Eurajoen Olkiluodon kairanreikien Ol-KR9 ja Ol-KR 10 geofysikaalisten reikämittausten tuloskäsittely ja rakennemallin tarkistus

Transkriptio

1 Työ r a p o r t t i Eurajoen Olkiluodon kairanreikien Ol-KR9 ja Ol-KR 1 geofysikaalisten reikämittausten tuloskäsittely ja rakennemallin tarkistus Kai Front, Olli Okko, Pertti Hassinen VTT Yhdyskuntatekniikka Väylät ja ympäristö Kesäkuu 1997 POSIVA OY Mikonkatu 15 A, FIN-1 HELSINKI Puhelin (9) Fax (9)

2 Työ r a p o r t t i Eurajoen Olkiluodon kairanreikien DL -KR9 ja DL -KR 1 geofysikaalisten reikämittausten tuloskäsittely ja rakennemallin tarkistus Kai Front, Olli Okko, Pertti Hassinen VTT Yhdyskuntatekniikka Väylät ja ympäristö Kesäkuu 1997

3 TEKIJÄORGANISAATIO: VTT Yhdyskuntatekniikka Väylät ja ympäristö PL VTT TILAAJA: Posiva Oy Mikonkatu 15 A 1 HELSINKI TILAAJAN YHDYSHENKILÖ:..., - J4 FM Timo Äikäs Posiva Oy TILAUSNUMERO: 9571/97/AJH VTT:n YHDYSHENKILÖ: FL Kai Front VTTNKI TYÖRAPORTTI EURAJOEN OLKILUODON KAIRANREIKIEN OL-KR9 JA OL-KR1 GEOFYSIKAALISTEN REIKÄMITTAUSTEN TULOSKÄSITTELY JA RAKENNEMALLIN TARKISTUS :) jc-1.-? -----,_;(-A..2(_. TARKASTAJA: FT Pekka Anttila IVO POWER ENGINEERING

4 Raportissa esitetyt johtopäätökset ja näkökannat ovat kirjoittajien omia. eivätkä välttämättä vastaa Posiva Oy:n kantaa.

5 EURAJOEN OLKILUODON KAIRANREtKIEN OL-KR9 JA OL-KR1 GEOFYSIKAALISTEN REIKÄMITTAUSTEN TULOSKÄSITTELY JA RAKENNEMALLIN TARKISTUS TIIVISTEL MÄ Teollisuuden Voima Oy:n ja Imatran Voima Oy:n voimalaitosten ydinjätehuollossa varaudutaan käytetyn polttoaineen loppusijoitukseen kallioperään. Tähän liittyvien Posiva Oy:n suorittamien yksityiskohtaisten paikkatutkimuksien toimeksiantona käsiteltiin ja tulkittiin Eurajoen Olkiluodon tutkimusalueelia vuonna 1996 kairatuissa noin 6 m pitkissä rei'issä KR9 ja KRl tehtyjä geofysikaalisia reikämittauksia. Tuloskäsittelyssä mittausarvot piirrettiin tarkoituksenmukaisiin mittakaavoihin profiileiksi ja profiilien yhdistelmäkuviksi. Reikämittauksista tulkittiin kivilajivaihtelu, kallion rakoilu, rakovyöhykkeiden esiintyminen ja luonne. Lisäksi rakoilun luonnetta analysoitiin vedenjohtavuusmittausten sekä suuntaavien reikäkeilaimi en, dipmeterin ja televiewerin sekä reiän TV -kuvauksen perusteella 76 mm halkaisijaisessa reiässä KRlO. Lopuksi tarkasteltiin merkittävimpien vedenjohtavuusrakenteiden liittymistä alueelliseen kalliomalliin käyttämällä hyväksi suuntaavan reikätutkan ja VSP-mittausten antamaa tietoa rakenteisiin liittyvistä heij astuksista. Olkiluodon tutkimusalueen uudet kairaukset toivat esille jo aiemmissa rei'issä havaittujen pegmatiittisten ja tonaliittisten kiillegneissien vuorottelun ja jatkumisen. Lisäksi rei'issä on lyhyitä amfiboliittisia lävistyksiä. Kairasydämissä havaitut raot ovat pääosin täytteisiä. Rakotäytteinä on karbonaattia, kaoliniittia, illiittiä ja kiisuja. Uusien reikäosuuksien merkittävimmät rakovyöhykkeet erotettiin pääsääntöisesti akustiseen luotaukseen perustuvista rakohuokoisuuden ja kimmokertoimen profiileista sekä pohjaveden lämpötilan ja sähkönjohtavuuden mittauksista. Akustisten reikämittausten ja eromittauksilla määritetyn vedenjohtavuuden perusteella 3-5 rikkonaisuusjaksoa kummassakin retassa tulkittiin alueellisesti merkittäviksi rakenteiksi. Rikkonaisuusjaksojen geometrinen sijainti ja niihin liittyvät VSP-heijastukset ovat varsin sopusointuisia alueen kalliomallin kanssa, joten reikien KR2, KR4, KR7, KR9 ja KRlO vettäjohtavimmat rikkanaiset reikäjaksot ehdotettiin yhdistettäväksi laajaksi laiva-asentoiseksi vedenjohtavuusrakenteeksi. Tyypillistä rakenteelle on se, että geofysiikan reikämittausprofiileissa rikkonaisuusjaksot erottuvat usean metrin pituisina anomalioina, mutta reikäleikkauksissa lävistys on usein vain muutamia kymmeniä senttimetrejä pitkä. Reikä-TV:n ja akustisen televiewerin reikäkeilauskuvissa havaitaan rakenteessa vain yksittäisiä avorakoja tai avorakojen ryhmiä, joilla on kuitenkin huomattavan suuria avaumia. Avainsanat: Geofysikaalinen, rakennemalli, kivilaji, rikkonaisuus, vedenjohtavuus

6 INTERPRETATION OF GEOPHYSICAL LOGGING OF BOREHOLES OL KR9 AND OL-KR1 AT THE OLKILUOTO SITE AT EURAJOKI AND REVISION OF THE BEDROCK MODEL ABSTRACT The Finnish power cernpanies Teollisuuden Voima Oy and Imatran Voima Oy are preparing for final disposal of the high-level nuclear fuel waste deep into the bedrock. The Olkiluoto research site at Eurajoki is one of the four candidates selected for the detailed site characterization. This report describes the processing and interpretation of standard single hole geophysical borehole logging carried out in the 6 m long boreholes KR9 and KR1 cored in 1996 at the Olkiluoto site at Eurajoki. Furthermore, the structural bedrock model of the Olkiluoto site was reviewed according to the hydraulic conductivity measurements, and oriented fracture data of dipmeter, televiewer and borehole-tv applied in the 76 mm diameter hole KR1 as well as according to the reflections obtained by oriented borehole radar and VSP surveys. Lithological units, mica and tonalite gneiss, pegmatite and short amphibolite-like sections, are classified by the use of combined natural gamma radiation, density and magnetic susceptibility information. Fracturing is analysed by the interpretation of different types of acoustic, density, resistivity and temperature logs. There are typically 1-3 fractures per meter in the drilled borehole cores. Fractures are commonly filled with kaolinite, carbonate, illite or sulphides. Fractured sections are Iaeated and described along each of the boreholes by combining the logs of fluid temperature and salinity together with the porosity and modulus of elasticity derived from the full wave form sonic log and the visual observations at the core samples. According to hydraulic conductivity tests and attenuation of both body and tube waves in the full vaweform acoustic logs, 3-5 individual sections were considered as areally significant fractured zones. Geometrically, these sections and the adjoining VSP reflections are rather well compatible with the bedrock model. Thus, the most hydraulically conductive borehole sections are suggested to be combined as single large gently dipping major fracture zone. It is typical af this structure ta introduce several meters Iong geophysical anomalies, but short ( < 1m) fractured core sections. Moreover, the borehole-tv and acoustic televiewer images show only single open fractures or fracture groups, which have remarkably large apertures. Key words: Geophysical, structural bedrock model, lithological unit, fracturing, hydraulic conductivity

7 1 JOHDANT TUTKIMUSMENETELMÄT REIKÄMITTAUSTULOSTEN TULKINTA Uusien reikäosuuksien geologinen luonnehdinta Yleistä Reikä OL-KR Reikä OL-KR Rakoilu ja rakovyöhykkeet Yleistä Reikä OL-KR Reikä OL-KR Vettäjohtava rakoilu Yleistä Reikä OL-KR Reikä OL-KR1 3 4 KALLIOMALLIN PÄIVITYS REIKIEN KR9 JA KR1 PERUSTEELLA Rakoilun ja heijastusten suunnatut havainnot rei'issä KR9 ja KR Rakoilun suunnatut havainnot VSP-mittaukset Tutkamittaukset suuntaavalla reikäantennilla Rikkonaisuusrakenteisiksi tulkittavat reikälävistykset Kalliomallin ja uusien havaintojen yhteensovitus YHTEENVETO KIRJALLISUUSVIITTEET LIITELUETTELO... 55

