Meltauksen geokemiallisten aineistojen tarkastelua Pasi Lehmuspelto, Riitta Pohjola ja Anne Peltoniemi-Taivalkoski

Transkriptio

1 Pohjois-Suomi S49/2009/ Rovaniemi Meltauksen geokemiallisten aineistojen tarkastelua Pasi Lehmuspelto, Riitta Pohjola ja Anne Peltoniemi-Taivalkoski

2 GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS KUVAILULEHTI Päivämäärä / Dnro /R Tekijät Pasi Lehmuspelto, Riitta Pohjola ja Anne Peltoniemi- Taivalkoski Raportin laji S49 Toimeksiantaja GTK PSY Meltauksen geokemiallisten aineistojen tarkastelua Tiivistelmä Meltauksen alue sijaitsee keskellä Keski-Lapin granitoidialuetta, johon ei aikaisemmin ole asetettu malminetsinnällisiä odotuksia. Ensimmäiset viitteet Meltauksen alueen mahdollisesta malmikriittisyydestä saatiin Pohjoiskalottiprojektin geokemian osaprojektin tuloksista, joissa Meltauksen alueella näkyy selvä Au-U-anomalia. Aluetta ryhdyttiin tutkimaan järjestelmällisesti tarkentuvilla geokemiallisilla tutkimuksilla. Alueelta löydettiin useita kohteita, joissa moreenin hienoaineksen Au-pitoisuus merkittävässä osassa näytteitä on suuruusluokkaa ppb Au, Kieringin kylän pohjoispuolella pitoisuus nousee jopa ppm-tasolle. Kieringin kylän pohjoispuolella on myös alue, jossa moreenin hienoaineksen Te-pitoisuus on yleisesti tasolla ppb Te (normaalitaso ppb Te, maankuoressa keskimäärin <10 ppb Te). Te-anomalian alueella myös Au-pitoisuudet ovat koholla ja sinne sijoittuu ppm-luokan Au-pitoisuus, mutta näytekohtaista korrelaatiota ei korkeimmilla Au- ja Te-pitoisuuksilla ole. Pienestä osasta näytteitä on analysoitu myös Pd, W ja Mo, joiden kaikkien pitoisuuksissa on vaihtelua, mutta vertailuaineiston niukkuuden takia niiden lopullista merkitystä ei vielä voi arvioida. Kaikista näytteistä analysoidulla alkuainevalikoimalla Ni, Co, Cu, Mn, Pb, Zn pitoisuustasot ovat alhaiset ja pitoisuusvaihtelu vähäistä. Rapakallionäytteiden osuus on vähäinen eivätkä niiden pitoisuudet poikkea merkittävästi moreeninäytteiden pitoisuuksista. Kelontekemäjärven eteläpäähän ulottuva Au-Te-anomalia liittää alueen Kittilän-Sodankylän Au-provinssiin. Missään kohteessa ei näytteenottoa ole vielä jatkettu niin pitkälle, että anomalioiden rajat joka suuntaan olisivat selvillä. Uraanin esiintymisen tarkempaa selvittämistä ei ole vielä aloitettu. Asiasanat (kohde, menetelmät jne.) geokemia, geokemialliset anomaliat, moreeni, kulta, telluuri, uraani, Au, Te, U Maantieteellinen alue (maa, lääni, kunta, kylä, esiintymä) Suomi, Lappi, Rovaniemi, Sodankylä, Kittilä Karttalehdet 2643, 2644, 2733, 3621, 3622, 3711 Muut tiedot Arkistosarjan nimi S49 Arkistotunnus S49/2009/38 Kokonaissivumäärä 16 Kieli suomi Hinta Julkisuus julkinen Yksikkö ja vastuualue PSY 502 Allekirjoitus/nimen selvennys Pasi Lehmuspelto Hanketunnus Allekirjoitus/nimen selvennys Riitta Pohjola Anne Peltoniemi-Taivalkoski

