OUTOKUMPU OY 0 K MALMINETSINTX. V T Koistinen suoritti alueella rakennegeologisen

Transkriptio

1 OUTOKUMPU OY 0 K MALMINETSINTX Q Taustaa Geologiasta Petrofysiikasta Esiintymää voidaan pitää yhtenä harvoista aerosähköisen menetelmän (Rotary field) löydöistä vuodelta 1959, vaikka lähistöltä oli jo pari vuotta aiemmin löydetty kiisuja paljastumasta. Vasta sitten tutkimukset alkoivat edetä nopeasti. Maastomittauksin ja heti perään kairauksin paikannettiin vielä samana vuonna magneetti- ja rikkikiisumineralisaatio, joka sisälsi heikosti sinkkiä ja kuparia. Esiintymän koko on kasvanut lisätutkimusten myötä luvun lopulla aiheelle palattiin; jatkeita kairattiin ja tehtiin syväluotauksia hyvän johtavan laatan seuraamiseksi. V T Koistinen suoritti alueella rakennegeologisen erikoistutkimuksen. Pintaosiltaan jo louhittavaksi hyväksytyn esiintymän jatkotutkimusten tavoitteena on löytää sinkin ja kuparin osalta rikastunut osue. Esiintymä sijaitsee muuttuneiden kivien, kordieriitti-antofylliitti, kontaktisaumassa gneissejä vasten (kuva 1 a). Ns. Ruostesuon malmion määräksi m tasolle on arvioitu 1,7 milj. tonnia, S 35 %, Zn 2,5 % ja Cu 0,36 &. Eroosiotasossa koko mineralisaation pituudeksi saadaan yli kaksi kilometriä. Syvyysjatkeet on heikosti tunnettu. Tilaa on yli 10 miljoonan tonnin massiiville. Alue on heikosti paljastunut, mutta 134 reikää kertovat muodostuman pintaosista, vain yksi syvempi, 350 m reikä on tehty viimeksi talvella Kuvan Ib mukainen käsitys rakenteesta on vallalla (Koistinen, 1984): Päädeformaatiovaiheista F2 on dominoiva, F1 käsittää pieniä, amplitudiltaan korkeintaan muutaman kymmenen metrin, isoklonaalisia poimuja. F3:n NW-komponentti voi paikoin kasvaa merkittäväksi, NE on sitävastoin satunnainen. F4 on satunnainen, vähäinen ja lokalisoitunut. Muista ei ole havaintoja. Ilmeisesti F1:n intensiivisyys määrää malmin konsentroitumisen, mutta juuri laatan ohuus suurimmassa osassa aluetta viittaa F1:n heikkouteen. Alueen kivet ovat fysikaalisilta ominaisuuksiltaan varsin selkeät. Malmi sisältää runsaasti magneettikiisua, joka antaa kohtalaisen magneettisuuden, mutta muuttuneissa kivissä on magnetiittipesäkkeitä, joiden suskeptibiliteetti voi kohota jopa yhteen SI-yksikköön. Emäksiset vulkaniitit ovat paikoin myös magnetoituneet jonkin verran. Gneissit ovat neutraaleja eikä mustia liuskeita ole tavattu. Tihey-