8 2 1 JOHDANTO Teollisuuden Voima Oy:n Olkiluodon sekä Imatran Voima Oy:n Loviisan voimalaitosten ydinjätehuollossa varaudutaan käytetyn polttoaineen loppusijoitukseen Suomessa. Tähän liittyviä yksityiskohtaisia sijoituspaikkatutkimuksia tehdään Kuhmon Romuvaaran, Äänekosken Kivetyn ja Eurajoen Olkiluodon sekä Loviisan Hästholmenin alueilla vuosina Yksityiskohtaisissa paikkatutkimuksissa on kairattu uusia reikiä (sijainti ks. kuva 1 ), joiden avulla pyritään varmentamaan aikaisemmin tehtyjä tulkintoja ja hankkimaan uutta geologista tietoa tutkimusalueiden kallioperästä. Eurajoen Olkiluodon tutkimusalueelle kairattiin vuonna 1996 kaksi uutta reikää KR9 ja KR1 noin 6 m:n syvyyteen asti. Näistä reikä KR1 on kairattu muista rei'istä poikkevalla 76 m:n reikäkoolla lähes pystysuoraksi. Tässä raportissa esitetään tehtyjen geofysikaalisten reikämittausten tuloskäsittely ja tulkinta sekä tarkastellaan reikien antamaa lisätietoa Olkiluodon kalliomalliin (Saksa et al. 1996). Alustavissa sijoituspaikkatutkimuksissa geofysikaaliset yksireikäluotaukset jaettiin kolmeen ryhmään tärkeimmän käyttösovelluksen mukaan kivilajivaihtelua, vesipitoista rakoilua ja rikkonaisuusvyöhykkeitä sekä pohjaveden virtausta kuvaaviin luotauksiin. Tuloskäsittelyssä (Okko et al. 199a, b) mittausarvot ja kairausnäytteestä määritetyt kivilaji- ja rakotiedot piirrettiin LOG-ohjelmistolla (Vaittinen 1988) tulkinnan kannalta mielekkäisiin mittakaavoihin profiileiksi ja profiilien yhdistelmäkuviksi. Yksityiskohtaisten paikkatutkimusten reikämittausten tulkintametodiikka perustuu alustavien paikkatutkimusten reikäkohtaisessa tulkinnassa kehitettyyn menettelyyn (Korkealaakso et al. 1988, Okko et al. 1993b ). Tässä työssä kyseisiä menettelytapoja sovelletaan mittausaineiston (taulukko 1) sallimissa puitteissa. Geofysikaalisten reikämittausten lisäksi rakennetarkastelussa on hyödynnetty eromittauksilla määritettyjä vedenjohtavuusarvoja sekä reikätutkalla ja VSPmittauksella havaittuja reikiä Ieikkaavia heijastavia rakenteita.

9 Kuva 1. Tutkimusreikien sijainti Olkiluodon tutkimusalueella. 3

10 4 2 TUTKIMUSMENETELMÄT Tämän tutkimusvaiheen reikämittausten kenttätöiden urakoitsijat (Julkunen et al. 1996, Laurila & Tammenmaa 1996, Lowit et al. 1996a) toimittivat mittaustulokset Posiva Oy:n välityksellä VTT:lle tulkintaa varten. Rei'issä KR9 ja KR1 tehdyt mittaukset on koottu taulukkoon 1. Reikämittausten pisteväli oli, 1 m, paitsi akustisessa mittauksessa, jossa se oli,5 m ja reiän halkaisijan mittauksessa, jossa se oli,1 -,2 m. Pääsääntöisesti mittausorganisaatiot tekivät mittaustuloksille käynti- ja syvyyskorjaukset (Julkunen et al. 1995). VTT:llä magneettisen mittauksen suskeptibiliteettiarvot muunnettiin 1 OE-6 SI - muotoon. Tulkintavaiheessa mittausten syvyystietoja tarkistettiin vertailemalla kairausraportissa esitettyjä kivilaji- ja rakoilutietoja reikämittausten tuloksiin, samalla akustisiin mittauksiin tehtiin reikäkohtainen lineaarinen kaapelivenymäkorjaus. Taulukko 1. Olkiluodon rei 'istä KR9 ja KRI tulkittu reikämittausaineisto sekä liite, jossa mittaustulos on esitetty. Menetelmä Liite 1) yksipistevastusmittaus [Ohm] Liite 4 2) omapotentiaalimittaus [ m V] Liite 8 3a) lyhyen (16") normaalijärjestelmän vastusmittaus [Ohm-m] (KR9) Liite 4 3b) Wenner-järjestelmän (a 3 cm) vastusmittaus [Ohm-m] (KR1) Liite 4 4) pitkän (64") normaalijärjestelmän vastusmittaus [Ohm-m] Liite 4 5) veden lämpötilan mittaus [ C] Liite 7 6) veden ominaisvastuksen mittaus Liite 7 7) magneettisen suskeptibiliteetin mittaus [ 1 OE-6 SI] Liite 2 8) gamma-gamma-tiheysmittaus [g/cm3] Liite 2 9) taustasäteilyn mittaus [J..lR/h] Liite 2 1 ) neutronien takaisinsirannan mittaus [ cps] (KR 1 ) Liite 2 11) akustisen kokoaaltomuodon rekisteröinti - P-aallon nopeus [km/s] Liite 3 ja 6 - S-aallon nopeus [km/s] Liite 3 ja 6 - P-aallon vaimeneminen [ db] Liite 3 - S-aallon vaimeneminen [ db] Liite 3 - Putkiaallon vaimeneminen [ db] Liite 3 12) reiän halkaisijan mittaus [mm] Liite 3

11 5 Tuloskäsittelyssä laskettiin seuraavat johdannaissuureet: -kallion näennäiset rakohuokoisuudet lyhyen normaalijärjestelmän vastusarvoista, P-aallon nopeusarvoista ja tiheysarvoista (Liite 5), - Poissonin luvut ja kimmokertoimet (Liite 6), - redusoitu lämpötila (Liite 8), - pohjaveden TDS suolaisuus (Liite 8). Tulkintavaiheessa laskettujen johdannaissuureiden profiilit on tulostettu Ja raportoitu tilaajalle myös digitaalisessa muodossa. Edellälueteltujen reikämittausten lisäksi tulkinnan apuna oli käytettävissä rei'issä KR9 ja KRlO tehtyjen VSP-mittausten tulkintoja (Cosma et al. 1996a,b) sekä reiässä KRlO tehdyt reikätutkamittaukset ( Carlsten 1996) ja dipmeter- (Lowit et al. 1996b) sekä televiewermittaukset (Siddans & Wild 1996a, 1996b, 1996c ). Reikämittausten tulkinnassa hyödynnettiin myös kairausraportteja (Rautio 1996a, b ), joista ilmenevät kairausnäytteiden kivilajikuvaukset, rakohavainnot ja suunnatut rakohavainnot Tulkintatyön yhteydessä tarkasteltavien reikäosuuksien kairausnäytteisiin tutustuttiin Lopella sijaitsevassa Geologian tutkimuskeskuksen kairasydänarkistossa.

