Geo1ogian tutkimuskeskus Kemian laboratorio Riitta Juvonen, Esko Kontas, Karl Kojonen ja Maija-Leena Hagel-Brunnstrom

Transkriptio

1 N Geo1ogian tutkimuskeskus Kemian laboratorio Riitta Juvonen, Esko Kontas, Karl Kojonen ja Maija-Leena Hagel-Brunnstrom KULTAMAARnYSTEN TARKKUUDEN RIIPPUVUUS MAIMIIYYPISTA, NAYnEEN FSIKAsITIELYSTA JA ANALvysIMENEIELMAsTA

2 Sisalto English summary I. Johdanto 2. Niiytteiden esikasittely 3. Esikasittely- ja anaiyysimenetelmiit 3.1 Kullan maaritys GAAS:lla kuningasves ihajotuksen ja pelkistavan kerasaostuksen jiilkeen 3.2 Kullan maaritys AAS :lla Iyijyrikastuksen jalkeen 3.3 Kullan maaritys AAS :lla natriumsyan idiuuton j alkeen 3.4 Kokokivianalyysi jauhepuristeesta XRF-men etelmiillii 4. Kultamalmien mineralogia 4.1 Suurikuusikko 4.2 Osikonrnaki 4.3 Pampaio 4.4 Kutemajarvi 4.5 Jokisivu 4.6 Pahtavaara 5. Ku lta-analyysitulokset 5.1 Analyysitulosten tilastollin en tarkastelu Nayrteiden murskauksen ja jaon onnistuminen Jauhatusajan vaikutus tuloksiin Kulta-analyysimenetelmien vertailu 6. Tulosten tulkinta kohteittain 6.1 Suurikuusikko 6.2 Osikonmaki 6.3 Pampalo 6.4 Kutemaj arvi 6.5 Jok isivu 6.6 Pahtavaara 7. Johtopaatokset ja suositukset K irjailisuusviitteet I Liitteet: Liite I. Kaaviokuva nayte-esikasittelysta Liite 2. Raekokojakaumakayrat Liite 3. Kultamaaritysten tulokset

3 1 Dependence of analytical accuracy of gold determinations on sample pretreatment, analytical method and mineralogical character of gold in the ore Riitta Juvonen, Esko Konta s, Kari Kojone n and Maija-Leena Hagel-Brunnstrom Summary A study with the purpose of fiuding the appropriate sample pre-treatment, representative sample size and the best analytical procedure for each of six Finnish gold ores or prospects was conducted at the Geological Survey of Finland (GSF). Samples of about 20 kg from each ore site were collected. Two of the ores, Suurikuusikko and Osikonmaki, are refractory or partially refractory ores, two of them, Pampalo and Kutemajarvi contain native gold and tellurium minerals and two, Jokisivu and Pahtavaara, are known to contain free-milling native gold of fairly large grain size. The study evaluates the efficiency of the sample pretreatment procedures: crushing, splitting and grinding. The results of the gold analys es are compared statistically. The analytical methods are: the classical lead fire assay with flame atomic absorption (AA S) determination, aqua regia leach! mercury coprecipitation with graphite furnace atomic absorption (GAAS) determination and sodium cyanide leach with AAS determination. Sample sizes used were 20 g for the methods based on fire assay and aqua regia leach and 250 g for the sodium cyanide leach. Results of the gold analy ses are presented in the table below. The study includes a mineralogical description of each samp le and whole rock analy ses using the x-ray fluorescence technique (XRF). T able: A l.ieroge3 ofresults of gold analyses ofthe sa gold ores (gltn) using three difle renr analytical methods. N umber of determinations by each me thod == 20 Method! Suuri- Osikonmiiki Pampalo Kutemejarvi Pehtavaare Jokisivu Sample size kuusikko Fire assayj io.ss 11,98 317,7 13.5, ,56 20 g + 0, ,92 + 2t,72 + 4, ,38 :t 2,278 Aquaregia 9,18 11, ,1 t38,3 29, ,84 leach 20 g + 0,21 + 0,82 + 8, ,44 + 7,80 + 2,77 NaCN leach! no! 10,65 334,3 139,6 39,04 t7, g determined , ,08 + 8, ,539 The sample s were split into three parts after crushing. One of the splits was stored for possible future studies and two splits of each ore were used for the gold determinations. For this study, the splits were further devided into two parts and ground to two grades of fineness, producing four subsamples of each ore. Statistical testing of the analytic al results for gold shows, that the method of crushing and splitting produced sample s of equal gold content for all of the six gold ores. It was found, that a larger sample size or a smaller particle siz e do not necessarily improve the repeatability of the results. For some ores good reproducibility is obtained with sample size as small as I g. If gold is present as inclusions in silicates or sulfides or in the crystal lattices of sulfides and arsenides, the best analytical metho d is the lead fire assay, where the crystals are complete ly destroyed in the fusion process. If, on the other hand, gold is in easily leac hed native state, such as in the ores of Jokisivu, Kutemajarvi, Pampalo and Pahtavaara, a simple leach with eithe r sodium cyanide or aqua regia may even give slightly bette r precision than the generally excepted fire assay method. The study clearly shows, that in the inventory of a gold ore the mineralogical characterization of the occurrence should be clarified, before making final plans for sampling and analysis. This could amount to consid erable savings. The most noteworthy result may be the fact, that the sodium cyanide leach as an analytical method for gold was found to give good and in some cases even excellent results. The only case in whic h sod ium cyanide leach was not applicable was in the refractory ore of Suurikuusikko. If a sample size of g were used for the sodium cyanide leach, this would be the easiest and the cheapest analytical method yet for gold.

4 2 KULTAMA.A.RlTYSTEN TARKKUUDEN RIIPPUVUUS MALMITYYPISTA, NAYTTEEN ESIKASITTELYSTA JA ANALYYSIMENETELMASTA Riitta Juvonen, Esko Kontas, Kari Kojonen ja Maija-Leena Hagel -Brunnstrorn 1. Johdanto Geologian tutkimuskeskuksessa (GTK) kaynnistertiin vuoden 1997 alussa tutkimu s, jo nka tarkoituksena on selvittaa, voidaanko antaa suosituksia esikasittelyrnenetelmista, nayt ekoosta j a analyys imenetelmista, jotka takaisivat luotettavan analyysituloksen tietysta kultamalmista tai malmiaiheesta. Tutk imusta varten kerattii n n. 20 kg naytteet Kittilan Suurikuusikon kuitamalmiaiheesta, Rantasalmen Osikonrnaen kultam almiaihe esta, Ilomantsin Pampalon kultamalmin koelouhoksesta, Oriveden Kuternaj arven kaivokselta, Huittisten Jokisivun kultamalmiaiheesta ja Sodankylan Pahtavaaran kaivoks esta. Edella mainituista esiintyrnista Suurikuusikko ja Osikonmaki edustavat refraktorisia tai osittain refraktorisia kultamalrnityyppeja, Pampalo ja Kuternajarvi kultatelluridima lmeja ja Jokisivu ja Paht avaara esiintymia, joissa kulta esiintyy verrattain suurina metallisina rak eina. Tutkimus sisaltaa mineralogisen kuvauksen kustakin kohteesta ja lisaksi ront genfluoresenssitekniikalla (XRF) tehdyt kokokivianalyys it. Kultamaarityksissa kaytettiin kahta n. 5-7 kg:n jaetta, jotka edelleen kahtioitiin ja puolikkaat jauhettiin kahteen eri hienouteen. Taten jo kaisesta esiinty rnasta saatiin nelj a alinaytetta, joista tehtiin kultamaarityks et kolmella eri menetelmalla: klassisella Iyijysulatuks ella, kuningas vesiuutolla j a syanidiuutolla. Tutkimuksessa arvioidaan kaytettyj en murskaus-, ositus- j a j auhatusmenetelmien vaikutusta analyysituloksiin seka verrataan til astollisesti eri analyysimenetelmill a saatuja kulta-pitoisuuksia keskenaan. Tulosten tulkinnassa huom ioidaan naytteiden mineralogia ja niiden perusteella py ritaan antam aan suosituksia kullekin nay tetyypille soveltuvasta esikasittely- j a ana Iyysimenetelmasta 2. Niiytteiden esikiisittely Naytteet murskattiin leukamurskaimella (Retsch BB3) kahdessa vaiheessa. Ensin tehtiin kark eamurskaus j a sen jalkeen hienomurskaus, jolla kivilajista riippuen paastaan raekokoon % aile 3 mm. Murske ositettiin kolmeen osaan, joista yksi osa pantiin varastoon mahdollisia jatkotutkimuksia varten. Kaksi muuta jaetta, jakeet A ja B, kahtioitiin. Kummankin j akeen puolikkaat pyrittiin j auhamaan kahteen eri hienouteen Australiassa valmistetulla jauhimella (Labtechnics LM 5). Ykkosositteet jauhettiin kayttaen rutiininomaista 6 min jauhatusaikaa, ja kakkosositt eille aika oli 12 min, paitsi Jokis ivun ja Kuteman naytteille 18 min. Naytteiden raekokoj akaumat rnaari tettiin laserdiffraktiolaitteella (Sympatec He los) markakomponenttiajona, Osikonmaen nayt etta lukuunottamatta raekoko on rnerkitt avasti pienentynyt j auhatusaikaa jatkettaessa. Jokisivun j a Kuteman naytteiden 18 min jauhatusaika antoi 75 prosentille analyysijaetta raekooksi vastaavasti 0,06 ja 0,04 mm. Kaaviokuva nayte-esikasittelysta on liitteessa I. Jauhatu ksen jalkeen maaritetyt raekokojakaumakayrat ovat liitteessa 2. Taulukossa I nahdaan naytetteiden partikkel ikoot j auhatus ten j alkeen,