2 Q OUTOKUMPU OY 0 K MALMINETSINTW deltään malmi on yli 4000 kg/m 3, muuttuneet kivet n granaatin nostaessa paikoin tiheyttä. ~mäksinen vulkaniitti on m ös n. 3000, hapan vulkaniitti ja gneissi<2800 kg/m 3. Malmi on huomattavasti ympäristöä johtavampaa, jopa 1000 ~ /m. Magneettisen mittauksen avulla voidaan rajata muuttuneet kivet ja paikoin erottuu malmin pintaosa. Painovoima korreloi magnetoituneen alueen kanssa kertoen lisätietona granaattipitoisuuden kasvusta tai muuttuneiden kivien paksuudesta. Ainoastaan sähköisesti malmia voidaan suoraan paikantaa, muttei arvioida sen pitoisuuksia. Mittauksista Tuloksista Alueella on tehty useaan otteeseen erilaisia geofysiikan mittauksia. Varhaisemmista on kirjoittanut Laurila (1963). Seuraavassa keskitytään sähköisiin menetelmiin, joillq on pyritty selvittämään muodostumaa syvemmältä: Turamia käytettiin jo v. 1964, mutta saatuihin tuloksiin ei tuolloin paljon uskottu luvun puolella on mitattu AMT:tä 73 luotauspistettä, TDEM sisäkkäisin silmukoin, 100 x 100 ml Sirotemillä lähes 200 pistettä, EM37:llä kiinteällä lähetinsilmukalla kooltaan 400 x 600 m n. 100 pistettä, kolme reikää Sirotemin reikäanturilla yhteensä n. 600 m ja mise-a-la-masse menetelmällä (latauspotentiaali = CP) harvoilla profiileilla koko alue peittäen sekä 9 reikää (liite 1). Magneettisesta kartasta (liite 2) on syytä panna merkille "venymät", A, B ja C kaakkoon päin. Painovoimakartan (liite 3) maksimi korreloi granaattipitoisen kordieriitti-antofylliittikiven kanssa. Vastaavat venymät nähdään epämääräisempinä. Slingram (liite 4) rajaa malmin puhkeamat. Painovoimamaksimin kohdalla on sisempi anomaliakaari, jota ei ole lähemmin selvitetty. Itäpäässä on lisäksi erillinen, rajaamaton Slingram-anomalia. CP antoi yllättävän tuloksen (liitteet 4-8). Oli maadoitus itä- tai länsipäässä, koko muuttuneiden kivien alue on samassa potentiaalissa. Kaukomaadoitukset olivat yli 5 km päässä ensin luoteessa, sitten kokeeksi lounaassa tulosten pysyessä muuttumattomina. Yksityiskohtia on vähän, eivätkä malmin puhkeamat ole erityisasemassa. Rajautuminen etelään ja länteen päin tapahtuu jyrkästi, pohjoiseen ja itään taas loivasti. Venymät A ja B ovat selvät. Tulokset rei'istä osoittavat lävistysten olevan samassa potentiaalissa, joka muuttuu loivasti sivukivien puolella. Syvän reiän alkuosan lävistys on sensijaan eri potentiaalissa, ero 1 mv, kun se sivukiviin on enimmillään 3-4 mv.

