GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS M 19/3432/-88/41/10 PALTAMO KIVESVAARA Timo Heino

Transkriptio

1 GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS M 19/3432/-88/41/10 PALTAMO KIVESVAARA Timo Heino RAPORTTI TUTKIMUKSISTA KIVESVAARALLA VUOSINA

2 SISÄLLYSLUETTELO JOHDANTO Alueen sijainti Tutkimusalueen pinta-ala Aikaisemmat tutkimukset TUTKIMUSTEN TAUSTA SUORITETUT MALMITUTKIMUKSET Maastotutkimukset Kallioperäkartoitus Malmikoiratutkimukset Geokemialliset tutkimukset Geofysikaaliset tutkimukset Koeojat ja tutkimusmontut Kairaukset Kemialliset analyysit TUTKIMUSKOHTEEN GEOLOGIA Geologinen tulkinta Kivilajiyksiköt ja kivilajit MALMIAIHE EKSKURSIOKOHTEET LÄHDEKIRJALLISUUS LIITTYY

3

4 2 Aikaisemmat tutkimukset Varhaisin kuvaus alueesta on Kajaanin karttalehden selityksissä (Wilkman, 1931). Meriläinen ja Laajoki (1975) ovat kirjoittaneet Kivesvaaran konglomeraatin magnettiitipallojen alkuperästä. Heino (1983) on kuvannut kallioleikkauksen geologiaa. TUTKIMUSTEN TAUSTA Tutkimukseen lähdettiin K.Meriläisen havainnon perusteella, hän oli käynyt tutustumassa Oulu - Kajaani tien korjausten yhteydessä tehdyn kallioleikkauksen louhintaan. Tällä matkalla Meriläinen oli havainnut kuparihometta leikkauksen seinämässä ja hänen analysoittamassa näytteessä oli 1.99 % Cu. Kivesvaaran kallioleikkauksen ja sen lähiympäristön tutkiminen otettiin kesän 1982 työohjelmaan. Joulukussa 1981 alueelle oli tehty valtausvaraus. SUORITETUT MALMITUTKIMUKSET Maastotutkimukset Kesällä 1982 tehtiin kivesvaaran kallioleikkauksesta detaljikartoitus mittakaavassa 1 : Kartoitusta varten kallioleikkauksen reunat puhdistettiin ja tarkoitus oli, että leikkausta olisi voitu käyttää jatkossa hyvänä ekskursiokohteena. Kuvassa 2 on esitetty kallioleikkauksen pystykuva sekä pintaleikkaus. Ympäristön kartoitus tehtiin mittakaavassa 1 : Liittyy osassa on lueteltu arkistoidut geologiset kartat. Kallioleikkauksesta otettiin detaljikartoituksen yhteydessä runsaasti hienäytteitä ja paikasta, jossa oli tavattu kuparihohdetta otettiin lisäksi soijanäytteet analysointia varten. Kallioperäkartoitus Kallioperäkartoituksen alueella on tehnyt kesäapulainen Aulis Kärki. Detaljikartoitus on allekirjoitaneen ja Kärjen tekemä. Malmikoiratutkimukset Malmiviitteiden saamiseksi Tarmo Kemppainen tutki lähiympäristön malmikoira Exon kanssa. Koira ilmaisikin selvästi kolme kohtaa kalliossa tavatun kupariaiheen pohjoispuolella. Myöhemmin tehdyssä montutuksessa tarkistettiin geofysikaalisten anomalioden lisäsi myös Exon ilmaisemat kohdat. Kalliosta ei kuitenkaan löydetty merkkejä sulfideista kyseisissä paikoissa. Koiran toiminnan kannalta alue on hyvä, sillä häiritseviä mustaliuskeita ei alueella ole. Lohkare-etsinnässä kiinnitettiin huomiota myös kahteen vanhaan kansannäytteeseen, jotka on löydetty Haapalan tilalta. Molemmissa näyteissä on ollut korkea Co pitoisuus, K/5113 Co 0.47 % ja K/5690 Co 0.6 % jälkimmäinen on ollut kompaktia rikkikiisua