5 Taulukko 1. K ultamalminaytte iden raekool ja uhatuksen ja lkeen. Anayysijakeiden partikkee isla 75 % on taulukossa ilmoitettua tai sitd pienempaa raekokoa. 3 NAyte Jauhatusaika 6 min Jauhatusaika min raekoko, mm raekoko, nun Suurikuusikko 0,06 0,02 Osikonmaki 0,02 0,02 Pampalo 0,04 0,02 Kutemejjrvi 0,04 0,03 Pahtavaara O,OJ 0,03 Jokisivu 0,07 0,03 Ennen analyysinaytteiden punnitusta kultamaaritysta varten, jauhettu nayte-era kaadettiin kiiltavapintaisen pape rin (voimapap eri) paalle, Naytetta seko itetti in levittaen se ensin pap erille ja sitten nostellen paperin vastakkaisia kulmia. Sekoitus toistettiin muutaman kerran. Lopuksi nayte Ievitettiin paperille tasaiseksi kerrokseksi j a piirrettiin koko naytteen kattavalle alueelle ruudukko. Jokaista analyysipunnitusta varten otettiin naytetta jokaisesta ruudusta. Lyijyrikastuksessaja kuningasvesiuutossa kaytetti in 20 g:nja natriumsyanidiuutossa 250 g:n analyysinaytetta. 3. EsikJisittely- ja analyysimenetelmat Tassa tutk imuksessa kaytetyt esikasittely- ja analyysimenetelrnat ovat GTK.:n kemian laboratorion rutiinimenetelmia: Esikasittelym enetelm iii 1. murskaus mangaaniteraksisella leukamurskaajalla (menetelmarunnus 30) 2. naytteen ositus (menetelmatunnus 35) 3. jauhatus krorniteraksisessa jauhinastiassa (menetelmatunnus 50) A nalyy sim enelelmiil 1.kuningasvesiuuttoelohopeakerasaostusmittaus grafiittiuuniatomiabsorptiospektrometrilla (GAAS ) ( menetelmatunnus 522U), 2. lyijyri kastusmittaus liekkiatomiabsorp tiospe ktrometrilla (AAS) ( menetelrnatunnus 704A) 3. natrium syanidiuuttomittaus AAS:lIa ( menetelrnatunnus 225A) ja 4. kokokivianalyysi jauhepuristeesta XRF:lIa (menetelmatunnus 175X). Taulukkoon 2 on keratty tulok sia varmennetuista vertailunaytteista, j oita on kaytetty menetelmien 1 ja 2 suorituskyvyn seurantaan. Tulokset on keratty usean vuoden ajaita. Taulukon tulokset antavat kasityksen menetelmien suorituskyvysta hyvin homogenisoiduilla naytteilla.

6 4 Taulukko 2. Varmennettujen vertailunaytteiden kultamaarityksia kuningasve siuutto- ja Iyijyrikastusmenetelm illa. Ndy tetta on punnittu 5 g kutak in maaritysta vorten. KuningasVelliuutto Vertailun!yte GTK:n tulos RSD muritysten suositusarvo gin % lukumllia gin oxa-t 3,10 ± 0,20 6,5 5 3,10 :t 0,20 GXR-4 0,42 ± 0,0 1 2,4 3 0,44 ± 0,16 SARM7 0,36 ± 0,066 18,3 6l O,31± 0,0 15 LyijyJika.,tw1 MA-la 19,91 ± 1,2 6, ,4 ± 0,4 MA-3 7,4 ± 0,3 4,1 9 7,49 ± 0,19 GXR-I jasperoid ja GXR-4 copper-mill head, United States Geological Survey SARM7 platinum ore, Council for Mineral Technology, South Africa MA-la ja MA-3 gold ore, Canada Centre for Mineral and Energy Technology Taman tutkimuksen malminaytteiden kokonaiskoostumus maaritettiin rontgenflucresenssimittauksella (XRF). XRF-analytiikasta on tarkempi selostus kohdassa Kullan mliliritys GAAS:lla kuningasvesihajotuksen ja pelkistavan kerasaostuksen jaikeen Men etelma on kehitetty 1970-luvun lopulla alunperin kullan pedog eokemiallista etsintaa varten, jossa menetelman tarkeimmat vaatimukset olivat suuri kapasiteetti ja matala maaritysraja, Nama vaatimukset tayttyiv at, kun kaytetti in pienta 1 g:n analyysinaytetta, kuningasvesiuutosta huoneenlarnpotilassa ja kullan erottamiseen jarikastamiseen pelkistavaakerasaostustatina(ii)kloridin ollessa pelkistirnena j a elohopean kerasaostimena. Kuumennus kompensoitiin pitkalla yli yon jatkuvalla uutosajalla. Maaritysrajan (1 ppb) saavuttamisessa oli ratkaiseva osuus grafiittiuuniatomiabsorptiolaitteilla (GAAS), jotka tulivat markkinoille I970-luvulla. Kun Iiuosten kirkastamiseen, sakkojen erotukseen ja pesuun kaytettiin sentrifuugia, saavutettiin riittava kapasiteetti (Kontas 1981). Myohernmin havaitti in, etta kun analyysinaytetta suurennetaan eli sen edustavuutta lisataan, men etelma on kelvollinen kultamalmien etsintaan j a inventointiin. Eri tarko ituksia varten kaytetaankin nykyisin 1, 5 ja 20 g:n analyysinaytteita vastaten GTK:n rnenetelmia 519U, 521U ja 522U. Lahes 20 vuoden aikana menetelrnalla on tehty satoja tuhansia kultamaarityksia, Menetelman kannalta pahin haitta-aine naytteissa on hiili eri muodoissaan ja eritoten grafiitti, koska ne adsorbo ivat kaiken kullan liuoksesta itseensa. Sen vuoksi hiili ja grafiitti on po istettava naytte ista pasuttamalla. Tassa tutkimuksessa naytepunnitus oli 20 g, joka on GTK:n menetelman 522U mukainen. Naytteet pasutettiin 600 C''issa 1-2 tuntia orgaanisen aineksen, grafiitinja sulfidien hapettamiseksi. Pasutuksen jiilke en kulta uutettiin naytteista kuningasvedella huoneenlampotilassa uuttoajan ollessa tuntia. Kunigasvesiliuoksesta kulta erotettiin pelkistavalla kerasaostuksella kayttaen tina(ii) kloridia pelkistim ena ja elohopeaa kerasaostimena. Erotuksen ja pesun jiilkeen elohopea-kultasakka liuotettiin j iilleen kunigasveteen ja kulta maaritettiin GAAS :lia, joka on mallia Perkin-Elmer (Kontas et ai. 1993). Kuningasvesiuuttoon peru stuvalla rnenet elmalla tehtiin alustavat kultamaaritykset kaikista