3 Q OUTOKUMPU OY 0 K MALMINETSINTK Sirotem-mittaus sisäkkäisin silmukoin (liitteet 9-21) antoi enemmän yksityiskohtia kuin CP. Malmin puhkeamat rajautuvat hyvin. Alueen sisäosaan jää selvä anomaliaton kohta. Venymät A ja B ovat myös selvät. Pohjoispuolella havaitaan kaksi erillistä heikkoa anomaliaa kuin "häränsilmät", joiden aiheuttajaa ei lähemmin tunneta. Itäänpäin suuntautuvan venymän lähempi tutkiminen tapahtuu parhaiten profiilien leikkauksina. Profiililla X = 54.4 sijaitsi alkuun kolme lyhyttä reikää, jotka lävistivät 2-10 m paksun kiisulaatan taaimmaisen lävistyksen antaessa ymmärtää kaateen loivene- Van. CP-tuloksen pienet potentiaalierot merkitsevät laatan jatkuvuutta lävistysten ulkopuolelle (liite 22), samoin Sirotem-tulos puhuu jatkuvuuden puolesta hyvinkin pitkälle. Tuloksen luotettavuutta kuitenkin häiritsi jo Slingramilla todettu itäinen anomalia, joka erottuu heikomman aikavakionsa suhteen. Kolme 200 m välein mitattua rinnakkaista profiilia tukee toisiaan; laatta jatkuu ainakin m itään loivalla kaateella. Samoin jatkuisi idempänä puhkeava johdekin. Mallikäyrien avulla tehty kaksikerrostulkinta näyttää kauniilta. Syvyysmuunnos paljastaa johtavuuden heikentymisen pisteessä Y = 69.1 (liite Ila). Myös AMT mitattiin samoilta profiileilta epäedulliseen ajankohtaan syksyllä. Tulokset sopivat huonosti oletettuun rakenteeseen, mistään loivasti kaatuvasta johteesta ei voida puhua kerrosmallitulkintojen perusteella (liite Ilb). Idempi johde näkyy korkeammilla taajuuksilla ja mahdollisesti kohonneina syvyysarvoina. Profiilin X = 54.6 tulos sensijaan korreloi paremmin tunnetun laatan pintaosien kanssa, mutta vaihtelut ovat jyrkkiä, aivan kuin välissä olisi katkos tai muut 2D tai 3D efektit vaikuttaisivat tulokseen. Rakennegeologisen mallin mukaanhan kyseessä on antikliinipoimu, jonka akseli on itäkaakkoon, vinottain profiileihin nähden. Harjan jyrkkyydestä tai F1 deformaation aiheuttamasta pikkupoimuilusta ei tiedetä. Kokemus on osoittanut AMT:n indikoivan herkemmin 2D ja 3D vaikutuksia kuin TDEM. Jatkuvuuden varmistamiseksi kairattiin syvä reikä no. 134 profiilille X = 54.4 alkaen Y = Se lävisti myös idemmän johteen n. 60 m syvyydellä; se oli ohut kiisumassiivi. Seuraavaa lävistystä odotettiin alle 200 m syvyydeltä, mutta saatiinkin vasta lähes 300 metristä. Petrofysikaalinen tarkistus osoitti kapean johdevyöhykkeen (1 ~ /m) vähän alle 200 metristä, mutta se oli vääräntyyppistä kiveä.

4 Q OUTOKUMPU OY 0 K MALMINETSINTA Tuon reiän CP- ja TDEM-mittaukset (liitteet 22 ja 23) osoittivat syvimmän lävistyksen olevan tavoitellun laatan jatke ja maanpinnan Sirotem-tuloksen voidaan katsoa vinoutuneen salakavalasti idemmän johteen vaikutuksesta. TDEM reikätulosta se hallitseekin selvästi, kun todetaan aikaisten kanavien merkinkääntö sopivasti jälleen vajaan 200 m syvyydellä. Tällainen käyttäytyminen selittyy kuitenkin jo, kun tulos tulkitaan levymallin approksimaatiolla, liite 24. Alemman laatan pään pitäisi samaisen tulkinnan perusteella olla vajaan 100 m päässä, mutta mitä myöhäisempää kanavaa tulkittiin, sitä pidemmäksi laatta venyy. Kairauksen jälkeen tehtiin vielä mittaus EM37:llä ja isolla lähetinsilmukalla, 400 x 600 m, keskipiste X = 54.4, Y = eli idemmän johteen päällä. Profiilin X = 54.4 tulos voidaan tulkita yhdellä johdelaatalla, joka hyvällä tarkkuudella vastaa 12- vistyksiä (liite 25). Syvyysmuunnos, joka vääristyy lähellä pintaa lähetinsilmukan ulkopuolella, antaa syvimmän lävistyksen kohdalla n. 50 m liian matalan arvion. Laatan jatkuvuus itäänpäin olisi tämän tuloksen valossa selvä vielä ainakin 200 m viimeisestä lävistyksestä. Päällä olevan johteen vaikutusta ei huomaa muuten kuin alkukanavien merkinvaihtona ja voimistumisena itäänpäin. Mikä on sen vaikutus tulkintoihin, jää avoimeksi ja osoittaa kuinka suuri tarve keskinäisinduktanssin huomioivaan mallintamiseen olisi. Poikkiprofiilin Y = 69.1 (liite 26) syvyysmuunnos on yllättävän yhtenäinen todistaen laatan harjan olevan kohtalaisen leveä (200 m) ja tasainen. Se rajautuu jyrkästi eteläpuolella, mutta syvenee loivemmin pohjoiseen toiset 200 m. Levymallitulkinta antaa leveydeksi jopa 700 m. Reiän 134 lävistys sattuu varsin keskelle laattaa, kun reiän sivupoikkeaman tiedetään olevan 50 m pohjoiseen, mutta tulkintoja merkittävästi syvemmällä. Johteen aikavakio on huomattava; tyypillinen transientti on esitetty liitteessä 27. Alueen länsipuolella ei ole käytettävissä syviä 1svistyksiä, joten siellä tulkinnat jäävät spekuloinniksit mutta jotain havaintoja kannattaa kirjata. Jatkoselvittelyn paikkoja on kolme: ~änsipään kahden lähekkäisen puhkeamavyöhykkeen (Ruostesuon malmio ja Pohjoismalmio) välinen yhteys, Pohjoismalmion syvyysjatkeet itään (pohjoiseen) päin ja Ruostesuon malmion tai Välimalmion "venymä", B, kaakkoon. CP-mittaus kertoo karkeasti jatkuvuudesta pohjoiseen päin ja venymän, B, olemassaolosta. Yksityiskohtia tuloksesta on vaikea johtaa eikä reikämittauksia tällä puolella tehty.