12 6 3 REIKÄMITTAUSTULOSTEN TULKINTA Geofysikaalisten reikämittausten tulkinnalla analysoidaan kivilaji vaihtelua, kallion rakoilun ja rakovyöhykkeiden luonnetta sekä mahdollisuuksien mukaan myös pohjaveden virtausta. Tulkintamenettely on pääsääntöisesti sama kuin aikaisemmissa paikkatutkimuksissa ( esim. Okko et al. 199a, b ), aiemmasta hieman poikkeavan mittausaineiston takia tulkintatapoja on muunnettu tarkoituksenmukaisesti. Kallion vedenjohtavuutta arvioidaan eromittausten perusteella ja ns. vesiluotauksesta on luovuttu, joten veden virtauksen tulkinnassa on alustavien paikkatutkimusten vaihetta vähemmän reikämittaustietoa. Kallioperän rakenteen tilastollisessa arvioinnissa on käytetty pääkomponenttianalyysia, jolla voidaan erotella rikkonaisuusvyöhykkeitä keskimääräisesti rakoilleesta kalliosta reikämittauksin perusteella. Analyysia on sovellettu erikseen alustavien paikkatutkimusten reikämittauksille (Korkealaakso et al. 1994) ja rakennetulkinnan yhteydessä myöhemmille mittauksille (Front & Okko 1996), jolloin eroteltiin ns. rakovyöhykeindeksin raja-arvon ylittävät kalliojaksot toisistaan riippumattomien mittausprofiilien perusteella. Tuolloin reikämittausten pääkomponenttianalyysi tehtiin kahdessa osassa eri reikien tosistaan poikkeavan mittausaineiston takia. Tässä raportissa ei ole rakenteellista tulkintaa varten tilastollista analyysiä käytetty, vaan rikkanaiset kalliojaksot on eroteltu reikämittausten subjektiivisessa tulkinnassa ja tulkitut rikkonaisuushavainnot on pyritty yhdistämään kallion rakenteelliseen malliin rikkonaisuusjaksoihin liittyvien heijastusten perusteella. 3.1 Uusien reikäosuuksien geologinen luonnehdinta Yleistä Olkiluodon tutkimusalue sijaitsee ympäristössä, jonka muodostavat svekofenniset metamorfoituneet liuskeet ja niihin tunkeutuneet koostumukseltaan tonaliittis-granodioriittiset syväkivet Nämä kivet ovat muodostuneet ja metamorfoituneet svekokarjalaisen orogeenisen vaiheen aikana. Lisäksi alueella esiintyy karkearakeisia ja pegmatiittisia graniitteja.

13 7 Olkiluodon tutkimusalueen kaukoympäristössä esiintyy myös anorogeenisia kivilajiryhmiä kuten rapakivigraniitit idässä, Satakunnan hiekkakivi koillisessa ja nuorimpana kaikkia muita kiviä leikkaavat oliviinidiabaasit. Tutkimusalueen itärajalla on havaittu Eurajoen rapakivistokkiin liittyviä kapeita, heikosti tina- ja sinkkipitoisia greisenjuonia. Nykyisen ykkösvoimalan kohdalla on kairauksessa lävistetty kapea metadiabaasijuoni (Paulamäki 1989). Metamorfiset liuskeet ovat pääosin raitaisia migmatiitteja, joiden paleosomi on kiillegneissiä ja määrältään vaihteleva neosomi on graniittia. Tutkimusalueen länsi- ja keskiosat ovat suhteellisen heikosti migmatiittiutuneita, kun taas kaakkoisosa on voimakkaasti deformoitunut ja graniittiutunut. Vallitsevan liuskeisuuden yleinen kulku on itäkoillinen-länsilounainen. Alueen kaakkois- ja itäpuolella liuskeisuus kääntyy koillis-lounaiseksi (Paulamäki 1989). Kivilajien tunnistamiseen ja luonnehdintaan syvyyssuunnassa systemaattisesti käytetyt reikägeofysiikan menetelmät ovat olleet magneettinen suskeptibiliteetti, radiometrinen y-ytiheys ja luonnon gammasäteily eli taustasäteily. Näiden mittausten profiilit yhdessä neutronien takaisinsirontamittausten sekä akustisten S-aaltojen ominaisuuksien kanssa luonnehtivat kivilajivyöhykkeitä hyvin. Kivilajien kontaktit on määritetty yksittäisissä geofysikaalisissa reikäprofiileissa todettujen tasonmuutosten ja kairasydännäytteiden tarkastelun avulla. Reikämittausaineistosta (ks. liite 2) on laskettu rei'ittäin suskeptibiliteetin, taustasäteilyn ja tiheyden tilastolliset tunnusluvut kullekin todetulle kivilajijaksolle (kuvat 2 ja 3). Kivilajiyksikköjen tilastollisessa kuvaamisessa on käytetty mediaania sekä ylä- ja alakvartiileja. Näiden rajaaman vaihteluvälin on katsottu edustavan parhaiten kutakin kivilajiyksikköä, koska näin kivilajin kannalta sekundääriset anomaaliset arvot ( esim. kapeiden rikkonaisuusvyöhykkeiden, juonien, murskaleiden ja sulkeumien vaikutukset) seuloutuvat pois. Olkiluodon kairanreikien KRl - KR8 pääkivilajit ovat migmatiittinen kiillegneissi sekä gneissiytynyt tonaliitti. Kiillegneississä esiintyy vaaleampia pegmatiittisia juonia ja osueita. Muista kivilajeista on satunnaisesti tavattu amfiboliittia/metadiabaasia ja graniittigneissiä sekä myloniittia. Uusien reikien KR9 ja KRI reikämittauksista lasketut tilastolliset yhdiste!-

14 8 mäkuviot vastaavat pääpiirteissään a1emp1en reikien jakaumia, tosin reiän KRl suskeptibiliteetti on systemaattisesti hieman korkeampi kuin reiän KR9. Pääkivilajien, kiillegneissin ja pegmatiittijaksojen erottamisessa tiheysmittaus on käyttökelpoisin. Tonaliittijaksoissa taustasäteily on kohonnut tasaisesti.

15 9 OLKILUOTO KR9 MlN MEDIAN MAX LOWER QUARTILE UPPER QUARTILE 1 2, ,6 2,7 2, Sl * ,9 3, 3,1 3, lg/cm mr/h TONGN1 E I w \ PG 9, 11, 13, 15 AMF ) 68, 2, 22, 24 PG 17, 19, 23, Kuva 2. Reiän OL-KR9 kivilajivyöhykkeiden suskeptibiliteetin, taustasäteilyn ja tiheyden tilastolliset jakauma!. Kivilajilyhenteet on selvitetty liitteessä 1.

16 1 OLKILUOTO KR1 MlN MEDIAN MAX LOWER QUARTI.E UPPER QUARTH..E Sl * II II 2,5 2,6 2,7 2,8 2,9 3, 3,1 3,2 L----L-----L--...._ _--'lgtcm lmr/h PQ... PG 1, 3, 5, 7 6 :1, 15,17 E w......! A MGN 8, 1, 12, 14,16, 18, 2 TONGN 13, PG 21, 23, 25, 27,29, 31,33, 35 MGN 22, 24,26, 28, 3, 32, 34, Kuva 3. Reiän OL-KRJ kivilajivyöhykkeiden suskeptibiliteetin, taustasäteilyn ja tiheyden tilastolliset jakaumat. Kivilajilyhenteet on selvitetty liitteessä 1.

17 Reikä OL-KR9 Kairanreikä OL-KR9 on lävistänyt tonaliittia 69 m:n kairaussyvyyteen asti. Tämän alapuolella pääkivilajina on migmaattinen kiillegneissi, josta pisimmmät pegmatiittijaksot on erotettu tulkintakuvien kivilajipylväisiin lähinnä tiheysmittauksen perusteella. Lyhyt tumma amfiboliittijakso erottuu tiheimpänä kivilajina m:n syvyydessä. Kiillegneississä sekä rakotäytteenä että pirotteena esiintyvät kiisut erottuvat magneettisen suskeptibiliteetin ja sähköisen ominaisvastuksen mittauksissa anomaalisina syvyysväleinä ja m Reikä OL-KR1 Kairanreikä OL-KR1 on lävistänyt kiillegneissejä ja pegmatiitteja sekä kaksi tonaliittigneissijaksoa. Pääkivilaji, kiillegneissi on osin kaolinitisoitunut ja täytteisiä rakoja on tässäkin reiässä eniten. Rakotäytteenä on useimmiten karbonaattia tai kaoliniittia. Lisäksi on lävistetty kiisupitoisia sekä muru- ja savitäytteisiä rako ja. Reikä KR1 on kairattu halkaisijaltaan muita tutkimusreikiä suurempana, syvyyden 177 m alapuolella reiän halkaisija on 76 mm. Tiheysmittausprofiili kuvaa Olkiluodolle tyypillisesti kiillegneissin ja pegmatiittien vuorottelua. Kiillegneississä esiintyvä kiisupitoinen kiviaines on aiheuttanut ominaisvastusprofiiliin kaksi selkeätä anomaliajaksoa ja 25-3 m:ssä. Molemmat jaksot korostuvat myös suskeptibiliteettiprofiilissa ja alin kohta on reiän tihein 29-3 m:ssä. Tonaliitti ei erotu tyypillisesti kohonneen taustasäteilyn ja tiheyden perusteella, vaan heikosti neutronimäärän perusteella. Reiän säteilymaksimit ovat sijoittuneet kaikkiin kivilajeihin, JOissa on lyhyitä huippuarvoja. Neutronin takaisinsirontaprofiilissa on joidenkin kiillegneissijaksojen kohdalla alentunut takaisinsirontamäärä. Varsinkin kiisuuntunut syvyysväli 25-3 m Ja reiän alaosan syvyysväli m erottuvat myös neu troni profiil eissa.