7 kohteista kayttaen 1 g:n naytepunnitusta. Naita tuloksia ei kasitella sen enernpaa, mutta voidaan todeta, etta tulosten kerkiarvot vastaavat hyvin 20 g:n punnituksiila saatuja keskiarvoja. Suurikuusikon ja Kuternajarven naytteiden tulosten hajontak aan ei ollut f-testin perusteella tilastollisesti merkittavasti suurempi 1 g:n punnituksella. Muiden neljan kohteen naytteilla pienempi naytepunnitus aiheuttaa merkittavasti suuremman hajonnan Kullan mliiiritys AAS:Ha Iyijyrikastuksen jlilkeen Klassinen lyijyrikastusmenetelrna on ollut kaytossa Geologian tutkimuskeskuksessa vuosikymmenia (Juvonen ja Vaananen 1993). Lyijyrikastuksen jal keen kulta voidaan maarittaa gravimetrisesti tai atomiabsorptiomittauksella. Menetelma on yleisesti kaytossa ympari maailmaa, ja sita pidetaan luotettavimpana kullan rnaaritysm enetelma, Kaytetty naytekoko on yleensa yleensa g. Lyijyrikastuksessa nayte sulatetaan, jolloin mahdollisesti mineraalien sulkeumissa ja kidehiloissa oleva kulta vapautuu. Sulateseoksen koostumusta muuntelemalla menetelmaa voidaan soveltaa eri kivilajeille. Tassa tutkimuksessa kaytettiin 20 g naytetta, jotta tuiokset olisivat vertailukelpoisia edella selostetun kuningasvesiuuttoon perustuvan menetelman kanssa Maaritykset tehtiin AAS:lIa kayttaen ilma-asetyleeniliekkia (Varian SpectrAA-400). Lyijyrikastuksessa nayte sekoitetaan pelkistavan sulateseoksen j a lyijyoksidin kanssa sulatusupokkaassa. Seokseen lisataan hopeaa kullan kantajaksi. Seos sulatetaan 1100 C:ssa uunissa, jossa lyijyoksidi pelkistyy metalliseksi lyijyksi. Muodostuvat lyijypisarat keraavat upokkaan pohjalle painuessaan sulasta seoksesta kullan ja myos muita jalometalleja. Metallisen lyijynapin jaahdyttya se erotetaan vasaroimalla kuonasta. Lyijynappi asetetaan magnesiitista valmistettuun kapelliin n. 960 C asteiseen uuniin, jossa on ilmavirtaus. Lyijy sulaa, hapettuu j a imeytyy kapelliin oksidina. Jaljelle jiiii pieni helmi, jo ka sisaltaa hopean lisaksi kullan, platinan ja palladiumin seka epataydellisernmin naytteen sisaltamia muita platinametalleja. Helmi litistetaan vasaralla ja alasimella, liuotetaan kuningasveteen, ja liuoksesta maaritetaan kulta AAS-mittauksella. 3.3 Kullan mliiiritys AAS:Ha natriumsyanidiuuton jlilkeen Emaksisen syanidiliuoksen tiedetaan uuttavan kultaa kivinaytteista muodostamalla helppoliuko i sen kultasyanidikompleksin ilman hapen lasnaollessa. Uuttamista emaksisella syanidiliuoksella kaytetaankin yleisesti kultamalmien rikastuksessa. Syanidiuuttoa kaytetaan myos kullan kvantitatiivisena maaritysmenetelmana esimerkiksi kvartsi-kalkkikivimalmeille (Graham 1995) seka geokemiallisessa rnalminetsinnassa (Fletcher ja Horsky 1988). Mikali kulta on naytteessa mineraalien sulkeumina, saanto jaa alhaiseksi. Kultasaantoa alentaa myos naytteen sisaltarna grafiitti. Analyysimenetelman a syanidiuutto otettiin kayttoon GTKssa vuonna Menetelma mahdollistaa suuren naytteen kayton, esimerkiksi g. Tassa tutkimuksessa kaytettiin 250 g:n naytetta. Nayte punnittiin pulloon, lisattiin kalsiumoksidia ja Yetta ja pullo asetettiin pullon pyorittajaan. Kalsiumoksidin, naytteen j a veden sekoituttua hyvin, tarkistettiin, etta ph on yli 11. Liuos tehtiin 0,3 %:seksi natriumsyanidin suhteen, j a pulloa pyoritettiin 24 tuntia. Tehokas

8 sekoitus on valttamaton, jotta hapen saanti olisi riittava kullan hapettamiseksi. Liuoksesta maaritettiin kulta AAS:lla (Varian SpectrAA-400) KokokivianaIyysi jauhepuristeesta XRF-menetelmlilHi Geologisessa tutk imuksessa XRF-tekniikka on edelleen yksi kaytetyirnrnista analyysimenetelmista kivi- ja maaperanaytteiden alkuainekoostumusta selvitettaessa. GTK:ssa on rontgenmenetelmalla analysoitu tuhansia seka rnalminetsintaan ja kallioperakartoitukseen etta geokernialliseen ja mineraalitutkimukseen liittyvia naytteita, Rontgenrnenetelman etuina liuosmenetelmiin verrattuna ovat suhteellisen yksinkertainen naytevalmistus, laitteiston korkea automatisointimahdollisuus seka suhteellisen pien et spektraaliset hairiot, Analysoitaessa naytteita, joiden koostumus vaihtelee suuresti, seka naytteen valmistus, laitteen kalibrointi etta spektraaliset hairiot tulevat mutkikkaammiksi. Naytteiden koostumuksen vaihtelun (matriisivaihtelu) minimoimiseksi ja naytteen homogenisoimiseksi paakomponenttien maaritys Xkf'-menetelmalla tehdaan useissa Jaboratorioissa sulatteista. GTK:ssa XRF-analyyseja on tehty vuodesta 1962 lahtien. Aluksi maaritettiin ns. rentgenalkuaineita eli sellaisia alkuaineita, joiden maaritys liuostieta on vaikeaa, kuten tinaa, antimonia, niobia ja tantalia. Maaritykset tehtiin naytejauheesta. Paakomponentteja alettiin maarittaa J980-luvun lopulla. Maaritukset tehtiin boraattisulatteista cc-korjausmenetelmalla. GTK:n nykyinen rontgenfluoresenssianalyysi perustuu Criss'in ja Birks'in 1960-luvulla (Criss ja Birks 1968) kehittarnaan ja Rautaruukki Oy:n jatkojalostamaan naytteenvalmistus- ja tulostenkasittelymenetelmaan, ns. fundamental parameter eli perusparametrimenetelmaan. Menetelma on alunperin kehitetty metallinaytteiden ja geologisten naytteiden analysointiin. Analysoitavan naytepreparaatin tulee olla mahdollisimman homogeeninen. Mitattavan pinnan tulee olla tasainen ja sen tulee edustaa koko naytetta. Geologisten naytteiden analyysi fundamental parametermenetelmalla tehdaan GTK:ssa useimmiten jauhepuristeesta. XRF-analyyseja tehdaan GTK:ssa jonkinverran myos sulatteista, mutta kalibrointi ja laskentamenetelmana on silloin ns. cc-korjausmenetelma. XRF-analyysia varten geologisille naytteille tehdaan sama esikasittely kuin muitakin maaritysja analyysimenetelmia varten eli nayte murskataan (menetelmatunnus 35) ja jauhetaan (menetelmatunnus 40, 43 tai 50, kts. 2. Naytteiden esikasittely), Taman jalkeen Xkf'-menetelmalla analysoitaville naytteille tehdaan jatkojauhatus. Se jauhetaan erittain hienoksi, aile 10 um :n raekokoon, samalla nayte pyritaan homogenisoimaan. Naytetta (7 g) ja sideainetta (3 % naytteen painosta) jauhetaan yhdessa noin 2.5 minuuttia. Jauheesta tehdaan puriste 20 tn:n paineessa. Fundamental parameter-rnenetelrnassa naytteesta mitataan koko sen koostumuksen kattavien aikuaineiden intensiteetit vakio-olosuhteissa. Laite kalibroidaan puhtailla alkuaineilla tai yksinkertaisilla yhdisteilla, Laskentaohjelma korjaa mitatut alkuaineintensiteetit ja niista lasketut nimellispitoisuudet iteratiivisesti ottaen huomioon alkuaineiden rontgenfysikaalisen vuorovaikutuksen. Useimmat happea raskaammat alkuaineet voidaan rnaarittaa. Laskentaohjelma edel Iyttaa tietoa naytteen koko koostumuksesta, siis myos naytteen hapen maarasta samoin kuin naytteen hiilipitoisuudesta. Hiili maaritetaan erikseen hiilianalysaattorilla. Ohjelma laskee itse oksidisten naytteiden hapen nimellispitoisuuden ja kayttaa tietoa hyvakseen tuloslaskennassa. Menctelmalla maaritetaan kokonaispitoisuuksia. Kivien paakornponentit tulostetaan useimmiten oksideina. XRF-tulokset kuudesta kultamalmista on esitettyna taulukossa 3.