5

6 ja edellisessä hyvä rikkikiisupirote. Molempien näytteiden käyntiraportit ovat varsin epäilyttäviä, näytteen K/5690 tarkistaja epäilee näytteen lentäneen metrin päässä olevasta rikkiisulouhoksesta, hän on ilmeisesti sekottanut paikan Hahtolan louhoksiin, jotka sijaitsevat yli kymmenen kilometrin päässä. Kivesvaaralla ei ole rikkiisulohosta. K/5113 on tullut Otanmäki Oy :n kautta, eikä näytteen lähettäjä ole "joutanut opastamaan näytteen tarkistajaa löytöpaikalle. Tehdessään lohkare-etsintää Kemppainen ei löytänyt mitään mikä olisi selvittänyt kyseisten näytteiden alkuperää. Geokemialliset tutkimukset Kesällä 1982 otettiin 11 moreeninäytettä yhdeltä linjalta, yhdessä pisteessä oli havaittavissa kuparipitoisuuden nousua moreenissa. Soijanäytteillä selvitettiin myös fylliitin ja metadiabaasin kuparipitoisuuksia. Kallioleikkauksen seinämästä otettiin 15 näytteen sarja, korkein Cu-pitoisuus oli 2.59 X 72 senttimetrin pituisessa näytteessä. Näytteenotto osoitti, että 6.5 metrin matkalta poratuissa näytteissä oli 0.68 % Cu, analysoitavaa soijaa oli saatu kyseiseltä väliltä 5.43 metriä. Rikkain osa on kuitenkin vain runsaan metrin paksuinen. Kesällä 1983 otettiin litonäytteet konglomeraatista, lähtökohdat näyttenottoon olivat poikkeuksellisen runsaana esiintyvät magnettiitipallot sekä raskasmineraalit konglome raatin iskoksessa. Näytteenotolla pyrittiin selvittämään mahdollista kullan esiintymistä konglomeraatissa. Geofysikaaliset tutkimukset Leikkauksen lähiympäristössä tehtiin detaljimagnetometraus, mittaussuunta valittiin siten, että se oli optimaalinen kiisuuntuman kulkuun nähden. Mittauksen tulokset on tulostettu 1 : 500 mitakaavassa. Mittauksella saatiin selvästi esille magnetiittia sisältävä konglomeraatti. Vuonna 1972 alueella oli tehty sähköinen ja magnettinen maastomittaus. Kartoillä erotuvat selvästi magnetiittia sisältävät konglomeraatit. Koeojat ja tutkimusmontut Viidellä tutkimusmontulla kallioleikkauksen N-puolella pyrittiin selvittämään kuparihohdetta sisältävän jakson jatkumista sekä malmikoira Exon antamia vinkkejä. Vanhan Oulu - Kajaani maantien viereen kaivetussa montussa tavattiin metadiabaasin ja fylliitin kontakti, kuparista ei kuitenkaan havaittu merkkiäkään. Exon havaintojen perusteella kaivetujen monttujen pojalta ei löydetty merkkejä kiisuista. Moreenista löydettiin yksittäisiä rautakiisuja sisältäviä lohkareita, jotka selittävät Exon tekemät havainnot.