3 Sisällysluettelo Kuvailulehti TAUSTAA 1 ALUEEN KALLIOPERÄ 1 ALUEEN MAAPERÄ 1 GEOKEMIAA 2 JATKOTOIMIA 15 KIRJALLISUUSLUETTELO 16

4 1 TAUSTAA Hankkeen Maaperän geokemian ja stratigrafian tutkimus (vuoden 2009 alusta hankenumero on ) tehtäviin sisältyy geokemiallisten aineistojen järjestelmällinen läpikäynti tarkoituksena löytää niistä piirteitä, joita ei heti aineistojen keräämisen jälkeen mahdollisesti ole niistä havaittu. Kerrallaan käsiteltäväksi otettavien erien rajaukset perustuvat yleensä alueisiin, ensimmäisenä käsiteltiin Enontekiön Käsivarsi (Lehmuspelto 2009). Työ tapahtuu läheisessä yhteydessä aineistohallinnan kehittämishankkeen etenemiseen. Aineistojen tultua kunnostetuiksi ja järjestykseen voidaan käsitellä myös suurempia kokonaisuuksia muullakin kuin alueperusteella, esim. voimametallit, teknologiametallit, jne. Outokummulta siirrettyjen aineistojen saaminen käytettäväksi tulee tuottamaan uuden kierroksen useimmilla alueilla. Odotusarvona oli, että geokemiallisen tiedon keruu olisi aikoinaan tapahtunut kohtalaisen yhtenäisiä menettelytapoja käyttäen, mutta varsin monessa tapauksessa odotukset eivät täyttyneet. Meltauksen aineistot ovat keskimääräistä paremmassa järjestyksessä, koska työ tehtiin muutaman vuoden kuluessa ja kaikissa vaiheissa noudatettiin geokemian osaston ohjeistuksia. Analyysimenetelmien kehittyminen on kuitenkin niinäkin vuosina ollut niin nopeaa, että tarkkuuden muutosten takia analyysierien yhdistämisestä suuriin tilastollisiin käsittelyihin katsottiin paremmaksi luopua. ALUEEN KALLIOPERÄ Meltauksen tutkimusalue sijaitsee keskellä Keski-Lapin granitoidialuetta, jonka malmipotentiaalia etenkin sulfidimalmien suhteen pidetään vähäisenä. Tästä syystä kallioperäkartoitustyöt ovat suuntautuneet muualle, ja uudempienkin yleiskarttaversioiden tiedot granitoidialueen keskiosista perustuvat Hackmanin (1910) yleiskarttaan. Toistaiseksi ainoastaan Kieringin alueesta (karttalehti ) on julkaistu uusiin maastotutkimuksiin perustuva tuore kallioperäkartta (Väänänen 2006). ALUEEN MAAPERÄ Ounasjoen laakso lajittuneine kerrostumineen erottuu omaksi vyöhykkeekseen tutkimusalueella, joka muuten on tyypillistä Keski-Lapin soistunutta pohjamoreenimaisemaa. Alueella on useita pieniä luode-kaakkoisia harjujaksoja. Maapeitteen paksuus vaihtelee etenkin jokilaaksoissa pienilläkin alueilla, joitakin havaintoja yli 20 metrin paksuisista maapeitteistä on saatu ilman että varmaa tietoa kallion pinnasta olisi saatu tältäkään syvyydeltä. Ounasjoen ja Unarijärven välisellä alueella kallioperä on hyvin paljastuneena. Yleisin maapeitteen paksuus on noin 4-6 metriä, joka on tyypillinen muuallakin Keski-Lapissa. Moreenistratigrafiaa ei alueella ole erikseen tutkittu, hajahavaintojen mukaan stratigrafia vaikuttaa tavanomaiselta jäänjakajan eteläpuolisessa Keski-Lapissa. Rapakallio tavoitettiin harvoin niissäkin kairausohjelmissa, joissa kairattiin jokaisessa pisteessä mahdollisimman syvälle. Syy lienee graniitin voimakkaassa lohkaroitumistaipumuksessa yhdistyneenä hitaaseen kemialliseen rapautumiseen; ohutta rapakalliokerrosta on vaikea tavoittaa lohkareisen moreenin alta.