9 Taulukko 3 Rontgenfluoresenssianalyysilulokset jauhepuristeista kuudesta kultamalmista GTK:n menetelmiillii 175X. Co, Te j a W on m iiiirileity menetelm iillii J76X. (a) Paaalkuaineet 7 Kohde MgO CaO Na,O K,o MnO C' % % % % % % % % % % % SU 38,8 1,60 10,1 12,0 5,27 9,54 3,06 1,38 0,135 0,226 4,95 os 66,4 0,714 12,1 7,06 1,96 6,47 3,08 0,948 0,148 0,028 <0,0 1 PM 61,7 0,458 11,9 9, ,39 4,70 3,34 0,080 0,061 0,17 KU 75,3 0,685 15,2 0,35 0,28 0,149 0,41 3,98 0,172 0,0 1 <0,01 PA 40,0 ( 0,152 1,83 9,62 8,29 4,21 0,33 0,405 0,015 0,104 1, ,4 0,714 12,1 7,06 1,96 6,47 3,08 0,948 0,148 0,184 0,04 Hiili on maaritetty Leco hiilianalysaattcrilla (menetelmll.tunnus 811L). (b) Muita aikuaineita; joita esiintyy merkittavta maaria niiytteissii ja ov al om lnaisia ndille malmeilie Kohde Ba Hi Pb Rb s Sb S, Te w % SU 1,49 % 163 < , < os 6,61 % ( ,57 < < 100 <40 PM ( ,5 1 < (259 1,07 % KU ( ,034 <30 31 (2370 <40 PA ( 19 18,0 % < 30 (7 < ,72 < < 100 < < ,883 < < (c) Muita hivenalkuaineita Kohde Ce CI Co C, Cu La Ni U v Zn Zr SU ( ( OS ( ( 25 ( 16 ( PM 139 < 100 ( KU PA 387 < ( ( JO ( ( 29 ( 16 ( SU = Suurikuusikko, as = Osikonmil.ki, PM.. Pampalo, KU = Kutemajarvi, PA = Pebtavaara, JO - Jokisivu ( = suuntaa-antava arvo = ei Iuotettavaa tulosta, barium hairitsee mittausta

10 8 4. Kultamalmien mineralogia 4.1. Suurikuusikko Nayte koottiin Suurikuu sikon kairausnayternurskeista.joissa kultapitoisuudet vaihtelivat gltn. Kivilaj ina naytteissa on albiittikivi, albiittiutun ut tuffibr eksia ja grafiittirikas breksia, joissa on kvartsi-karbonaattijuonia j a runsaasti rikkikiis upes akkeit a j a arseen ikiisupirotetta. Naytteissa on harmeessa raeryhmina j a pirotteena omamuotoista rikkikiisua seka arseenikiisua, gersdorffiittia on satunnaisesti (ks. Kuvat 1, 2). Arseenikiisu esiintyy usein yhteenkasvettuneena rikk ikiisun kanssa suurempina raeaggregaatteina. Seka arseenikiisussa etta rikkikiisussa on vyohykkeisyytta ja ikaankuin huokosia seka sulkeumia runsaasti. Sulk eumat ovat arseenikiisua, rut iilia, kuparikiisua, sinkkiv alk etta, lyijyhohdetta, tetraedriittia ja kvartsia. Tetraedri ittia on lyijyhohteen, karbonaatin ja kvartsin yhteydessa, Bournoniittia loytyi vain rikasteesta. Ain oas taan yhdesta naytt eesta loyd ettiin mikroskoopilla parin mikronin suuruisia kult asulkeumia rikk ikiisuss a. Rut iilia on naytteissa runsaasti, osa ilmeisest i pseudomorfeja ilme niitista. Grafiittia on useissa naytteissa runsaasti mikrokiteisina raeaggregaatteina (Koj onen ja muut 1997). Rikkikiisusta j a arseen ikiisusta ana lysoitiin elektronimikroanalysaattorilla kultaa ja muita hivenaine ita. Kullan pitoisuudet ovat rikkikiisussa yl eensa aile 200 ja arseenikiisussa all e K orkeimmat pitoisuud et ovat vyohykkeeliisesti rake iden keskella. Kultapitoisuus kor reloi positiivisesti arseeni- j a nikkelipitoisuuksien kans sa ja negatiivisesti antimonin kanssa. Kaikissa arseniikiisu- tai rikkikiisurakeissa ei ole yhta suuri kultapitoisuus. Pitoisuus vaihtelee myos rei'ittain, Ko rkeimmat kultapitoisuudet arseenikiisussa naytteissa, j oissa myos malmianalyyseissa on kork ein lahtopitoisuus, keskimaarin 46.8 gil. Aikaisemmin GTK:n suoritt amissa (Nurm i ja muut 1992) Suo men kultaesiintyrn ia kasi ttelevass a rikastustutkimuksessa tutk ittiin myos Suurikuusikon esiintyrnan naytteita, Silloin tehdyissa syanidisaatiokokeissa oli NaCN-saanti 7 %. Ion imikroanalysaattorilla Kanadassa tehdyissa analyyseissa oli pitoisuus rikkikiisussa gt Au ja arseenikiisussa gt Au. Kuluvana vuonna tehtiin elektronimikroanalysaattorilla kullan hivenaineanal yyseja, joissa saatiin keskiarvopitoisuuk siksi arseenikiisulle 280 (maksimi 994 ) ja rikkikiisulle 48 (maksimi 585 ). Syan idiliuotuksessa liukenevan kul lan maaraksi saatiin keskirnaarin 4.1 % (Kojonen j a muut 1997). Mikroan alyysi - ja kuva-analyysitulosten perusteella on kullasta 27% rikk ikiisun hilassa j a 73.2 % arseenikiisun hilassa. Tehdyista sulfidirikastenaytteista Ioytyi useita pienia Au(Ag)- ja Au- rakeita. Au(Ag)- ja Aurak eid en lapimitta vaihtelee valilla: I x 1-1 x 5 urn. Au(Ag):n muodostamat luirumaiset raontaytteet arseenikiisussa ovat noin yhden mikrometrin levyisia ja pisimmillaan noin 10 um.n mittai sia. Kaikkein tavallisimp ia ovat kuitenkin 1-3 um.n lapim ittai set Au(Ag)- rakeet, jotka esiinty vat j oko sulke umi na arseenikiisussa tai sen raerajoilla, joskus myos pyriitin raerajoilla Arseenikiisun raerajoilla esiintyy paikoin noin yhden mikrometrin lapimittaisia puhtaasta kullasta koostuvia rakeita. M ikroanalyysiin riittavan suuria rakeita metallista kultaa loydettiin vain kahden reian naytteista ja rikasteista. Edella on selostettu niiden esiintymistapaa. Mikroanaly ys itulosten perusteell a voidaan tod eta, etta kull assa on korkeita pitoisuuksia hopeaa ( %) ja elohopeaa ( %) eli on oikeampaa puhua hopearikkaasta kullasta, elektrumista (raj a 25 % Ag) ja Au-Ag-amalgaamista, Suurikuusikon malmi on voimakkaasti refraktorista, koska vain 4.1 % kullasta on metallisena arseenikiisu- ja rikkikiisurakeiden pinnalla ja suurin osa on niiden hilassa tai parin mikronin sulkeumina niiden sisalla,

11 9 Kuva 1. M'ikroskooppikuvassa rikkikiisua (py) yhteenkasvettuneena arseenikiisun kanssa (aspy) ja kuvan vasemmalla laidalla runsaasti hyvin hienokiteistii (amorfista?) graftitria. Suurikuusikko, R m, heijastunut valo. Kuva 2. Mikroskoopptkuvassa raeaggregaatti koostuen arseennikiisusta (aspy)}a rikkikiisusta (py), harmeessa lisaksi muutama rae rutiilia (ro). S uurik uusikk o, R 479, m, heijastunut volo, 1 pol.

12 Osikonmliki Niiytteet on otettu Osikonmiien koelouhosmontusta 1, niiytetunnus OMK-87-MI, koordinaatit x= , y= Niiytteissii on isantakivena granoblastinen tonaliitti, jonka paamineraaleina ovat kvartsi, plagioklaasi, kalimaasalpa, biotiitti, kloriitti ja epidootti. Aksessorisia ovat serisiitti, rutiili ja titaniitti. Titaanin miiiirii kivessa on korkea paatellen runsaasta titani itista j a rutiilista. Pirotteena on opaakkeja: magneettikiisu, arseenikiisu, kuparikii su ja sinkkiviilke. Arseenikiisussa on usein keskellii lollingiitirae ja sulkeumina arseenikiisun ja lollingiitin rajal ia Au- ja Bi-mineraalej a (Kuva 3a, 3b). Metalli set Au ja Bi ovat myos sulkeumina serisiittiytyneessa plagioklaasissa, kalimaasalvassa, kiilie- j a kvartsirakeiden valeissa (Kuva 3c, 3d). Kullan raekoko on suurimmillaan 100 urn. Tehdyissa SIMS-analyyseissa saatiin Osikonmaen arseenikiisusta noin 10 :n kultapitoisuus (Nurmi j a muut 1992). Malmi on osaksi refraktorista johtuen kultasulkeumista arseenikiisun sisalla, arseenikiisun hilassa olevasta kullasta ja kultasulkeumist a muuttun eissa maasalparak eissa., '".'..,. c '-I - J, K uva 3. K uljan esiintymtstap a Osikonm iien maim issa: A) arseenikiisu-lollingiitittirae, jossa sulke umina A u, B i ja telluridej a, B) Au sulkeumia arseenikiisussa, C) Au yh teenkasve ttuneena m etalisen B i:n ka nss a, lisaksi rae arseenikiisuaja D) Au j a me talltnen Bi sulke umana maasdlvassa, kuvan leveys mm; heijostunut vola, 1 pol.