18 Rakoilu ja rakovyöhykkeet Yleistä Aiemmin tulkituissa kairasydämissä KR1-KR8 havaitut raot olivat pääosin täytteisiä ja tiiviitä ja kairausnäytteet tyypillisesti vähärakoisia (1-3 kpllm), lyhyissä jaksoissa jopa harvarakoisia ( < 1 kpllm). Runsasrakoiset jaksot olivat lyhyitä ja liittyivät yleensä leikkaaviin pegmatiitteihin. Pääkivilajeista tonaliittigneissin rakomäärät olivat pienempiä kuin kiillegneissin ja lyhyiden juonimaisten kivilajien kuten pegmatiittien ja metadiabaasien rakoluvut vaihtelivat harvarakoisesta runsasrakoiseen. Olkiluodolle luonteenomaisia rakotäytemineraaleja olivat kaoliniitti ja illiitti sekä kiisut (Pitkänen et al. 1991, Front & Okko 1996, Anttila & Heikkinen 1996). Yksityiskohtaisten paikkatutkimusten lisäkairauksissa on tehty kaksi uutta noin 6 m pitkää reikää (KR9 ja KR1), jotka valmistuivat Molempien reikien tarkoituksena oli geologisten oletusten testaus. Reikä KR9 sijoitettiin vähemmän tunnetulle osa-alueelle, homogeeniseksi arvioituun ympäristöön. Sen tarkoituksena oli lisäksi kallioperätiedon tarkistus todennäköisenä pidetyn rakenteen R24 osalta sekä rakenteiden R17 ja R18 jatkeiden tarkistus. Reikä KR1 kairattiin paikkaan, jolla on keskeinen sijainti ja joka edustaa pääkivilajia, johon ei oletusten mukaan liity merkittävää rikkonaisuutta. Molemmissa rei'issä rakoilu on pääasiassa täytteistä ja tiivistä sekä määrältään vähäharvarakoista (taulukko 2). Erityisesti reikä KR1 on ehkä ennakko-odotustenkin mukaisesti harvarakoinen, mutta myös muita reikiä suurempi halkaisija näyttää silmämääräisesti arvioiden ehkäisseen näytteen "sepelöitymistä" kairausnäytteen suuntaisten rakojen tapauksissa. Kairausnäytteistä ja rei'istä saadut suunnatut havainnot on koottu reikäkohtaisiin kuviin luvussa 4.

19 13 Taulukko 2a. Reiän KR9 avointen (av), täytteisten (tä) ja tiiviiden (ti) rakojen rakoluvut sekä rikkanaisten jaksojen osuudet kivilajivyöhykkeittäin. Kivilajilyhenteet: MGN = kiillegneissi, PG = pegmatiitti, TONGN = tonaliittigneissi, AFB = amfiboliitti. Kivilaji TONGN MGN PG MGN PG MGN PG MGN PG MGN PG MGN PG MGN PG MGN PG MGN PG MGN AFB MGN PG MGN PG Syvyys Rakoluku [kpvm] Rikkonaisuus [%] näytteessä [ m] av tä ti tot 41,47-69,55 -,5,78 1, ,3,1 1,8 1,24 2,33 1,2-144, ,8 -,6,47 1,7 8,7-172, - -,45, ,4 -,18,26, ,,6 1,14,96 2, ,5,3 1,2 1, 2,5,5-279, ,31 2, ,2,3 1,1,68 1, ,9-1,35,54 1, ,3 -,12,3, ,1 - -,86, ,8 -,87,19 1, , -,45,91 1, , -,94,55 1,49 3,2-473,5-2,73 1,82 4, , - 3,73,5 4,23 46,4-483,5-1,2 1,6 2, ,2-4,86 2,97 7, ,5-1,74 3,91 5, ,,3 1,93 1,7 3,3 2,4-56, - 1,44 1,4 2,48 4,3-571,5-2,81,47 3,27 7, - 576,5 -,6 1,8 2, ,25 -,97,48 1,45 - MGN Keskimäärin,1 1,7,83 1,91 2,2

20 14 Taulukko 2b. Reiän KRIO avointen (av), täytteisten (tä) ja tiiviiden (ti) rakojen rakoluvut sekä rikkanaisten jaksojen osuudet kivilajivyöhykkeittäin. Kivilajilyhenteet: MGN = kiillegneissi, PG = pegmatiitti, TONGN = tonaliittigneissi. Kivilaji Syvyys Rakoluku [kpvm] Rikkonaisuus näytteessä [ m] [%] av tä ti tot PG 4,46-47,,15 2,45,46 3,6 - MGN - 13, -,95 1,13 2,8 - PG - 14, - - 1, 1, - MGN - 13,,4 1,31,5 1,85 - PG - 138, -,13 1,25 1,38 - MGN - 195,35 -,52,56 1,8 - PG - 198,8 -,58,87 1,45 - MGN -22,7-1,3 2,5 3,8 - PG -219,7 -,71,88 1,59 - MGN - 231,2 -,26,35,61 - PG - 246,5 -,59 1,18 1,77 - MGN - 277,3-1,3,7 1,73 1,9 TONGN - 281, - 1,35,81 2,16 - MGN -321,8 -,44,49,93 - PG - 325,5 -,54 -,54 - MGN - 336,7-1,49,46 1,95 3,8 PG - 349, -,41,33,74 - MGN - 358, -,11,22,33 - TONGN - 365, -,57,57 1,14 - MGN - 411, -,57,48 1,5 4,7 PG - 413,6 - -,77,77 - MGN - 423,3 -,52,93 1,45 - PG -426,65 -,3,6,9 - MGN - 429,8 -,32,95 1,27 - PG - 432, -,45 -,45 - MGN - 439,3 -,27,14,41 - PG - 441,1 -,56 1,67 2,23 - MGN - 5, -,32,29,61,6 PG - 52,7 - -,74,74 - MGN - 542,5-1,9,48 1,57 1,3 PG - 545, MGN - 596,2 -,37,24,61 - PG - 598, MGN - 62, - -,56,56 - PG - 68,7 - -,15,15 - MGN - 614,4 -,18 1,23 1,41 - keskimäärin -,64,58 1,22,7

21 15 Kairausreikien lähiympäristöä koskevassa kallioperän rakenteen tutkimisessa ovat tärkeimmät reikägeofysikaaliset menetelmät sähköisen maadotusvastuksen mittaus sekä kallioperän ominaisvastuksen mittaus lyhyellä ja pitkällä normaalijärjestelmällä sekä Wenner-järjestelmällä, akustisten P-, S- ja putkiaaltojen nopeuden ja amplitudin mittaus, neutronisäteilyn takaisinsirannan mittaus kahdella eri lähde-vastaanotin -etäisyydellä (ns. lähi- ja kaukovastaanottimella) ja reiän halkaisijan mittaus. Myös reiässä olevan veden lämpötilan ja sähkönjohtavuuden mittauksella pystytään luonnehtimaan rakoilua. Tuloksista on tavallisesti laskettu näennäinen rakohuokoisuus Wenner- järjestelmällä tai lyhyellä normaalijärjestelmällä mitatuista ominaisvastusarvoista, P-aallon nopeusarvoista sekä y-y-tiheysmittauksista. Laskettaessa näennäisen rakohuokoisuuden arvoja on mittaustuloksista pyritty poistamaan ehjän kalliomatriisin mineraalivaihtelun vaikutus huokoisuusarvoihin. Olkiluodon sähköäjohtavat rakotäytteet estävät ominaisvastusmittauksen käytön systemaattisessa rakohuokoisuuden arvioinnissa. Olkiluodon pienipiirteisen kivilajivaihtelun takia tiheysmittauksesta ei voida erottaa kivilajivaihtelun ja rikkonaisuuden aiheuttamia anomalioita toisistaan; huomattavat tiheysminimit ovat kairanreiän halkaisijan laajentumisen aiheuttamia. Näin ollen näennäinen rakohuokoisuus on laskettu pelkästään P-aallon nopeusmittauksista. Pienipiirteinen kivilajivaihtelu ei erotu akustisista ja tiheysmittauksista yhdistetyissä in-situ kimmokerrointa kuvaavissa profiileissa, vaan niiden anomaalisista kohdista on kvantifioitavissa kallion mekaaninen heikkous. Reikien KR9 ja KRlO rikkonaisuutta kuvaavat profiilit on piirretty kuviin 4 ja 5. Kallion hydrologisia ominaisuuksia kuvaavia reikämittauksia on koottu kuviin 6 ja 7. Reikien yksityiskohtainen tarkastelu on esitetty seuraavissa luvuissa eri mittausten rikkonaisuutta kuvaavat anomaaliset havainnot on koottu taulukkoihin 3 ja 4. Rikkanaisten reikäosuuksien havaitsemiseksi ja niiden fysikaalisten ominaisuuksien määrittämiseksi on käytetty reikätutkimusten yhteistulkintaa. V ertailemalla eri tutkimussäteen omaavilla mittausmenetelmillä saatuja tuloksia keskenään (ks. liitteet 3 ja 4, kuvat 4-7), saadaan arvioita rikkanaisen rakenteen paksuudesta, ulottuvuudesta reiän ympäristöön, reiän seinämien ehjyydestä sekä vyöhykkeen sisäisestä rakenteesta. Rikkanaisten osuuksien rakoilun luonnetta, rapautuneisuutta ja rakotäytteitä on tarkasteltu myös kairausnäytteestä. Rikkanaisten reikäjaksojen vedenjohtavuutta ja niiden jatkuvuutta kuvaavat tutka- ja VSPheijastukset on käsitelty luvussa 4 ja ne on koottu taulukkoihin 4 ja 5.