5 2 GEOKEMIAA Ensimmäiset viitteet Meltauksen alueen geokemiallisesta erikoisluonteesta saatiin Pohjoiskalottiprojektin geokemian osaprojektin tuloksista (Bölviken et al. 1986). Keskellä Keski-Lapin granitoidialuetta olevalle selväpiirteiselle Au-U-anomalialle ei edelleenkään ole geologista selitystä. Meltauksen alueen sijainti laajemmassa geokemiallisessa maisemassa on hyvin mielenkiintoinen (Lehmuspelto & Vuojärvi 1988, 1990, Lehmuspelto 1988). Au-U-anomalia rajoittuu joka puolelta erilaisen alkuaineyhdistelmän luonnehtimaan geokemiaan. Pohjoisessa on vastassa selvästi Keski-Lapin vihreäkivivyöhykkeen geokemia. Idässä ja kaakossa ovat vastassa alueet, joita luonnehtivat erityisesti Th ja U. Etelässä ja lännessä luonteenomaisia ovat Ba, Ca, Mo, Nb, P, Ti, V, Y, Zr. Meltauksen anomalian tutkiminen aloitettiin alueellisella moreeninäytteenotolla, jonka Autulokset nähdään kuvassa 1. Korkeimmat yksittäiset pitoisuudet ovat alueen eteläosassa, mutta anomaalisten pitoisuuksien yhtenäisin keskittymä on Kieringin-Murtomaan kylissä ja sieltä pohjoiseen. Korkeimmat pitoisuudet ovat erittäin merkittäviä, ja niitä esiintyy koko alueella. Kuvaan 2 on koostettu anomalioiden tarkistamiseksi tehdyt tiheämmät näytteenotot. Näyteryppäisiin liitetyt numerot ovat analyysitilausten numeroita. Au-pitoisuuksien jakautumat analysointierittäin on koottu kuvaan 3, jossa kaikkiin eriin on sovellettu samoja jakautuman prosenttirajoja (N = näytteiden lukumäärä analyysierässä). Symboleja vastaavista pitoisuusrajoista nähdään jakautumien luonne ja korkeimpien pitoisuuksien taso. Jokaiseen erään sisältyy huippukorkeita Aupitoisuuksia, mikä osoittaa sekä alueen malmikriittisyyttä että geokemiallisen menetelmän toimivuutta; yksikään alueellisen geokemiallisen kartoituksen antamista indikaatioista ei ainakaan tässä tapauksessa osoittautunut sattumanvaraiseksi, vaan liittyy laaja-alaisempaan anomaaliseen Au-pitoisuuteen moreenissa. Ppm-luokkaan nouseva pitoisuus sisältyy analyysierään 39814, ja sijaitsee tutkimusalueen pohjoisosassa Kelontekemäjärven eteläpuolella Uutosenjärven lähellä. Alueellisen näytteenoton tuloksissa on samalla alueella hyvin korkea pitoisuus, mikä varmentaa anomalian todenmukaisuuden. Kuvissa 4, 5 ja 6 esitetään Tolosen, Unarin ja Kelontekemäjärven kohdealueet anomaliakuvan lukemisen helpottamiseksi suuremmassa mittakaavassa. Tolosen kohdealueella (Kuva 4) Hianvaaran-Hyypiövaaran seudulla on merkittävin anomaalisten pitoisuuksien keskittymä sekä alueellisen että tihennysvaiheen tuloksissa. Ounasjoen varressa anomaliakuva on sekava, mikä hyvinkin voi johtua joen kehitysvaiheiden lajittamien ainesten sekoittumisesta näytemateriaaleihin. Tolosen alueelta ei ole tarkempia kallioperätietoja. Unarin kohdealueella (Kuva 5) on alueellisen vaiheen tuloksissa huippukorkea pitoisuus Kieringin kylän lähellä ja Murtomaan kylän lähellä. Tihennysvaiheen tuloksissa on merkittävä anomalia Kieringin kylän eteläpuolella sekä Murtomaan kylästä Sassalin kylään. Väänäsen (2006) kallioperäkartalla Unarin kohdealueen kallioperä on runsaasti erilaisia sulkeumia sisältävää graniittia, granodioriittia ja tonaliittia. Kelontekemäjärven alueella (Kuva 6) on kaksi varsin pienialaista tihennysnäytteenottoa, joissa kummassakin on runsaasti anomaalisia pitoisuuksia. Uutosenjärven lähellä on koko aineiston korkein Au-pitoisuus 1.14 ppm Au moreenin hienoaineksessa. Kelontekemäjärven alueella on myös selvärajainen erittäin korkea Te-anomalia (Kuvat 7 ja 8), jonka alueella on myös korkeita Au-pitoisuuksia. Ainoastaan harvassa tapauksessa korkea Au- ja Te-pitoisuus on samassa näytteessä. Te-anomalian jatkuminen Kelontekemäjärven pohjoispuolella näkyy alueellisen geokemiallisen kartoituksen tuloksissa (Lehmuspelto 1994) ja liittää alueen Kittilän- Sodankylän Au-provinssiin. Väänäsen (2006) kallioperäkartalla anomalian alue karttalehden 3711 puolella on graniittia ja nebuliittista migmatiittia, migmatiittisia gneissejä sekä gabroa hyvin vaihtelevina seoskivilajeina. Laajemmassa tarkastelussa alue on granitoidialueen ja vihreäkivialueen kontaktivyöhykettä, ja sijoittuu pienimittakaavaisemmilla kallioperäkartoilla vaihtelevasti jomman kumman puolelle.