13 Pampalo Naytteet kerattiin koeavolouhoksesta malrnivyohykkeesta ja niista valmistettiin 8 kpl kiilloitettuja pintahieita, Malmin paaasiall isina isantakivina ovat kvartsi-maasalpaporfyyri j a interrn ediaarinen rnaasalpaliuske, j otka rajo ittuvat ultramafiseen kiveen, tholei ittiseen metavul kaniittiin ja rautamuodostumiin. Kvartsi-m aasalpaporfyyrissa hajarakeina on kalirnaasalpaa ja kvartsia. Vahemrnan muuttuneissa kohdissa on kalimaasalvan tilalla albiittia. Kiv ilaji, sen hajarakeet ja sita halkovat kvartsikalsiittijuonet ovat vahvasti deformoituneita ja rikkoutuneita. Joissakin kohdin kvartsi -rnaasalpaporfyyri sisaltaa tremol iittista amfibolia, jota syrj ayttaa raoissa serisiitti ja kalsii tti. Serisiitti a j a biotiittia on rnyos kiven perus massassa kvartsi n ja kalimaas alvan Iisaksi. Aksessorisina mineraaleina on epidoottia, kloriittia, serpentiin ia, titan iittia, rutiil ia, turmaliinia, apatiittia j a scheeliitti a, Hierto saumoissa on runsaasti biotiittia j a klori ittia. Toisena malmin isantakivilajina on interrnediaarinen liusk e, joka muistuttaa mineraalikoostumukseltaan kvarts i-maasalpaporfyyria, Kivi on rakenteeltaan liuskeinen mutta myos hajarakeita tavataan. Hajarakeina on kalimaasalpaa ja albiittia. Perusmassa koo stuu kalimaasalvasta, albiitista, kvartsista, tremoliitista, biotiitista, serisiitista, kalsiitista ja epidootista. Aks essorisina mineraaleina on titaniitti a, rut iilia, granaattia, apatiittia, baryyttia, scheeliittia j a turmaliinia. Kvartsia on kivessa usein hyvin vahan, ainoastaan kvartsijuonissa, ja kivi koostuu paaasiallisesti vain albiitistaja kalimaasalvasta. Hiertosaumoissa on biotiittia j a kloriittia hall itsevina mineraalein a. Pampalon kultamalmissa sulfidit esiintyvat pirotteena tai juonimaisena. Paasulfidimineraaleina on runsausj arjestyk sessa rikkikiisua, kuparikiisua, lyijyhohdetta ja magneettikiisua. Sulkeumina edellisissa on sinkkivalketta, kubaniittia, pentlandiittia ja mackinawiittia. Mo lybdenihohdetta on naytteissa satunn aisesti joitakin suomumaisi a rakeita. Arseenikiisua havaittiin mikroanal yyseissa muutama rae, j a yhdesta nayttee sta analysoitiin (Cu,Fe,Agh,SbS" tetraedriitti, joka sisaltaa hopeaa 0.7 %. Useasta rikk ikiisurakeesta loyd ettiin sulkeumana ullmanniittia NiSbS ja greenockiitti-hawleyiitti a CdS. Rikkikiisu esiintyy yl eensa osittain tai kokonaan omamuotoisina rakeina j a muut sulfidit vierasmuotoisina rikkii sun raoissa ja valitiloissa. Ionirnikroanalysaattorianalyyseissa havaittiin rikkikiisussa kultaa (Nurmi ja muut 1992). Pampalon kultamalmissa metallista kultaa on paaasiassa sulfidi- ja tellu ridip irott een yhteydessa. Osa kullasta on sulkeumina silikaateissa tai esiintyy niiden raerajoilla. Paaosa kultarakeista (>75 %) on raekooltaan aile 10 urn. Mikro skooppitutkimuksessa voitiin todeta kullan esiintyvan : 1) yhteenkasvettuneena rikkikii sun kanssa sen ulkopinnalla seka sulkeumina yhdessa kuparikiisun jatai magne ettikii sun kanssa, 2) rikk ikiisun raoissa yhdessa Iyijyhohteen, telluridien ja kuparikiisun kanssa 3) yhteenkasvettuneena telluridien kanssa silikaattien seassa, 4) yhteenkasvettuneena titan iitin, rutiilin ja gotiitin kanssa ja 5) sulkeumina kalimaasalvassa, kva rtsissa, biotiitissa ja karbonaatissa ( Kuva 4A-F). Kullan ollessa yhteenkasvettuneena gotiitin kanssa ovat kysyrn yksessa poikkeuksellisen rapautuneet naytteet, j oissa rikkik iisu on hapettunut. Pieni osa kullasta on sitoutuneena telluriumin kanssa tellurideiksi ja antimonin kanssa antimonidiksi. Kultarakeista tehdyiss a mikroanalyyseissa on keskimaarin % Au (5=5.35%). Ana Iyso iduista rakeista 4 % on elektrurnia (Ag>25%), jonka keskiarvokoostumus on 65.4 % Ag (8=11.97%). Pampalon naytteissa ovat yleisimmin esiintyvat telluridi t altaiitti j a frohb ergiitti. Kultaa on vahaisia maaria calaveri itissa, rnontbrayiitissa, aurostibiitissa ja petsiitissa. Hopeaa sisaltaa em. petsiitin lisaksi hessiitti javolynskiitti. Vismuttitellurideina tavataan tellurovismutittia, tsumoiittia ja hedleyiittia. Metall ista vismutti a esiintyy usein telluridien ja kullan yhteydessa, Myos metallista tellu rium ia tavattiin yhdesta naytteesta. Vismutin j a lyijyn telluridina esiintyy ruckl id

14 12 \ I 0 j..», t r " \. 6\ ti...: Kuva 4. Kulan esiintymislapa Pampalon malmissa: A) kultaa esiintyy rikkikiisun (py) pinnala. ndyte PSW B) kultaa; calaveriiuia (cal) ja kaparikiisua (cpy) sulkeumina rikkikiisussa, R , C) kulta esiintyy altaiitin (ai), frohbergiilin (fr)ja kuparikiisun (cpy) kanssa silikaattien valeissa, R , D) ku ltaa esiintyyyhdessti kuparikiisun (cpy) ja lyijyhohteen (go) kanssa rikkikiisun raolssa, R , E) Kultaa ja altaiittia (al) albiiltilli(ab) - ja bio tiilli(bt)rakeiden valeissa. Nay te , F) kuparikiisua tcpy) ja kultaa yhteenkasvettune ena rikkikiisun(py) kanssa. Nay te heijastunut valo, 1 pol,

15 geiittia. Aiemmin tuntemattomia tellurideja edustavat mineraal it AuSbTe ja NiSbTe (Nurmi j a muut 1994). Telluridit esiintyvat rikkiki isun raoissa yhdessa kuparikiisun, Iyijyhohteen ja kullan kanssa, sulkeumina rikkikiisussa, joskus sulkeumina rutiilissa seka telluridi-kulta-vismuttiraeaggregaatteina harmemineraalien valeissa ja sulkeumina. Telluridien raekoko on yleensa samaa luokkaa kuin kultarakeilla eli aile 10 urn. Oksidimineraaleina on rapautuneissa pintanaytteissa gotiittia, joka on muuttunut sulfi deista hapettumalla. Gtitiitin seassa tavataan paikoitellen kultarakeita. Ilmeniitin muuttumistuloksena on rutiilia. Ultramafisissa talkki-karboriaatikivissa on vyohykkeellista kromispinelliajamagnetiittia. Pampalon malmissa kulta on yleensa vapaaksi jauhautuvassa muo dossa sulfidien raepinnoilla tai yhteenkasvettuneena telluridien kanssa harmemineraalien raoissa. 4.4 KutemajiiIvi Nayte on peraisin Kuteman malmin V piipusta, joka sijoittuu aikaisemmin ltiydetyn pintaan puhkeavan IV piipun alapuo ielle (Kojonen j a muut 1996). Naytteesta tehti in 10 kiillotettua ohuthietta. Malmin isantakivilajina on kvartsi-serisiittikivi tai andalusiittikiilleliuske, joissa paammeraleina ovat kvartsi, rnuskoviitt i, andalus iitti, karbonaatti; aksessorisina epidootti, apatiitti, zirkoni, titani itti. Malmi on runsaan kiille- ja anadalusiittimaaransa ansiosta voimakkaasti liuskeista j a jauhautuu vaikeasti aile 20 mikronin raekoko on. Malmissa on verrattain vahan sulfideja: magneettikiisua, kuparikiisua, sinkkivalketta ja arsenidina arseenikiisua. KiiIlerakeiden valitiloissa on sen sijaan runsaasti tetradymiittia ja tellurid eja, joiden mukana on metallista kultaa (Kuva 5, 6). Suurin osa tellurideista on tellurovismutiittia, frohbergiittia, meloniittia, hesiittia j a altaiittia. Ainoastaan yksi rae calaveriitta ltiydettiin analysoiduista naytteista. Kullassa on enimmakseen aile 10 % hopeaa, mutta joitakin rakeita analysoitiin mytis elektrumia, joissa on hopeapitoisuus %. 13 Kuvo 5. K ultaa y hdessii telluridien kanssa silikaattirakeiden valei ssa, Kutema V, niiyte , J p ol.