7 5 Kairaukset Joulukuussa 1982 kairattiin kaksi reikää R327 ja R328. Molemmat reiät kairatiin samasta pisteestä eri kulmilla. Reiät lävistivät alussa emäksistä tuffia, tämän jälkeen hapanta kerroksellista fylliittiä ja päättyivät diabaasiin. Kallioleikkauksen seinämässä diabaasin ja happaman fylliitin kontaktin läheisyydessä havaitusta kuparimineraaliutumasta ei reiissä ollut merkkejä. Diabaasissa esiintyi satunnaisesti kupari- ja rikkikiisua. Kemialliset analyysit Moreeninäytteet on analysoitu geokemian Kuopion laboratoriossa AAS-menetelmällä, kallioleikkauksen seinämästä otetut malminäytteet on analysoitu AAS-menetelmällä malmilaboratoriossa Otaniemessä. Kultanäytteiden anlysoinnin on hoitanut geokemian Rovaniemen laboratorio Kontaksen (1981) kuvaamalla tavalla. Analysointia varten näytteet yhdistettiin neljän näytteen yhdistelmänäytteiksi, jotka anomaalisten pitoisuuksien osalta purettiin myöhemmin. TULKINTA Geologinen tulkinta Tutkimusalue sijaitsee Kainuun liuskejakson länsilaidalla, tutkimuskohteen länsipuolella on suorakerroksellisia arkoosikvartsiitteja. Kallioleikkauksen pohjoispuolella on virtakerroksellisia puhtaita kvartsiitteja. Nämä ovat ilmeisesti alueen vanhimmat kivet. Kallioleikkauksessa vanhimmiksi ki viksi on tulkittu intermediääriset vulkaaniset kivet, enimmäkseen tuffeja ja pyroklastisia kiviä. Valtaosa kallioleikkauksesta koostuu fylliiteistä. Kaikkia edellä mainittuja kiviä leikkaavat metadiabaasit. Leikkauksessa tavatut konglomeraatit on tulkittu alueen nuorimmiksi kiviksi. Ne sijoittuvat diskordantisti fylliitien, vulkaniittien ja metadiabaasin päälle. Kontakti on selvästi näkyvissä varsinkin kallioleikkauksen pohjoisseinämässä. TUTKIMUSKOHTEEN GEOLOGIA Kivilajiyksiköt ja kivilajit Tutkimusten yhteydessä päähuomio on keskitetty itse kallioleikkaukseen sekä sen välittömään lähiympäristöön. Kallioleikkauksessa näkyvät vanhimmat kivet ovat intermediäärisiä vulkaanisia kiviä tuffeja ja pyroklastisia kiviä. Ne koostuvat aktinoliitista,. plagioklaasista, kvartsista ja opaakeista, ne ovat joko kerroksellisia tai sisältävät saman koostumuksisia heitteleitä. Valtaosa leikkauksesta on hyvin hienorakeista kerroksellista fylliittiä. Se koostuu kvartsista, albiitista ja vaihtelevasta määrästä serisiittiä ja biotiittia, aksessorisesti siinä on apatiittia, zirkkonia ja opakkeja mineraaleja. Kerroksellisuus

8 6 on yleensä makroskooppisesti hyvin selvästi näkyvissä. Liuskeisuus, joka leikkauksen seinämissä on hallitseva rakennepiirre leikkaa kerroksellisuutta asteen kulmalla. Kvartsiitteja leikkauksessa tavataan kahdessa kohdassa leikkauksen eteläseinämässä, toinenen on arkoosikvartsiitti ja toinen serisiittikvartsiitti. Lisäksi konglomeraatin palloina on runsaasti eri tyyppisiä kvartsiitteja. Metadiabaasia on tavattu kahdessa eri paikassa leikkauksen seinämissä. Rakenteeltaan ne ovat blasto-ofiittisia, plagioklaasia, sarvivälkettä ja kvartsia sisältäviä kiviä, opaakkien mineraalien osuus on paikoin suuri. Opakkeina esiintyvät magnetiitti, rikki- ja magneettikiisu sekä vähemmässä määrin kuparikiisu. Kaikkien edellä esitettyjen kivien päälle tulee diskordantisti konglomeraatti. Konglomeraatti on näkyvissä leikkauksen länsipäässä sekä sen keskiosassa. Konglomeraatin palloaines, samoinkuin koko, on hyvin vaihteleva. Pallojen koko vaihtelee muutamasta millimetristä senttimetriin. Pallot ovat hyvin pyöristyneitä ja kompetenssierot ovat ratkaisseet pallojen deformoitumisen, kvartsiittipallot ovat paikoin aivan pallomaisia kun taas liuskepallot ovat litistyneitä ja erittäin pitkiksi venyneitä. Pallot koostuvat erilaisista kvartsiiteista, grauvakoista, fylliiteistä, juonikvartsista, turmaliini-kvartsi kivistä, magnetiitti-kvartsi kivistä, jaspiksista, metadiabaasista ja magnetiitti kappaleista. Matriksi koostuu pääosin kvartsista, serisiitistä ja magnetiitista., Leikkauksen keskiosassa konglomeraatin pallojen koko on selvästi pienempi kuin länsireunalla, keskiosan konglomeraattiin liittyy lisäksi matriksikannatteinen konglomeraatti, muualla konglomeraatti on klastikannatteinen. Kivesvaaran konglomeraatin magnetiittipallojen alkuperä on mielenkiintoinen, siinä on selvästi kolmea eri tyyppistä rautaa sisältävää pallotyypiä. Magnetiitti, magnetiitti-kvartsi ja jaspispallot, joissa on hematiittia. Meriläinen ja Laajoki (1975) arvelevat magnetiittipallojen olevan lähtöisin jatulin emäksisistä metavulkaniiteista. Onkin ilmeistä, että osa rautaa sisältävistä palloista on jatulin vulkaniiteista, osan edustaessa merijatulin rautamuodostumia. Konglomeraatin aseman sekä palloaineksen perusteella Kivesvaaran konglomeraatti on rinnastettavissa Kankaan (1985) kuvaamaan Mäntykankaan konglomeraattiin. MALMIAIHE Kuparihohdetta sisältävän fylliitin ei ole todettu jatkuvan' kallioleikkauksen pojoispuolella ( kairaus ja montutus ), se ei myöskään jatku leikkauksen S-seinämään asti. Havaintojen perusteella onkin todennäköistä, että kyseessä on metadiabaasin kontaktiin liittyvä pienialainen mineraaliutuma.