22 16 Uthology fractures (op&fiio, Vm Acoustlc porosity, X r ,.=----,= ::::.._---r-o -+1::::..._--..,:=m,,.=r.mr;,;;.=.;;;;...=;,;----..,1 oo TONGN 625r------r-r--r L-L---- Kuva 4. Olkiluodon kairanreiän OL-KR9 kivilajipylväs, avointen ja täytteisten rakojen yhteinen rakoluku sekä P-aallon nopeudesta laskettu rakohuokoisuus, lyhyellä normaalijärjestelmällä mitattu ominaisvastus sekä akustisesta luotauksesta ja tiheysmittauksesta laskettu kimmokerroin Huomattavat rikkonaisuusanomaliat ovat syvyysväleillä , ja m.

23 17 Uthology Fractures (op&fiio, vm Acoustic porosity, X Young' s m<><lllus, GPa PG f{j MGN L----L-L-L L---- Kuva 5. Olkiluodon kairanreiän OL-KRJ kivilajipylväs, avointen ja täytteisten rakojen yhteinen rakoluku sekä P-aallon nopeudesta laskettu rakohuokoisuus, lyhyellä normaalijärjestelmällä mitattu ominaisvastus sekä akustisesta laskettu kimmokerroin. Reiän merkittävin rikkonaisuus on.syvyysvälillä 26-33m.

24 Fractures (opxfiio, Vm Hydraulic conductlvity, m/s Reduced temperature, C Fluld sallnity TDS, g/1 Self potentlal, mv Tube wave attenuation, db/m 3 1 E-1 E-8 E IlJa p = / ( ; ==:s ; CI:i :s - I===F=I 2=" -=3 E- =-- - i = p r- 1-- F= F=P,;. - ::r r- 1 rc, F- F- ----=.., -- -l!lj f f=l :::>-1--- F=P -[1 =- - - E ;;t, 375 w = F= \... 1J _j := :.A 1 r-. '== '==, - ;:-..r '== -=- F==P $ l P- 1., = = lr - :::::::::;:> -s; ;;;:- = c== 1 --r r- \ "\. ""'! 75 Kuva 6. Olkiluodon kairanreiän OL-KR9 avointen ja täytteisten rakojen yhteinen rakoluku sekä eromittauksilla mitattu vedenjohtavuus, redusoitu vedenjohtavuus, laskettu suolaisuus, omapotentiaali sekä akustisesta luotauksesta laskettu putkiaaltojen vaimeneminen Huomattavimmat vedenjohtavuusanomaliat ovat syvyysväleillä , , m.

25 19 Fractures (op&fiio, Vm Hydraullc conductlvity, m/s Reduced temperature, C Fluid salinity TOS, g/1 Self potential, mv Tube wave attenuatlon, db/m 3 E-1 E-8 E f" < v- = r - =-- 1 f-- ;. ""'"" t =..._ e f- ) r j..!: e 375 w a ' \ -:ii f 1... _,_ - i 1) lt t z... 1== - j ; \ t::.,_ 1 } j 1 ) 1 )!- "= b '1--. F- F= - = - ' ::::::o--o F= F= l =-.. i!il, ""'"" 1== 1== --\ t, f Kuva 7. Olkiluodon kairanreiän OL-KRJ avointen ja täytteisten rakojen yhteinen rakoluku sekä eromittauksilla mitattu vedenjohtavuus, redusoitu vedenjohtavuus, laskettu suolaisuus, omapotentiaali sekä akustisesta luotauksesta laskettu putkiaaltojen vaimeneminen Huomattavimmat vedenjohtavuusanomaliat ovat syvyysvälillä 26-33m

26 Reikä OL-KR9 Reiässä KR9 ( - 61,25 m) ilmenee Olkiluodon alueelle tyypillinen täytteinen rakoilu. Rakotäytteinä on mm. karbonaattia, kaoliniittia, kiisuja ja grafiittia. Murrosrakenteisissa rikkonaisuusjaksoissa on myös savi- hiekkatäytettä. Kallion keskimääräinen rakoluku on reiän alussa 4, m:ssä 2,45 rakoa/m, tämän alapuolella m:ssä 1,38 rakoa/m sisältäen muutamia kapeita runsasrakoisia vyöhykkeitä ja yhden tiheärakoisen vyöhykkeen, ja loppureiän osalla m:ssä 3,24 rakoa/m sisältäen tiheärakoisia vyöhykkeitä. Akustisissa huokoisuusprofiileissa merkittävinä anomaliajaksoina erottuvat syvyysvälit 7-76, , ja m. Suolaisuus- ja lämpötilaprofiilien mukaan myös pohjaveden virtaus liittyy näihin samoihin rikkanaisiin kohtiin (ks. taulukko 3). Akustisen luotauksen yhteydessä mitatussa putkiaaltojen vaimenemisprofiilissa erottuvat samat päärikkonaisuusjaksot , ja m:n syvyyksissä sekä lisäksi syvyysvälit , m ja m Reikä OL-KR1 Kairanreikä KR1 ( - 614,4 m) on kairausraportin (Rautio 1996b) mukaan lävistänyt neljä tiheärakoista murrosrakenteisia (Riiii) jaksoja sekä kaksi osin ruhjerakenteista (RiiV) jaksoa. Yhtä 2, 14 m pituista jaksoa lukuunottamatta rikkonaisuusjaksot ovat hyvin lyhyitä, alle metrin pituisia lävistyksiä. Yhteensä rikkanaisia osuuksia oli 4,4 m eli, 7 % reikäpituudesta. Näytehukkaa oli yhteensä 1 cm, mutta tämäkin vain kairausteknisistä syistä reiän pohjalla 614 m:ssä. Keskimääräinen rakoluku on syvyysvälillä 4,46-96 m 2,39 rakoa/m, tämän alapuolella 259 m:iin saakka 1,35 rakoa/m, kairausongelmia tuottaneessa välissä m ei enempää kuin 3,23 rakoa/m ja reiän loppuosalla keskimäärin 1,4 rakoa/m. Rikkonaisuuden aiheuttamaa halkaisijan laajenemista ei ole havaittavissa vaan reiän alaosa on hieman kaventunut pohjalla , , ja m:ssä.

