= ja , y= ) kallionpintanäytettä olivat rikkikiisupitoisia, kvartsiutuneita ja serisiittiytyneitä. Toisen pisteen moreeninäyte oli myös rikkikiisupitoinen. Lisäksi niissä olivat korkeat telluuri- (maksimi 1940 ppb, kuva 4) ja rikkipitoisuudet (maksimi 5.04 %). Yhdessä näytteessä oli jonkin verran molybdee-

10 GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS 6 nia (15.7 ppm) ja kuparia (198 ppm). Näiden ohella samoissa näytteissä myös wolframi- ja kobolttipitoisuudet olivat huomattavan korkeat, mutta nämä pitoisuudet tulkittiin saastuneiksi näytteenottoterästä. Mielenkiintoisimmilta tuntuvat näytteet katsottiin UV-valossa, fluoresoivia mineraaleja ei ollut. Edellä mainitut anomaliat sijoittuvat pienehkön magneettisen (kuva 4) ja IP-anomalian (kuva 5) kupeelle. Intermediääristä vulkaniittia näyttäisi olevan selvästi laajemmalti kuin DigiKp:ssä on esitetty. DigiKP:ssä kvartsimonzodioriitiksi merkitty alue lienee heterogeeninen; siinä näyttäisi olevan sekä felsisiä osia että mahdollisesti amfiboliitti-xenoliitteja. Iskuporanäytteenotossa todettuun kvartsi-serisiitti-kiveen kairattiin alkukesällä 2013 kaksi PoKa-reikää (yhteensä 300 m), joiden kairasydän oli lähes kokonaan rikkikiisupirotteista vaihtelevasti kvartsiutunutta ja serisiittiytynyttä intermediääristä vulkaniittia, josta määritettiin paikoin anomaalisia, mutta matalia kultapitoisuuksia (maksimi 27 ppb). Kairaukset raportoidaan myöhemmin erillisessä arkistoraportissa Uutelan ympäristö Kvartsimonzodioriitti Uutelan ympäristö Kvartsi-maasälpäliuske Au-pitoisuus <all other values> KIVILAJI DR EVU Uutela GR GRDR IVU KGN KVDR Mafic volcanite PGGR Ukonsuo_IP-ominaisvastus.ecw RGB Red: Band_1 Green: Band_2 Blue: Band_3 Meters Kuva 5. Moreenipeitteen alta iskuporalla otettujen kallionpintanäytteiden kivilaji Toivakan Uutelassa (ks kuva 2), Kallioperä DigiKP:n mukaan ja IP-ominaisvastus. Fig. 5. The rock type of the samples taken from the bedrock surface under till cover at Uutela area, Toivakka. Bedrock according to DigiKp. Ground measured IP apparent resistivity at the background