9 7 Malmimineraaleina esiintyvät rikkikiisu, kuparikiisu, borniitti, kuparihohde ja metallinen kupari, siten, että kuparirikkaimmat malmimineraalit ovat kauimpana diabaasin kontaktista. Konglomeraateissa on runsaasti magnetiitti ja magnetiittikvartsi palloja minkä lisäksi konglomeraatin iskoksessa on runsaasti magnetiittia. Konglomeraatista otetuissa soijanäytteissä oli enimmillään 300 ppb Au. Konglomeraatissa olevan runsaan magnetiitin rikastumisen perusteella olot ovat olleet suotuisat raskasmineraalien rikastumiselle. Havaittujen alhaisten kultapitoisuuksien perusteella onkin mahdollista, ettei sedimenttien lähtöaluella ole ollut merkittäviä kultapitoisuuksia Tehdyissä tutkimuksissa on selvinnyt, ettei kallioleikkauksesta löydetty mineraaliutuma ole kooltaan merkittävä ja että konglomeraateissa kultapitoisuudet ovat merkityksettömiä. Näillä perusteilla alueen jatkotutkimuksista on luovuttu. EKSKURSIOKOHTEET Ekskursiokohteena kallioleikkaus on hyvä paikka, kallioleik kauksen seinämissä on nähtävissä konglomeraatin asettuminen diskordantisti fylliittien ja metadiabaasin päälle. Kallioleikkauksen päällä on säilynyt räjäytyksistä huolimatta joitakin hyviä konglomeraatti- ja fylliittipaljastumia. Kuopio Timo Heino geologi

10 8 LÄHDEKIRJALLISUUS Heino, T., Kivesvaara bedrock section at Paltamo. pp K. Laajoki & J. Paakkola (toim.) Exogenic processes and related metallogeny in the Svecokarelian geosynclinal complex. Geol. Surv. Finland, Guide 11. Kangas, R., Alaproterotsooisen Itä-Puolangan ryhmän länsiosan litostratigrafia, paleosedimentaatio ja rakenne, Puolanka. Res Terrae, Ser. B, No. 8 Kontas, E., Rapid determination of golld by flameless atomic absorption spectrometry in the ppb and ppm ranges without organic solvent extraction. Atomic Spectroscopy, 2(2), pp Laajoki, K,. ja Meriläinen, K., Paltamon pitäjän Kivesvaaran konglomeraatissa esiintyvien magnetiittipallojen alkuperästä. M 10/3432/-75/1/10 julkaisematon raportti. Wilkman, W.W., Suomen geologinen yleiskartta. Lehti C 4, Kajaani. Kivilajikartan selitys. Helsinki.

11 9 LIITYY Geologiset kartat M 11.7/3432/-88 1 : Geofysikaaliset kartat Q22/ D 05 detalji/1 1 : 500 Q22/ D 05 detalji/2 1 : 500 Q22/ D 05 detalji/3 1 : 500 Syväkairausraportit M 19/52/3432/82/R327 M 19/52/3432/82/R328 Syväkairausprofiilit M 52.7/3432/-82/R 327, R Havainnot AUK AUK-82-M82 AUK AUK TOH Hieet Ohuthieet Ku Ku Ku Kiillotetut ohuthieet Ku Ku