16 14 Kuva 6. Kultaaja tellurideja kiillerakeiden vdleissa, Kutema V. ndyte , heijastunut valo, 1 pol. 4.5 Jokisivu Jokisivun kultamalmin naytteissa on paakivilajina karsi, jossa on runsaasti kvartsijuonia. Karressa on paarnineraleina plagioklaasia, diopsidia, amfibolia, kvartsia ja serisiittia ja aksessorisesti titaniittia. Pirotteena on magneettikiisua, kuparikiisua, sinkkivalketta, rikkikiisua ja markasiittia seka arseenikiisua ja lollingiittia. Metallista kultaa ja tellurideja on hienona pirotteena silikaatissa (Luukkonen 1994). Telluridimineraaleja ovat altaiitti, hedleyiitti, pilsenitti, tsumoiitti. Lisaksi on tavattu aurostibiittia, maldoniittia, metallista vismuttia ja joseiitti-bia. Kultaa on tyypillisesti yhdessa telluridien kanssa arsenidien pinnoilla. Tutkituissa naytteissa havaittiin kultaa lisaksi yhdessa telluridien kanssa magneettikiisun pinnalla (Kuva 7). Oksidisina malmimineraaleina on hienona pirotteena ilmeniittia, magnetiittia ja scheeliittia. Jokisivun malmissa kulta on havaintojen mukaan vapaaksijauhautuvassa muodossa, ja osittain ilmeisesti varsin karkearakeista. 4.6 Pahtavaara Pahtavaaran naytteissa on isantakivena tremoliittikvartsikivi, jossa on karbonaattijuonia. Paamineraalit ovat tremoliittinen amfiboli, kvartsi, karbonaatti, muskoviitti, kloriitti, epidootti. Aksessorisena on titaniittia. Oksidisina malmimineraaleina on magnetiittia, ilmeniitti, hematiittia, rutiilia ja kromispinellia, Sulfideista on yleisin rikkikiisu, ja siina seka magnetiitissa esiintyy sulkeumina muita sulfideja: magneettikiisua, pentlandiitti, kuparikiisua, milleriiittia. Pentlandiitti on usein violariittiutunuttaja kuparikiisussa on paikoin kubaniittia (Kojonen & Johanson 1988). Kultaa tavattiin naytteista vain yksi rae sulkeumana kvartsissa (Kuva 8). Aikaisemmissa tutkimuksissa on kultaa tavattu rnyos sulkeumana rikkikiisussa ja sen kanssa yhteenkasvettuneena ja vapaana, jopa 1 cm:n suuruisina silminnahtavina agregaatteina kvartsi-baryyttijuonien ja amfibo1ikiven kontakteissa (Kojonen & Johanson, op. cit, Korkeakoski 1992). Kultaa esiintyy myos magnetiitin yhteydessa. Pahtavaaran malmissa kulta esiintyy metallisenasuurimmaksi osaksi vapaaksijauhatuvassa muodossa ja oletettavasti myoskin verrattain karkeana.

17 15 Kuva 7. Kultaa Jokisivun m aimissa yhteenkasvettuneena magneetikiisun ja telluridin kanssa, heijastunut valo, 1 pol. Kuva 8. Kultaa Pahtavaaran m almsissa sulkeumana kvartstssa, heijastunut valo, 1 pol.

18 16 5. Kulta-analyysitulokset T assa tutkimuksessa kulta maaritettiin jokaisen kohteen neljasta alinaytteesta viiteen kertaan kolmell a esitetylla analyysimenetelrnalla. Kuvassa 9 nahdaan tulosten mediaanit. Kaikki kultaanalyysitulokset ovat liitteessa 3. Muita menetelmia verrataan lyijyrikastukseen, koska se on yleisesti hyvaks ytty ja eniten kaytetty menetelrna maailmanlaajuisesti Pb-rikasl. AD.REG. NaCN 50 0 OS JO KU PM PA SU Kuva 9. Kuuden kultamalm inaytteen ana lyysitulosten media anit kolmella eri analyystm enetelmalla (gltn). S U = Suurikuusikko, PA = Pahtavaara, PM Pampalo, KU Ku temajarvi, JO Jo kisivu, 0 S»Osikonmaki 5.1 Analyysitulost en tilastollinen tarkastelu Naytteiden murskauksen jajaon onnistuminen Esikasitte lyn tuloksena jokaisesta kohteesta saatiin jakeista A ja B kaksi eri jauhatusajalla valmistettua jauhetta, eli joka ko hteesta saatiin nelja alinaytetta. Seuraavassa selvitetaan kullan jakautumisen homogeenisuutta murskauksen ja jaon jalkeen vertaamalla lyijyrikastuksella saatuja kulta-analyysitulok sia jakeista A ja B. Kunkin kohteen A- ja B-jakeiden molempien alinaytteiden kulta-analyysituloks ille lyijyrikastuksella tehtiin t-testi (taulukko 4). T-testin kriittinen arvo ei ylity minkaan kohteen tuloksilla, eli kultatulosten keskiarvoissa ei havaita tilastollisesti merkittavaa eroa minkaan kuud en kohteen naytteessa. Taman perusteella voidaan todeta, etta naytteiden murskauksen ja osituksen jalkeen kayttamallarnme analyysimenetelrnalla ei tule esille tilastollista eroajakeiden kultapitoisuuksissa.

19 17 Taulukko 4. Jakeiden A ja B ly ijy rikastuksella saatuj en kultapitoisuuksien keskiarvot (N 10). keskihajonnat j a t-testin tutokset. VapausasteelJa J8, ( ni + n, - 2 == 18), t-testin kriittinen csvo = 2,1. Kahde Jae Keskiarvo, i Keskihajcnta, SO t-testin tulos gitn glln Suurikuusikko A 10,68 0,14 B 10, l,l6 Osikonmaki A )7 B 11,93 0,92 0,21 Pampalo A 322, B 312,7l ,02 Kutemaj!rvi A 136,18 4,l2 B 134,79 4,49 0,64 Pahtavaara A B 4l,17 43,64 0,49 Jokisivu A I l,62 1,S 8 B 15,50 2,90 0, Jauhatusajan vaik utus tuloksiin Kohdassa todettiin, ettei murskauksen jalkeen jakeiden A ja B kultapitoisuukissa ole tilastollisesti merkittavia eroja. Taman perusteella voidaan tarkastella jauhatusajan vaikutusta anaiyysituloksiinjakeesta riipppumatta kayttaen jakeiden A ja B kuuden minuutinja kahdentoista minuutin jauhatusajalla vaimistettujen naytteiden kultatuloksia. Jokaisesta kuudesta kohteesta saaduille kulta-anaiyysituloksille kolmella analyysimenetelmalla tehtiin f-testi, jolla verrattiin kuuden minuutin jauhatuksella saatuja tuloksia kahdentoista minuutin tai piternpaan jauhettujen naytteiden tuloksiin. Kriittisen arvon ylittyminen tassa testissa osoittaa, etta testattavien keskihajontojen ero on tilastollisesti rnerkittava. Tulokset on esitetty taulukossa 5, jossa kriittisen arvon ylittavat tulokset on lihavoitu.

20 Taulukko 5. Eri pituistllaj ouharusojoilla saanqen jakeiden kuuapttotsuuksten keskiarvot (x)}a keskfhajonnat (N = 10 ) matirllettynll tutkimuksessa kdytetyilii anolyystmenetelmilld sekti Fstestin tulokset. Feestin kriittinen arvo on 3.18 vapausateilla 9 [a 9. a "".5 %. F-restin tulokset on ku rsivo itu ja kriittisen arvon (3 18) y litttivdt tutokset lihavoitu 18 KobdeJjauhatusaika Lyijyrikastus Kunigasvesi- Natriumsyanidi-uutto uutto Suurikuusikkol 6 min x 10,43 9,22 ei maaritetty SO 0;1.7 0,14 " 12 min x 10,74 9, 14 " SO 0,2 1 0,27 " f-testtn tulos 1,61 3,81 Osikonm!kil 6 min x 12,76 11,89 10,26 SO 0,49 0,67 0,30 12 min x 11,20 11,05 11,04 SO 0,44 0,42 0,46 f-testin tulas 1,28 2,55 2,26 Pampalol 6 min x 33 2,3 315,5 322,6 SO 10,1 6,42 15,9 12 min x 303,1 312,7 346,0 SO 20,6 10,6 19,6 f-teetin tulas 4,16 2,73 0,65 Kutemajarvi 6 min x 132,1 136,6 129,6 SO 1,92 7,01 12,5 18 min x 138,8 140,0 149,6 SO 3,63 2,6 8 6,35 f- tesnn tulos 3,58 6, Pahtavaara! 6 min x 52,29 29,30 43,72 SO 44,0 8,94 8,93 12 min x 30,91 29,57 34,36 SO S,OO 6,96 4,59 f-testtn tulos 17,S 1,65 3, 18 Jokisivul 6 min x 14,61 16,02 16,7 8 SO 1,70 3,56 1,98 18 min x 16,51 15,67 17,49 SO 2,46 1,87 0,91 f-tentn rulos 2,10 J,64 4,74