5 Q OUTOKUMPU OY 0 K MALMINETSINTX Sirotem-mittauksia on tehty n. 200 m linjavälillä, mutta aivan länsipäätä ei ole mitattu. Läntisin profiili AB-koordinaatistossa on B = 18.65, jonka tulos on luonteva tulkita siten, että erilliset vyöhykkeet ovat alakautta yhteydessä, mutta Pohjoismalmi kaatuisi silti koilliseen. Kyseessä olisi siten antikliinin harja aivankuin geologinen rakennemalli kohdassa F osoittaa. Jatkuvuutta kaateen suuntaan voisi 200 m, minkä jälkeen koillisempana on kaksi heikohkoa anomaliaa, kuin "häränsilmäpari" tasokartalla. Viimemainitut eivät liittyne mitenkään kiisulaattaan, vaan indikoivat muuttuneiden kivien reunassa mahdollisesti olevia magnetiittipesäkkeitä. Poikkiprofiilit vahvistavat niiden pienialaisuuden. AMTtuloksissa voimakas maksimi pisteessä A = 9.8 saattaa merkitä aukkoa malmioiden välillä. Rinnakkaistulokset viittaavat samaan suuntaan, samoin yksittäishavainto oletetun kaaren päällä, piste A = 9.8, B = (liitteet 28-30). Jatkeita lounaaseen tai länteenpäin ei ole havaittavissa. o?!i%! Profiilin B = Sirotem-tulos osoittaa Ruostesuon malmion olevan paksun ja lähes pystyn tällä kohtaa. Syvyysjatketta koilliseen päin on selvästi ja se voisi aiheutua yhtä hyvin Pohjoismalmion "venymästä". Tukea tälle ajatukselle saadaan magneettisen anomalian jatkuvuudesta kaakkoonpäin. Seuraava profiili, B = 19.1, sijaitsee kaaressa (Välimalmio), eikä siitä voi muuta todeta kuin, että se on anomaalinen, mutta huomionarvoista on uusi piirre, syvyysjatke lounaaseen. Profiililla B = 19.3 em. piirre on jo voimakas ja jatkuu aina Ruostesuon malmion tasalle asti. Profiileilla B = 19.5 ja 19.7 havaitaan edelleen samainen indikaatio lounaan puolella (nyt Ruostemäen malmioon nähden) sijaitsevasta johteesta, joka on aivankuin pudonnut syvemmälle. Tulosten merkityksen arviointi edellyttää kairauksia Välimalmion molemmin puolin. Yhteenveto CP-, AMT- ja TDEM-mittauksia sekä Sirotem- että EM37 laitteilla on tehty useaan eri otteeseen viimeisen kuuden vuoden aikana. Malmilaatan, joka erottuu selvästi johtokyvyltään ympäristöstä, jatkeita on pystytty seuraamaan m syvyydelle. Kompleksisen rakenteen vuoksi arvioiden luotettavuus on paikoin kärsinyt, mutta näin on saatu menetelmien käyttäytymisestä uutta tietoa. CP-tulos osoittaa koko laatan olevan galvaanisessa yhteydessä. Syvem-