27 21 Kairauksessa oli vaikeuksia lävistää rakovyöhykkeitä 26 ja 271 m:n syvyyksissä, sillä raot varistivat kiviä ja savea reikään. Tämän takia reikää sementoitiin jännitystilamittauksien yhteydessä. Reikä sementoitiin syvyydessä 39,59 m ja sementointi toistettiin syvyydessä 31,36 m. Ensimmäisessä sementoinnissa sementtiä nousi ylös, mutta käytetty putkisto juuttui kiinni 177,6 m:ssä. Putkistoa purettiin 153,6 m, jolloin kairausputkistoa jäi reikään 24 m. Loput putkistosta irrotettiin avartamalla reikää 177,63 m:iin asti. Tämän jälkeen reikä kairattiin avoimeksi sementistä. Koska sementtiä ei ollut vuotavien rakovyöhykkeiden kohdalla, sementointi uusittiin syvyyksillä m, minkä jälkeen sementtiä tavattiin epäyhtenäisesti 14 m syvyyteen injektoinnin yläpuolella. Syvyysväliltä 243,5-261,5 m saatiin yhtenäinen sementtinäyte, sen alapuolella sementti oli epäyhtenäistä ja helposti murenevaa (Rautio 1996b ). Sementoinnin vaikutus geofysiikan mittausanomalioihin on arvioitu vähäiseksi. Reikägeofysiikan akustisissa mittauksissa rikkanaiset reikäjaksot eivät aiheuta huomattavia nopeusanomalioita; P-aallon nopeus ei alita rakenteellisessa tarkastelussa käytettyä 5 km/s kynnysarvoa. Rikkanaiset reikäjaksot erottuvat kuitenkin selkeimmin akustisissa profiileissa. S-aallon nopeusprofiilissa on rikkonaisuutta indikoivat minimit 262, 329 ja 367 m:n syvyyksissä. Samoin vesipitoista rikkonaisuutta indikoivaa putkiaaltojen vaimenemista esiintyy näissä syvyyksissä. Pohjaveden suolaisuusprofiilissa on ja m:n syvyyksissä kaksi selkeätä suolaisuuden muutosvyöhykettä. Reiän loppuosalla on ilmeisesti ollut kairausvaikeuksia, jotka ovat aiheuttaneet reiän halkaisijan vaihteluita sekä anomaalisia piirteitä varsinkin suolaisuusprofiiliin. Hydraulisesti merkittävät vyöhykkeet erottuivat myös kairauksen huuhteluveden tarkkailun yhteydessä, sillä palautuneen huuhteluveden sähkönjohtavuudessa havaittiin selkeä muutos 329 m:n syvyydessä ja paineessa muutokset 3 m:ssä (muutos jatkuu noin 33 m:iin) sekä noin m ja 6 m:ssä.

28 Vettäjohtava rakoilu Yleistä Alustavien paikkatutkimusten yhteydessä vettäjohtavan rakoilun tulkinnassa päähuomio kiinnitettiin pohjaveden virtausta indikoiviin havaintoihin vesiluotaussarjassa. Nyt tulkittavissa mittauksissa on vain yksi reiässä olevan veden lämpötilan ja resistiivisyyden mittaus, joten veden virtaukseen liittyvän rikkonaisuuden paikallistaminen ja luonnehdinta perustuu lämpötilan, veden kokonaissuolaisuuden, omapotentiaalin ja putkiaaltojen vaimenemisprofiilien tarkasteluun (kuvat 6 ja 7) sekä havaintoihin rapautuneista ja avoimista raoista yhdessä uusien virtauseromittausten (Pöllänen & Rouhiainen 1996) kanssa. Reikämittauksissa todetut anomaliat (ks. liitteet) on luokiteltu ja koottu raportin loppuosan yhteenvetotaulukkoihin 3-6. Seuraavissa luvuissa kuvataan anomaaliset reikäsyvyydet rei' ittäin Reikä OL-KR9 Reiän yläosan tonaliittijakson (69 m:nn asti) alapuolella on selkeä lämpötila-anomalia syvyydellä m. S-aallon nopeusanomalia jatkuu lähes 8 m:n syvyyteen saakka kuvastaen rakotihentymää, joka kairausnäytteessä jatkuu ainakin 78 m:n syvyyteen asti. Voimakkaimmat anomaliat ovat syvyysvälillä m, jossa P-aallon nopeus pienentynyt lähelle 5 m/s. Jakson yläosassa on karbonaatti- ja kiisutäytteisiä rakoja sekä mururakoja. Pitkän reiän suuntaisen raon kohdalla 68,7-71,4 m:ssä on havaittavissa myös huokoisuutta. Kallion ominaisvastuksen mittauksissa on useita anomalioita syvyysvälillä m ja pitkän normaalijärjestelmän profiilissa on koko jakson kohdalla anomaalinen perustaso. Anomaliahuiput sijaitsevat syvyysväleillä 7-75, 85-95, 1-11 ja m. Näistä välillä m on 4-huippuinen sähköinen anomaliajakso, johon on raportoitu Rilll-rikkonaisuusjakso kahden haarniskarakokeskittymän kohdalla 85,44-85,88 m:n syvyyteen.

29 23 S-aallon nopeusprofiilissa on useita anomalioita välillä m, erityisesti syvyydet 15-11, , 128, ja m erottuvat hitaan nopeuden perusteella. Jakson kairausnäyte on kuitenkin pääsääntöisesti varsin tiivis, mutta siinä vuorottelevat pehmeät kiillepinkat ja kovat pegmatiittiset jaksot, mikä aiheuttanee levottoman mittausprofiilin. Jaksossa on myös ominaisvastusanomalioita, jotka kuvastavat sähköäjohtavia mineraaleja. Varsinkin syvyysvälillä m sijaitsee laaja anomaliajakso, jossa on neljä erillistä minimikohtaa , , ja m:ssä. Näihin kiisupirotetta sisältäviin kiillegneissijaksoihin liittyy myös kohonnut suskeptibiliteetti sekä lisäksi P aallon nopeusmaksimi 125 m:ssä ja tiheysmaksimit 125, 128,5, 131 ja 136 m:ssä. Eromittauksissa on todettu vettäjohtava jakso m:ssä, missä suurin vedenjohtavuus on 2,52 E-8 m/s. Anomaliajakson alaosassa on raportoitu kaksi myloniittista vyöhykettä 136,1-138,8 ja 147,35-149,5 m:n syvyyksiltäja niihin liittyvät Riiii-tyypin rikkonaisuusjaksot syvyyksiltä 137,34-137,82 ja 147,35-149,56 m. Näistä alempi sisältää hieman grafiittia ja syvyysvälillä 149,3-149,28 m se on luokiteltu RiiV-tyyppiseksi. Anomaaliset kohdat erottuvat myös vettäjohtavina jaksoina sekä eromittauksissa että omapotentiaaliprofiilin anomalioina 146, ja m:ssä. Mittausvälin m vedenjohtavuus on 1,75 E-9 m/s. Vesimenekki kohdistunee syvyyden 137,8 m lyhyeen kaoliniittipitoiseen rapaumaan. Syvyysvälin m vedenjohtavuus (1,78E-7 m/s) kohdistuu syvyysvälin 141,4-142,4 m kiisutäytteisiin rakoihin ja kiisubreksiaan. Huomattavan suuri vedenjohtavuus ilmenee syvyysväleillä m (4,96E-6 m/s) ja m (3,97E-6 m/s). Samoin kairauksen yhteydessä on todettu muutos huuhtelun paluuveden määrässä noin 15 m:n syvyydessä. Akustisissa mittauksissa syvyysvälillä m P-aallon nopeus on selkeästi alle 5 m/s ja putkiaalloissa reiän suurin vaimeneminen ilmenee samalla välillä m. Kairausnäytteessä on syvyysvälillä m kaksi rapautunutta ja huokaista jaksoa syvyyksillä 147,2-147,4 m ja 149, - 149,2 m, joista varsinkin alempi sisältää kiisujen ja grafiitin lisäksi murutäytettä (kuva 8a).

30 24 Syvyysvälin m suskeptibiliteettiprofiilissa on pitkä anomaalinen jakso, jonka ominaisvastuksessa erottuu selkeimmin väli m, jossa suurimmat suskeptibiliteettiarvot ja pienimmät ominaisvastusarvot ovat väleillä 25-27, ja m. P-aallon nopeusprofiilissa on paikallinen minimi 188 m:ssä sekä laajempi anomalia 27 m: ssä. Myös putkiaaltojen amplitudiprofiilissa erottuu syvyysväli m pienenä anomaliana. Syvyysvälillä on 188,5 m:ssä lyhyt rakotihentymä, kairausnäytteessä on kuitenkin lähinnä avautumattomia rakoja. Eromittauksissa vettäjohtava jakso on m:ssä, missä vedenjohtavuus on 5,97 E-9 m/s. Syvyysvälin m putkiaaltojen amplitudiprofiili on levoton, selkeä putkiaaltojen vaimentumista on syvyyksillä 27-21, , , 221 ja 224 m. Samoin eromittauksissa m:n välillä erottuu 5 vettäjohtavaa jaksoa 28-21, , ja m:n mittaussyvyyksillä. Mitatut vedenjohtavuudet ovat suuruusluokaltaan E-9 m/s. Kairauksen huuhtelun paluuveden määrässä on todettu muutos syvyysvälillä 2-23 m, mikä osaltaan kuvastaa vettäjohtavaa rakoilua. Kairausnäyte on varsin tiivis, syvyysvälillä m esiintyy vain yksittäistä täytteistä rakoilua, joka aiheuttaa vain vähäisiä P-aallon nopeusminimejä, rakoilu (etenkin syvyysväli m, jossa on yksittäinen savitäytteinen rako) erottuu paremmin S-aaltojen hidastumisena. Syvyysvälillä m on enemmän rapautumista ja kaolinitisoitumista. Syvyydessä 219,6 m on kaolinitisoituneiden rakojen tihentymä, 222, m:ssä karbonaattia ja kiisuja rakotäytteenä ja 222,3 m:ssa grafiittitäytettä. Syvyysvälillä 222,45-222,8 m on raportoitu myloniittinen vyöhyke, joka sisältä runsaasti kiillettä ja hieman grafiittia. Vyöhykkeeseen liittyy Rilll-rikkonaisuusjakso syvyysvälillä 222,32-222,66 m. Kaolinitisoituneita rakojaon 225,5 m:n syvyyteen asti. Putkiaaltojen vaimenemisen perusteella erottuu pitkä reikäjakso m, jossa anomaliakohdat ovat 247, , ja m:ssä (kuva 8a). Eromittauksissa vettäjohtavajaksot (maksimiarvo 1,64 E-9 m/s) sijaitsevat vastaavasti mittausväleillä ja m. Ominaisvastuksessa pitkä anomaliajakso jatkuu heikompana syvyysvälille m, anomaliakohtia on 24, 246, 252, 256, , 265 ja 266 m:ssä. Putkiaaltoprofiilissa erottuu myös syvyysväli m yhtenäisen minimin