21 19 Testin perusteella ainoastaan Osikonmaen tulosten hajontaan ei jauhatusajalia ollut tilastollis esti merkittavaa vaikutusta millaan kolmella analyysimenetelmalla. Muissa kohteissa havaitaan tilastollisesti merkitt avia eroja, jotka kasitellaan kunkin kohteen omassa kappaleessa Kulta-analyy simenetelm ien vertaiu Tarkastellaan lyijyrikastuksella, kuningasvesiuutolla ja syanidiuutolla saatuja 20 tulosta kustakin kohteesta. Tulosten mediaanit, keskiarvot ja keskihajonnat ovat taulukossa 6. Verrataan t-testilla keskiarvoja ja selvitetaan saadaanko tilastollisesti merkittavia eroj a eri analyysimenetelrnilla. Eri analyysimenetelmien keskihajontoja verrataan f-testilla, jolloin selvitetaan ovatko tulokset tarkempia jollain menetelmalla kuin toisella. Tarkasteluissa kaytetaan kaikkia 20 tulosta kustakin kohteesta. Taulukko 6. Kaikkien 20:n osaniiytteen kulta-onalyysitulosten medioanit, ke skiarvot (x) j a keskihajonnat (SD) jokaisesta kuudesta kohteesta en analyysimenetelrnuii. Niyt e Pb-rikastus Kuningasvesl- Natriumsyanidi-uuttc uutle uunxuusuc;c gitn gitn gitn mediaani 10,53 9, 19 ei tuloste" x ,18 ei tulosta" SD ,21 ei tulcsta" JSlKonmaJa mediaani ,38 10,54 x ,47 10,65 SD 0, ,552 ampa10 mediaani 323,8 312, x 317,7 314,1 334,3 SD ,12 utemejarvr mediaani 133,8 138,5 143,6 x 13',5 138,3 139,6 SD 4,445 5,44 14,08 Pantavaara mediaani 3 1,25 27,38 35,33 x 4 1,51 29, SD 32,38 7,80 8,4 13 oktslvu mediaani 15,50 15,18 17,24 x 15,56 15,84 17,13 SD 2,278 2,77 1,539 "Suurikuuaikon maumue er tehry syemdruunoa, lets. eeutysta teksusea, kohta ':>. 1. -' Ja O.CJ

22 20 Lyijyrikastukseen ja kunin gasvesiuuttoon perustuvien analyysimenetelmien vertailu T-testin perusteella naiden kahden analyy simenetelman kultatulosten keskiarvoissa oli tilastollisesti merkittavia eroja Osikonrnaen ja Suurikuusikon naytteilla, Molemmissa tapauksissa Iyijyrikastuksella saadaan korkearnmat pitoisuudet. Tama on selitettavissa naytteiden mineralogisen koostumuksen perusteella: Osikonmaen ja Suurikuusikon malmeissa osa kullasta esiintyy niin vaikealiukoisissa mineraaleissa sulkeumina tai atomaarisena hilakultana, ettei se liukene kuningasvete en. Muiden neljan kohteen tulosten keskiarvoissa ei ole tilastollisesti rnerkittavi a eroja. Lyijyrikastuksee n j a natriumsyanidiuuttoon perustuv ien analyy sim enetelm ien vertailu Tilastollisesti rnerkittavia eroja analyysituloksissa saadaan Osikonmaen, Jok isivun ja Parnpalon malminaytteilla. Osikonmaen suhteen patee sarna selitys kuin edella: osa kullasta jiia syanidiuutossa kuten happouutossakin mineraalien sulkeumiin. Syanidiuutolla saadaan korkeammat kultapitoisuudet Jokisivun ja Pampalon naytteille. Kulta on naissa naytteissa helposti uuttuvassa muodossa. Syanidiuutto analyy simenetelmana on niin yksinkertainen, etta naytteen havikkia ei ole missaan vaiheessa, joten saanto helpo sti uuttuvista naytteista on hyva, Alustavissa kokeissa todettiin, etta Suurikuu sikon malmista vain pieni osa kullasta (n. 6 %) saadaan li uokseen syanidiuutolla, joten tasta kohteesta ei tehty syanidiuuttoa. Kaikilla kolmella analyysimenetelmalla saadaan vastaavia tuloksia Pahtavaaran ja Kuternajarven naytteista. Kutemajarven naytteilla hajonta syanidiuuttotuloksissa on f-testin perusteella tilastoll isesti rnerk ittavasti suurempi. Pahtavaaran naytteille taas saadaan molemmilla liuosmen etelmilla parempi toistotarkkuus kuin Iyijyrikastuksella. 6. Tulosten tulkinta kohteittain 6.1 Suurikuusikko Lyijyrikastuk sella saadaan t-testin perusteella tilastollisesti merkittavasti korkeampi tulos Suurikuusikon naytteille kuin kuningasvesiuutolla. Alustavissa uuttokokeiluissa tod etti in, ettei kulta liukene Suurikuusikon malmista syanidiuutolla, joten tasta kohteesta ei ole syan id iuuttotuloksia. Jauhatusajan pidentaminen ei parantanut naytteen homogeenisuutta. Verrattaessa kuningasvedella saatua pitoisuutta Iyijyrikastuksella saatuun totaalipitoisuuteen havaitaan, etta edellinen on n. 10 % pienempi (Taulukko 6). Tama johtuu siita, etta osa kullasta on refraktoreissa mineraaleissa sulkeumina tai atomaarisena hilakultana, siten ettei ede s kun ingasvesi liuota sita. Suurikuusikon naytteista tehti in erikseen ns. diagnostinen uuttokoe (Juvonen 1997), eli perakkaisilla happo- ja syanidiuutoilla selvitettiin, minka mineraalien kanssa kulta on assosioitunut. Naissa tutkimuksissa todettiin, etta suurin osa naytteen sisaltamasta kullasta vapautuu syanidiuutolla vasta kun rikkikiisu ja arseenikiisu on ensin liuotettu typpihappoon. 6.2 Osikonmiiki Kuten kohdassa 4.2 esitettiin, Osikonrnaen malmissa kultaa esiintyy arseenikiisun sisalla sulkeumina, arseenikiisun hil assa seka silikaateissa. Naytteen arseenipitoisuus on korkea, 6,61 %, kuten nahdaan XRF-tuloksista, taulukko 2. Molemmilla uuttomenetelmilla osa arseenikiisun j a silikaattien kanssa assosioituneesta kullasta jaa ilmeisesti liukenematta. Analyysirnenetelmista

23 lyijyrikastuksella saadaan korkein tulos, jossa naytteen sulaessa arseenikiisun ja silikaattien sisaltama kulta vapautuu. T-testin perusteella ero on tilastollisesti merkittava, Osikonmaen naytteen raekoko ei pienentynytjauhatusaikaajatkettaessa, kuten nahdaan taulukosta 1. Jauhatusaika ei myoskaan vaikuttanut kulta-analyysitulosten toistotarkkuuteen millaan kolmesta menetelmasta (taulukko 5) Parnpalo Pampalon malmin tulokseksi lyijyrikastuksella saadaan tilastollisesti merkittavasti suurempi hajonta piternrnalla j auhatus ajalia. Myos tassa tapauksessa suhteellinen virhe on alhainen verrattuna varmennetuille vertailunaytteille saatuihin tuloksiin (taulukko 2), joten olisi uskal iasta esittaa, etta kulta alkaa valssautua suuremmiksi levyiksi jauhatusaikaa pidennettaessa, Selvasti kuitenkin havaitaan, etta jauhatusajan lisaaminen ei paranna tulosten toistettavuutta. Kuten Jokisivun tapauksessa, natriumsyanidiuutolla saadaan korkein kultap itoisuus ja pienin hajonta. Koska Pampalon malmissa kulta esiintyy nakyvana kultana, syanidiuutossa kaytetylla suuremmalla naytekoolla nahtavasti sadaan pienempi hajonta. Lyijyrikastuksessa saatu hieman matalarnpi kultatulos on selitettavissa taman naytteen poikkeuksellisen korkealla kultapitoisuudella: lyijyrikastuksessa kuonaan jaava kulta, mahdollisesti n. 5 %, nakyy tuloksissa. Tama olisi korjattavissa sulattamalla kuona uudeileen. 6.4 Kutemajarvi Kaikki kolme analyysim enetelmaa antavat toisiaan vastaavat tulokset Kutemajarven naytteille, Naytteen suurentarninen 20 g:sta 250 g:aan ei paranna edustavuutta, joten kulta on ilmeisesti naytteessa homogeenisesti jakautunut. Pidennetylla j auhatusajalla saadaan pienempi hajonta kuningasvesi- ja natriumsyanidiuuttoon perustuvissa rnaarityk sissa ja suurempi hajonta lyijyrikastukseen perustuvassa maarityksessa (taulukko 5). SuhteeIlinen keskihajonta naissa tuloksissa on hyvin pieni verrattuna taulukon 2 tuloksiin varmennetuilla vertailunaytte illa, joten jauhatusajan pidentamisella ei voida nayttaa olevan vaikutusta tuloksiin. 6.5 Jokisivu Jokisivun naytteille korkeimmat kultap itoisuudet j a pienin hajonta tuloksissa saavutetaan natriumsyanidiuutolla. T-testin perusteella syanidiuutolla saatu pito isuus on tilastollisesti merkittavasti suurempi kuin lyijyrikastuksella tai kuningasvesiuutolla saatu kultapitoisuus, ja f testin perusteella myos tulosten toistotarkkuus on merkittavasti parempi syanidiuutolla kuin kahdella muulla menetelmalla. Parempi toistotarkkuus on seuraus suuremmasta ja edustavammasta analyysinaytteesta, joka syanidiuutossa oli 250 g ja muissa 20 g. Tama on sopusoinnussa sen havainnon kanssa, etta kulta on malmissa osittain karkearakeisena, kuten esitettiin kohdassa 4.6. Jauhatusaikaa tarkasteltaessa (taulukko 5) Jokisivun naytteella havaitaan f-testin perusteella, etta molemmilla Iiuosmenetelmilla, kuningasvesiuutolla ja syanidiuutoila, hajonta pieneni jauhatusaikaa lisattaessa, Voidaan paatella, etta karkeat kultaa sisaltavat mineraalit tai kultarakeet ainakin jonkin verran hienonevat ja nayte tulee kullan suhteen homogeenisemmaksi jauhatusaikaa pidennettaessa.