6 Muiden Meltauksen alueelta tähän mennessä analysoitujen alkuaineiden kuin kullan ja telluurin pitoisuudet vaihtelevat pääasiassa granitoidialueelle luonteenomaisissa rajoissa, mikä tukee perinteistä käsitystä granitoidialueen köyhyydestä sulfidimalmien suhteen. Taulukoissa 1 ja 2 esitetään alkuainepitoisuuksien jakautumien tilastollisia tunnuslukuja analyysierittäin. Taulukossa 1 on tunnuslukujen laskemiseen sisällytetty kaikki näytteet, taulukossa 2 pelkästään moreeninäytteet. Näytelukumäärien ero kertoo rapakallionäytteiden määrän, ja tunnusluvuista nähdään rapakallionäytteiden vaikutus pitoisuusjakautumaan. Rapakallionäytteiden osuus vaihtelee 2-20%. Rapakallionäytteiden vaikutus pitoisuusjakautumiin on paljon pienempi kuin mihin on totuttu pääasiassa vihreäkivialueella tehdyissä geokemiallisissa töissä. Kaikkien näytemateriaalien tulokset voidaan esittää samoilla kartoilla ja indikaatioiden merkitys on yhtä suuri näytemateriaalista riippumatta. Pienestä osasta näytteitä analysoitiin myös Pd, W ja Mo, joiden pitoisuudet vaihtelevat melkoisesti, mutta aineiston ja vertailumateriaalin niukkuus tekevät pitoisuusvaihtelujen merkityksen tulkitsemisen epävarmaksi. Kullan suhteen anomaalisimpia alueita ja myös näytteitä luonnehtivat muiden analysoitujen alkuaineiden poikkeuksellisenkin alhaiset pitoisuudet. Ilmiö saattaa kertoa kullan rikastumisesta kvartsiutumisen yhteydessä, ja tätä oletusta tukevat myös havainnot kultapitoisten moreeninäytteiden karkeiden raesuuruusfraktioiden kivilaji- ja mineraalikoostumuksesta. Kullan ja telluurin korkeiden pitoisuuksien välillä on selvä alueellinen korrelaatio, mutta näiden alkuaineiden korkeimpia pitoisuuksia ei ole tavattu samoista näytteistä. Korkeita Au-pitoisuuksia esiintyy myös alhaisten Te-pitoisuuksien alueilla. Uraanianalyysejä ei ole toistaiseksi tehty. 3