31 25 perusteella. Syvyysvälillä on yksittäistä ja osin reiän suuntaista (25 m:ssä), pääsääntöisesti täytteistä rakoilua. Joillakin rakopinnoilla (mm. 247 m:ssä) on havaittavissa ruostetta. Syvyysvälin 28,25-281,35 m myloniittinen vyöhyke erottuu P-aallon nopeudessa miniminä, putkiaaltoprofiilissa erottuu hieman pidempi jakso m, eromittauksissa vain syvyysvälin m mittauksessa on havaittavissa vedenjohtavuutta (1,57E-8 m/s). Jaksossa ei kuitenkaan ole kuin yksittäisiä rakoja, mutta myloniitin tumman matriksin seassa on vaaleita pehmeitä karbonaattisia kappaleita sekä silminnäkyvää huokoisuutta. Syvyysvälillä m on vain vähäisiä rikkonaisuuteen liittyviä anomalioita. Eromittauksissa on hieman (2,45 E-1 m/s) vettäjohtava jakso m:ssä, pienen ominaisvastusminimin ja P-aallon nopeusminimin kohdalla, jonka aiheuttaa muutama kiisu- ja karbonaattitäytteinen rako. Samoin syvyysvälin m laaja ominaisvastusminimi ja omapotentiaalianomalia m:ssä ovat kiisutäytteisten rakojen aiheuttamia. Syvyysvälille 419,8-42,44 m on raportoitu Riiii-rikkonaisuusjakso, mutta täytteisten rakojen keskittymä eri erotu akustisissa nopeuksissa eikä eromittauksissa. Putkiaaltojen amplitudissa on 42 m:ssä pieni minimi, mutta omapotentiaaliprofiilissa kyseinen syvyysväli erottuu, samoin reiässä olevan veden suolaisuus alkaa muuttua tässä syvyydessä. Sähköäjohtavat rakotäytteet aiheuttavat vähäisen ominaisvastusanomalian. Syvyysvälin 428,7-429,9 m haarniskarakokeskittymä aiheuttaa edellistä voimakkaammat omapotentiaali- Ja ominaisvastusanomaliat. Jakso erottuu myös S-aallon nopeuden ja putkiaaltojen amplitudin profiileissa. Syvyysvälin 444,24-445,9 m Rilll-rikkonaisuusjaksoon liittyy erittäin voimakkaita anomalioita: P-aallon nopeus on selkeästi hidastunut alle 4 m/s:n ja putkiaallot ovat vaimentuneet huomattavasti, lämpötila-anomalia kuvastaa kairausveden varastoilumista kallioon ja suolaisuusmuutos pohjaveden luonteen muutosta (kuva 8b ). Eromittauksissa vettäjohtava jakso on m:ssä, suurin vedenjohtavuus on 2,34E-7 m/s. Halkaisijan laajentuminen 445 m:ssä kuvastanee kairausvaikeuksia rapautuneessa kalliossa. Kairausnäytteessä on huokoisuutta ja avautumattomia rako ja.

32 26 Reikämittauksissa on voimakkaita anomalioita syvyysvälillä m. Eromittauksen vedenjohtavuusanomaliat sijaitsevat hieman ylempänä, täytteisen rakoilun kohdalla syvyysväleillä m (1,47 E-9 m/s) ja m (7,1 E-6 m/s). Kairausnäyte on särkynyt ilmeisesti kairausteknisten syiden takia 471,6-472,3 m:n kairaussyvyydessä. Tämän alapuolella.. on metri ehjää näytettä, minkä alapuolella on kaksi myloniittista vyöhykettä, joihin liittyy talkkiutumista ja kloriittiutumista 473,5-475,3 ja 476, - 479, m:ssä. Ylemmän vyöhykkeen kohdalla on ollut kairausvaikeuksia, mikä on laajentanut reiän halkaisijaa. Ilmeisesti syvyysvälin 473,73-474,68 m Riiii-rikkonaisuusjakso erottuu myös putkiaaltoprofiilissa (putkiaallot vaimentuneet vain 2 m:n matkalla m:ssä) sekä pienenä suolaisuusgradientin muutoksena ja lämpötila-anomaliana, jotka kuvastavat pohjaveden virtausta. Sen sijaan m:ssä on laaja ominaisvastusanomalia ja P-aallon nopeus on alle 4 m/s syvyysvälillä m ja kairausnäyte sisältää vanhan rapauman ja hienojakaista rakotäytettä 478 m:ssä, joten tällä hetkellä 476,8-479,33 m:n Riiii-rikkonaisuusjakso ei liene aktiivinen virtauskohta. Syvyysvälillä m on amfiboliittinen, osin diabaasimainen tiheä kerros kiillegneissin liuskeisuuden suunnassa. Jaksossa on myös pientä ( 4,84E-9 m/s) vedenjohtavuutta, joka liittynee alakontaktissa olevaan rakotihentymään m:ssä. Syvyyden 48 m alapuolella ei ole merkittäviä seismisiä nopeusminimejä, mutta P-aallon levoton nopeusprofiili kuvaa kiviaineksen pienipiirteistä lujuusvaihtelua. Syvyysvälin m hienorakeinen ja tiheä kohta erottuu kimmokertoimen maksimiarvona. Reiän alaosassa on kuitenkin muutamia vähäisiä vedenjohtavuusanomalioita sekä Riiii-tyypin rikkonaisuuskohtia. Eromittauksissa erottuvat seuraavat mittaussyvyydet m (2,48 E-9 m/s), m (4,22 E-9 m/s), m (l,ooe-9 m/s), m (1,6 E-9 m/s), m (6,99E-8 m/s), m (1,8 E-9 m/s) ja m (2,58 E-7 m/s). Osa vesimenekeistä liittyy yksittäiseen täytteiseen rakoiluun, mutta alimpien anomalioiden kohdalla on myös rikkonaisuusjaksoja. Putkiaaltojen vaimentuminen on olematonta 48 m:n alapuolella, mutta reiän loppuosalla 52 m:n alapuolella S-aallon nopeusprofiilissa erottuvat seuraavat syvyydet minimeinä: 533, , , ja 577 m. Lähes vastaaville syvyyksille 547,74-549,23, 558,29-558,53 ja 566,96-567,77 m, on raportoitu Rilll-luokan rikkonaisuusvyöhykkeitä.

33 27 Näistä ylimpien kohdalla on yksittäisiä täytteisiä rakoja, 54 m:ssä on epidoottia rakotäytteenä. Syvyysvälillä m on useita yksittäisiä kaolinitisoituneita rakoja, joissa on jopa murutäytettä. Rakoilu jatkuu 553 m:n kairaussyvyyteen asti, mutta vedenjohtavuutta on todettu vain 2 m:n matkalla m:ssä. Syvyysvälillä m on yksittäisten täytteisten rakojen keskittymä. Alimman rikkonaisuusjakson kohdalla 566,9-568, m:ssä vaalea (kaoliniitti-?) iskos on rikkoutunut kairauksessa. Näyte on rakoillut noin 1 m:n matkalla, mutta pieni suolaisuusmuutos viittaa hydrologisesti merkittävään vyöhykkeeseen. Syvyyden m seismisen nopeuden minimit ovat yksittäisten rakojen aiheuttamia.