24 Pahtavaara Pahtavaaran tulo sten hajonta pieneni piternrnan jauhatusaj an vaikutuksesta tilastoll isesti rnerkitt avasti seka lyijyrikastukseen etta syanidiuuttoon perustuvilla analyysirnenetelrnilla (taulukko 5). Tassa tapauksessa pidennetty jauhatusaika naytti parantavan naytteen homogeenisuutta. Tulosten hajonta on silti suuri kaikilla menetelmilla, suhteellise n keskihaj onnan (RSD) ollessa %. Kulta on tassa malmissa hyvin epaho rnoge enisesti jakautunut. Natriumsy anidiuutolla saadaan korkein kultapitoisuus j a pienin hajonta, kuten Jokisivun j a Pampalo n malmilla. Natriumsyanidiuutossa kaytetylla suuremmalla naytekoolla liene e merkitys hajontaan. Myos taman naytteen kultapitoisuus on korkea, joten lyijyrikastuksessa kuonaan jaava kult a nakyy tuloste n alhaisuutena. 7. Johtopaatokset ja suositukset Edella esitettyjen tulo sten perusteella, voidaan paatella, etta inventoitavan kultaesiintyrnan erityispiirteet tuli si selvittaa ennen lopullisen analyysisuunn itelman tekoa, jo s halutaan saastaa kustannuksissa ja kuitenkin saada luotettavat tulokset. Mineraloginen tutkimus tuke e ana Iyysimenetelman valintaa. Taman tutkimuksen ehka merkittavin tulos on syanidiuuton hyva tai jopa erinom ainen toimivuus hyvinkin eri tyyppi silla malmeilla kuten Osikonrnaki, Jokisivu, Kuternajarvi, Pampalo ja Pahtavaara. Osikonmaen tulokset ovat hieman alhaisemmat kuin Iyijyrikastuksella j a kuningasvesiuutoll a saadut, mutta ovat kuit enkin keskih ajonnat huomioon ottaen lahes samat. Aino staan Suur ikuusikon refraktorisell e malmille syanidiuutto ei ole kayttokelpoinen. lo s syanidiuutossa kaytet aan tavanomaista g:n analyysinaytetta, se on helpoin ja halvin kullan maaritysrnenetelrna. Syanidiuuton toteuttaminen pienella naytepunnituksella voisi tuotta a helpon pikamenetelrnan kullan maarittarniseksi sellaisista kohteista johon menetelrna soveltuisi. Naytekoon suurentaminen ei valttarnatta rnyoskaan paranna tulosten toistettavuutta, eika jauhatusajan lisaarninen aina paranna naytteen homo geenisuutta kullan suhteen. l os kulta esiintyy mineraalihilassa tai sulkeumina, kuten Osikonrnaen ja Suurikuusikon tapauksessa, paras kullan analyysirnenetelma on menetelrna, jossa kulta saadaan ulos sulkeumista ja kidehilasta. Tallainen menetelrna on Iyijyrikastus, jossa naytetta sulatetta essa korkeassa lampotilassa kiderakenne tuhoutuu taydellisesti ja kulta saadaan erotettua. lo s taas kulta esiintyy helposti uuttuvass a muodossa kuten Jokisivun, Kuternajarven, Pampalon tai Pahtavaaran malmeissa, yksi nkertaisella syani di- tai kuningasvesi uutolla saadaan jo pa hieman tarkemmat tulokset kuin yleisesti hyvaksytyl la Iyijyrikastuksella. Tassa tutk imu ksessa analyysirnenetelmia ei muoka ttu Kut ernajarven ja Pampalon naytt eiden epatavallisen korkeita kultapitois uuksia ajatellen, vaan kaytettiin rutiinirnenetelrnaa. Naiden naytteiden kultasaan toa kuningasvesi uutolla ja Iyijyrik astuksella voisi paranta a menet elrnaan muuntelemalla.

25 KiJjallisuusviitteet 23 Criss, J W. ja L. S. Biks, L. S. 1968: Calculation methods for fluorescent X-ray spectrometry. Empirical Coefficients vs. Fundamental Parameters, Analytical Chemistry 40, 1080 Fletcher, K j a Horsky, S., J 1988: Determination of gold by cyanidation and graphite furnace atomic absorption spectroscopy. Geochem. Explor. 30, 29. Graham, R L 1995: Mineral Industry Surveys. U.S. Department of Interior, Bureau of Mines, Washington, D.C. Juvonen, R : Diagnostiset natriumsyanidiuuttokokeet Suurikuusikon kultaesiintyrna sta, Geologian tutkimuskeskus, Kemian laboratorion sisainen raportti, 4 s, Espoo. Juvon en, R. ja Viiiinanen, P.J 1993: Determination of gold in geological materials by atomic absorption after lead fire assay separation. In: Analytical methods for determining gold in geological samples, ed. Esko Kontas, Geologian tutkimuskeskus, Tutkimusraportti 114, K ojonen, Kari & Johanson, B o 1988: Pahtavaaran Au-rnalmiaiheen malmimineraaleista. M raportti, Geologian tukimuskeskus Espoo, 2 s. K ojonen, K, Pakkanen, L. j a Johanson, B. 1996: Oriveden Kutemajarven Au-esiintyrnan rnalmi- ja rikastusmineralogiaa. Luottamuksellinen raportti M , 17 s, 8 kuvataulua, 9 kuvaa ja 6 liitetta. K ojonen, K., Johan son, B., Pakkanen, L. ja Juvonen R. 1997: Selostus Suurikuusikon Aumalmiaiheen mineralogisista tutkimuksista ja syanidi- seka diagnostisista liuotuskokeista. CIM , Luottamuksellinen raportti, Geologian tutkimuskeskus, Espoo, 23 s. 10 liitetta. Kontas, Esko, 1981: Rapic determination of gold by flameless atomic absorption spectrometry in the ppb and ranges without organic solvent extraction. Atomic Spectroscopy, 2, no2, Kontas E., "Determination of gold and palladium by aqua regia digestion, stannous chloride-mercury coprecipitation and flameless atomic absorption." In: Analytical methods for determining gold in geological samples ed E. Kontas, Geologian tutkiumuskeskus, Tutkimusrapo rtti 114, s.29 K orkeakoski, Esko A. 1992: Geology and geochemistry of the metakomatiite-hosted Pahtavaara gold deposit in Sodankyla, northern Finland, with emphasis on hydrothermal alteration. Bul\. geo\. Survey of Finland 360, 96 s., Geologian tutkimuskeskus, Espoo. Luukkonen, A ri 1994: Main geological features, metallogeny and hydrothermal alteration phenomena of certain gold and gold-tin-tungsten prospects in Southern Finland. Bull. Geo\. Survey 377, 153 s., Geologian tutkimuskeskus, Espoo. Nurmi Pekka, Johanson Bo & K ojonen Kari 1992: Kullan esiintyminen eraissa Suomen uusissa kultamalm iaiheissa, Vuoriteollisuus 292, Nurmi, P. A., K ojonen, K, Johanson, B. ja Pakkanen L. 1994: Ilomantsin Wardkultaesiintyman mineralogia ja rikastettavuus. Raportti KTM:lle (ei julkinen), 23 s.