7 4

8 5

9 6

10 7

11 8

12 9

13 10

14 Taulukko 1. Jakautumatietoja Meltauksen alueelta analyysierittäin kaikki näytemateriaalit sisällytettynä laskentaan. KA = keskiarvo, MIN = pienin pitoisuus, MAX = suurin pitoisuus, MEDI- AANI = mediaaniarvo, HAJ = hajonta, VAIHT = vaihtelukerroin, LKM = näytteiden lukumäärä. 11

15 12

16 Taulukko 2. Jakautumatietoja moreeninäytteiden alkuainepitoisuuksista Meltauksen alueelta analyysierittäin. KA = keskiarvo, MIN = pienin pitoisuus, MAX = suurin pitoisuus, MEDIAANI = mediaaniarvo, HAJ = hajonta, VAIHT = vaihtelukerroin, LKM = näytteiden lukumäärä. 13

17 14

18 15 JATKOTOIMIA Koska geokemialliset tiedot kullan esiintymistavasta Meltauksen alueella viittavat kvartsiutuneissa kivissä olevaan metalliseen kultaan, olisi raskasmineraalitutkimus luonteva tapa ryhtyä selvittämään alueen Au-anomalioiden mahdollista taloudellista merkitystä. Tuoreen kallioperäkartoituksen ja tunnettujen Au-esiintymien läheisyyden takia paras aloitustilanne olisi karttalehden Kierinki alueella olevilla kohteilla. Myös tavanomaisen moreeni / rapakallionäytteenoton jatkamiselle on hyvät perusteet, koska tähänastisten tihennysalueiden tulokset useimmissa tapauksissa viittaavat anomalioiden jatkumiseen laajemmalle. Alueellisen geokemiallisen työvaiheen tulosten perusteella (Kuva 1) tulisi Kelontekemäjärven ja Unarijärven välinen alue kokonaisuudessaan ottaa työn alle, koska siellä on suuri joukko anomaalisia pisteitä, joita vastaavien tutkiminen on tuonut esille merkittäviä anomalioita (Kuvat 5 ja 6).

19 16 KIRJALLISUUSLUETTELO Bölviken, B., Bergström, J., Björklund, A., Kontio, M., Lehmuspelto, P., Lindholm, T., Magnusson, J., Ottesen, R.T., Steenfelt, A. & Volden, T Geochemical Atlas of Northern Fennoscandia, Scale 1: Geological Surveys of Finland, Norway and Sweden. Hackman, V Suomen geologinen yleiskartta, Vuorilajikartta, Rovaniemi Lehti C6. Geologinen toimisto. Lehmuspelto, P Kultatutkimukset Keski-Lapin granitoidialueella. Turun Yliopiston julkaisuja, Sarja C, Osa Lehmuspelto, P Sodankylän ja Talkkunapään kartta-alueiden geokemia. Geokemiallisten karttojen selitykset, Lehdet 37 ja 47. Geologian tutkimuskeskus. Lehmuspelto, P. & Vuojärvi, P Hankkeen S/86/402/Meltaus raportti Raportti S/41/2643/1/88, Geologian tutkimuskeskus. Lehmuspelto, P. & Vuojärvi, P Hankkeen S/86/402/Meltaus loppuraportti. Raportti S/41/2643/2/90, Geologian tutkimuskeskus. Lehmuspelto, P Käsivarren geokemiallisten aineistojen tarkastelua. Raportti S49/2009/7, Geologian tutkimuskeskus. Väänänen, J Suomen geologinen kartta, Kallioperäkartta, Lehti Kierinki. Geologian tutkimuskeskus.