6 Q OUTOKUMPU OY 0 K MALMINETSINTA mälle loivasti sukeltavat jatkeet kaakkoon on havaittavissa selvästi. AMT-tulos kielii kompleksisesta rakenteesta. Sirotemillä mitattu sisäkkäisten silmukoiden geometria vahvistaa CP-tuloksen ja antaa yksityiskohtia myös alueen sisäosista. Syvyysarviot kerrosmallilla jäävät itäosassa tehdyn syväreiän mukaan liian mataliksi. Reikämittaus ja levymallitulkinta vahvistavat oletetun rakenteen. Lähemmäs lävistyssyvyyttä päästiin myös EM37:llä, kun erillinen iso lähetinsilmukka asetettiin idemmän häiritsevän johdevyöhykkeen päälle sen vaikutuksen pienentämiseksi. Poikittainen profiili osoittaa laatan harjan olevan varsin tasaisen ja leveän. Ruostesuon puoleinen alue toi esiin kaksi samantyyppistä venymää, jatketta poimuakselin suunnassa. Näiden osalta tarvitaan tarkistuksia kairauksin. Jonkinlaista jatkuvuutta on koilliseen päin, mutta lounas ja länsisuunnat rajautuvat jyrkästi. Alueen potentiaalisten malmivarojen voidaan katsoa lisääntyneen merkittävästi sähköisten syväluotaustulosten valossa. Mutta parempia pitoisuuksia ei voi mistään osoittaa, koska korkea kiisupitoisuus ja johtokyky eivät välttämättä korreloi arvometallien kanssa.

7 I I Kuva la

8 Kuva 1b

9

10 Liite 2

11 Liite 3

12 Liite 4

13 Liite 5

14

15 - - KLJ m KP X Y & X705OlY OUTOKUMPU Oy Malminetsinta. KALLI 0 KY LA Prof. x= : 1000 JLIMLK

16 OUTOKUMPU Oy 1: 1000 Mal rni netsinta JLIMLK -83 KALLIOKYLA 490 Prof. A

17 Liite Q

18 Liite 10

19

20

21

22 Liite 12b

23

24

25

26 i 1 ). FiLLli:~l '!'i..fi Ec- 1 U. 6=1 Liite 14b J t :, 1 'ri'...'er: l,,' ---- i i ij LIU x Hz t I '1 L A 0 'Ii ri 3 n, ' - c ' 3.4 '-i..i I 1 L : I I

27

28

29

30

31

32 Liite 20

33

34 Liite 22

35 Liite 23

36 ~:::~:~t-~,j~.~~.:?..~~~c.~i= lb.clo0 5, :si J t 1 = 60. ocl ril , Pi t.'ri.js= 100,j.3 t<t:it*-e:~i.~z= 180 rii 1:; E. 5. 1: i p i 5 7, E ; $1) : t- j ?. t, 1 = Lj. 0 ri.1 1: 3 j = 1 3. I I 1::: 5 t: 1.?. ak:.% 3,j = I'I. o.35 t, t t : 1 = i. I, 1: I I 1 II t i 1-1,j 3 3!..i. 3 t ~ Liite 24

37

38

39 Liite 27

40

41 Liite 29

42 Liite 30

43

44

45

46

47

48

49

50

51