34 28 N l't.... r..w -. (.) - <U" ,...a"<t CIJ Q; a. E $ -do "<t c.o 1 w... l 1 -,., 1 T 1 "V U') 15-.Jj 2,o u; a. <O t\.... A h 1uA A AJLM.t\/1..J -f-j ::J..Y: Ocn.. a:..y: C1>...., ro.c. L... Q) ::J... ws E nn 1[ 1 n n n n f.ju 1 r ln I\ n j j nnl\n Jl!l _ljj U U ljl n )t>( )."""''<,"-\"-\"-\"-\"-\" '-'\'-\'-\'-\'\''\'-\'-\\,, """""""""" """" 4' """""""""""""\" """''\\\\\" "" "" "",,,,,,,"""" "" '-" )'>( )t' r-..'-'''''''\'\' "" '-.\'-.\"-.\"-.\"-.\ "-.\'-. "'-.\'-.\'-.\'-.\"-.\'-.\" U')..., z (!J Z z CO [?] k:l ll') CO w 'Hld3 n n t ljl J.nnn. Ul U') CO C\J Kuva 8a. Reiän OL-KR9 vesipitoista rikkanaisuulla kuvastavia profiileja: syvyysvälillä m vettäjohtavat raot erottuvat sekä putkiaaltojen vaimenemisprofiilissa että eromittauksissa. Voimakkain huokoisuusanomalia on m:n syvyydessä.

35 , E Ul - f- f..., -r 1,.- -go a:v ta 1 <1'1 w..._co E 1..JW (.) :3 -go (.) 1.w :X: II II ::J Om.. ::...:::s::: Cl) ro _g!... Cl) ::J... wg E ';::=.,..- 41) _i3..., u < U:o n 1 n! ll,_ nu \ T1fll ''-'''''''''' :'\'\'\'l "" "" "" "" """" "" "" "" \"\"\"\"\"\"\"\"\ z (!J k31. n, nl n n n n n r LLJ Ulfln Jln n l 1 l lll lr]/1f [::'-''''-'\'\'\"'-\'!:':-" "" " ':z """"""""""""""" "\"\"\"\"\,\,\ """""""" ''"'"'"'"'11 "\'\._\'\._\'\._\"-" " "\" " " w 'Hld3 Kuva 8b. Reiän OL-KR9 alaosan vesipitoista rikkonaisuutta kuvastavia profiileja: syvyyksien 445 ja 48 m rikkonaisuusjaksoihin liittyy pohjavirtausta ja kairausveden varastoitumista kuvaavia anomalioita.

36 Reikä OL-KR1 Reikä KR1 on pääsääntöisesti harvarakoinen. Kairauksen yhteydessä toteutettuja jännitystilamittauksia varten jouduttiin reikää sementoimaan syvyysvälillä m pariin otteeseen, sillä ka4den rakovyöhykkeen syvyysväleillä 26,47-26,65 m ja 271,41-271,82 m todettiin varistavan reikään kiviä ja savea. Reikägeofysiikan mittauksissa rikkanaiset reikäjaksot erottuvat selkeimmin akustisessa S-aallon nopeusprofiileissa ja putkiaallon vaimenemisprofiilissa. Putkiaaltoprofiilissa erottuvat eri tavoin avarretut laajahalkaisijaiset reikäosuudet 177 m:iin asti tasoeroina. Suurin putkiaaltoprofiilin anomalia kuvastaa 26 m:n syvyydessä olevan rikkonaisuusjakson hydrologista merkitystä. Syvyyden 27 m alapuolella putkiaallon amplitudiprofiili on hyvin tasainen lukuunottamatta syvyysvälin m anomaliaa. Vedenjohtavuusmittaukset on toteutettu vain sementoinnin alapuolella syvyysvälillä 3-6 m. Ominaisvastusprofiilien anomaliat ovat hyvin loivapiirteisiä, mikä kuvastaa sähköäjohtavaa ympäristöä. Kairausnäytteen alussa on akustinen anomaliakohta, joka erottuu P-aallon nopeus- ja putkiaallon vaimenemisprofiileissa syvyysvälillä 36-4 m, mikä saattaa kuvata myös suojaputken alaosan vaikutuksia. Kairausnäytteen alku on punertavaa graniittimigmatiittia, joka näkyy neutronimaksimina syvyysvälillä m ja tiheysminiminä m:ssä. Rakopinnoilla on kiisusilausta. Syvyysvälillä m:n on suolaisuusgradientin muutos. Samoin syvyysväli m erottuu laajana anomaliana sähköisissä mittauksissa. Seismisissä nopeusprofiileissa minimit kohdistuvat 1 m:n kohtaan sekä syvyysväliin m. Kairausnäytteessä on harvakseltaan yksittäisiä täytteisiä rakoja 92 m:n alapuolella. Joillakin rakopinnoilla on kiisusilausta, mm. rikki- ja kuparikiisuja. Punertava ja ehkä hieman rapautunut maasälpä on aiheuttanut takaisinsironneisiin neutroneihin maksimit 1 ja m:ssä sekä minimit taustasäteilyyn ja tiheyteen. Syvyysvälin m kiillepitoinen ja rakoillut kohta on aiheuttanut S-aallon nopeusminimit m:ssä. Näyte on rikkoutunut pienimmillään 1 cm levyisiksi kiillepinkoiksi. kaoliniittipintaisia rakoja on runsaasti syvyysvälillä m. Jakso erottuu putkiaalto-

37 31 profiilissa, joka saattaa viitata 133 m:ssä olevan avotmen, muskoviittipintaisen raon hydrologiseen luonteeseen (kuva 9a). Ominaisvastusprofiileissa on laaja minimi m:ssä kiille- ja kiisupitoisessa kiillegneississä. Samoin syvyysvälin m tumma ja tiivis kohta erottuu selkeästi sähköisissä mittauksissa. Tämän sähköisen anomaliajakson alimmat ja voimakkaimmat anomaliat ovat m:ssä, missä kaksi vierekkäistä reiän suuntaista kiisupitoista ja murutäytteistä rakoa on leikattu 5 cm:n matkalla. Toinen anomaalinen jakso ominaisvastusprofiileissa sijaitsee syvyysvälillä m, maksimaaliset sähkönjohtavuusanomaliat ovat , ja m:n syvyyksissä, alimman jakson kodalla on suolaisuusmuutos m:ssä, ja toinen muutos m:ssä. Myös akustinen P-aallon nopeusprofiili on levoton välillä m, mutta siinä ei kuitenkaan ole huomattavia rikkonaisuuteen viittaavia anomaliota. Samoin omapotentiaaliprofiilissa on syvyysvälillä 255-3m laaja anomalia (kuva 9a). Syvyyksillä 26 ja 271 m sijaitsee kaksi rikkonaisuusjaksoa 1 m välein. Niiden välissä 266,5-269, m:ssä on reiän suuntaisia haarniskarakoja. Rikkonaisuusjaksoja sementoitiin, sillä niiden todettiin varistavan reikään kiviä ja savea. Vyöhykkeistä vain ylempään liittyy akustisia anomalioita (kuva 9b ), erityisesti putkiaallot ovat vaimentuneet m:ssä ja S-aallot hidastuneet m:ssä. Syvyysvälin 26,47-26,65 m RiiV-tyypin rikkonaisuusjaksossa on muutama mururako pehmeäksi rapautuneessa kairausnäytteessä. Syvyysvälin 271,41-271,82 m haarniskarakoja sisältävä Rilll-tyypin rikkonaisuusjakso on vähemmän rapautunut kuin 1 m ylempänä sijaitseva rikkonaisuusjakso. Irtikaikairausnäytteen kohdalla 326 m:ssä on kairausnäyte särkynyt palasiksi. Kairauksen yhteydessä raportoituun Rilll-tyypin rikkonaisuusjaksoon 326, - 326,43 m:ssä liittyy lyhyt rapauma. Syvyysväli m erottuu anomalisena S-aallon nopeusprofiilissa ja putkiaaltojen vaimenemisena. Eromittauksissa on pitkä vettäjohtava jakso m:ssä, jossa on huomattavan suurin vedenjohtavuus ( 1,65E-6 m/s) alimmassa mittausvälissä syvyydellä m. Ominaisvastusprofiilin maksimianomalia on m:ssä ja Wenner-järjestelmän profiilissa erottuu kapea minimi 328 m:n syvyydessä. Kairauksen aikana maanpinnalle palautuneen huuhteluveden sähkönjohtokyky muuttui syvyydessä 329