Geokemiallisen kartoitusaineiston uusinta-analyysi ja kohdetutkimukset Tervon-Pielaveden alueella vuosina Esko Iisalo

Transkriptio

1 Itä-Suomen Yksikkö S41/3313/2008/ Kuopio Geokemiallisen kartoitusaineiston uusinta-analyysi ja kohdetutkimukset Tervon-Pielaveden alueella vuosina Esko Iisalo

2 GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS KUVAILULEHTI Raportin nimi Päivämiärä / Dnro Rapotin laji Toirneksiantaja Hankeraportti S 41 Geologian Tutkimuskeskus Geokemiallisen kartoitusaineiston uusinta-analyysi ja kohdetutkimukset Tervon-Pielaveden alueella \uosina Tiivistelmä Geologian tutkimuskeskuksen Itä-Suomen sinkki-kuparipotentiaalin arviointi -hankkeen tutkimuksessa tarkasteltiin ja analysoitiin osittain uudelleen vanhaa Vesannon 3313 karttalehden itäosasta \uonna 1979 otettua moreeninäyteaineistoa. Alueen 5700 moreeninäyteestä analysoitiin uudelleen joka neljäs, yhteensä 1320 näytettä. Lisäksi tutkimusalueella tehtiin uutta näytteenottoa iskuporakalustolla kolmessa kohteessa Laukkala, Saarinen ja Jokijärvi. Osittaisuutokseen perustuvien ICP-analyysien pitoisuustaso osoittautui matalammaksi kuin emissiokvantantometrin (EKV) pitoisuustaso. EKV:lle ominainen haitta on matalien, lähellä määritysrajaa olevissa pitoisuuksissa havaittava tasovaihtelu. Keskipitoisuudet EKV-aineistossa ovat2-14 kertaa suuremmat kuin ICP-pitoisuudet. Verrattaessa EKV- ja ICP- menetelmillä analysoituja alkuaineiden pitoisuuskarttoja toisiinsa havaittiin anomaliakuvioiden toistettaluus hyväksi vallitsevista kivilajeista johtuvissa monialkuaineanomalioissa, jotka koostuvat alkuaineista sinkki, kupari, kalium, magnesium ja rauta. Alueella on lukuisia sinkki- ja kuparianomalioita, jotka erottuvat sekä EKV- että ICP-alkuainekartoilla. Tämä osoittaa että Keski-Pohjanmaan ja Savon alueiden vanhat geokemialliset EKV-kartta-aineistot ja moreeninäweet ovat malminetsinnässä edelleen käytökelpoista lähdemateriaalia. Laukkalan wlkaniittimuodostumaan tehty kohdetutkimus ja näytteenotto ei tuottanut suoria malmiviitteitä. Kohteen sähköisen anomalian aiheuttajaksi osoittautui kapea liuskevyöhyke, jonka kivilaji on granaattikordieriittigneissi. Kohteesta saadut kallionäytteet tarkensivat paljastumiin perustuvaa käsitystä muodostuman kivilajikoostumuksesta ja kontakteista. Saarisen alueen emäksisen intrusiivin itäkontaktiin ja siinä oleviin magneettisiin anomalioihin kohdennettu näl4teenotto tuotti paitsi uutta tietoa kivilajeista myös kiinnostavia koboltti ja kuparipitoisuuksia. Jokijärven kohteessa olevaan voimakkaaseen sähköiseen anomaliaan tehdyn näytteenoton kivilajit osoittautuivat runsaasti srafiittia sisältäväksi sneissiksi sekä eranodioriitiksi. Asiasanat (kohde, menetelmät jne.) Tervo, Pieksämäki, geokemiallinen tutkimus Maantieteellinen alue (maa, läzini, kunta, kylä, esiintyrnä) Suomi, Itä-Suomen lääni, Tervo, Pielavesi, Laukkala, Saarinen Arkistosarjan nimi Geokemiallinen raportti Arkistotunnus s4l/33t Yksikkö ja vastuualue Itä-Suomen Yksikkö Allekirioitus,nirnen selvennvs,/ f')*/'" &a/d'- Erkki Luukkonen Allekirioitus/nimen - selvennvs '.' u',u Esko Iisalo,/:'.''a'/tn: CTK GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS o GEOLOGISKA FORSKNINGSCENTRALEN r GEOLOGICAL SURVEY OF FINLAND

3 GEOLOGICAL SURVEY OF FINLAND DOCUMENTATION PAGE Date / Rec. no. Authors Esko Iisalo Type of report Project report S 4l Commissioned by Geological Survey of Finland Title of reporl Re-analysis of the geochemical data and target investigations in Tervo-Pieksämäki area in Abstract The Eastern Finland Zink-copper Evaluation Project of the Geological Survey of Finland studied the areas of the map sheets in Tervo and Pielavesi in The old material of geochemical sampling in 1979 was re-analysed with ICP-procedure. Altogether 1320 till samples were analysed and the results were compared with the old emissiokvantometer (EKV) analysis. In addition to the analysis geochemical till and bedrock sampling was made on the area with percussion drill in three targets in Laukkala, Saarinen and Jokijärvi. The till contents of the old EKV samples were higher than those analysed with the ICP. The disadvantages in EKV material are the variations in the low contents. Correlations between the analysis methods were moderate in lead, nickel, chromium and copper. Correlations were weak inzinc and calcium. On the maps the repetition of the anomalies was moderate with both methods. This means the abundant old material is still useful. The results of copper, gold and chromium were interesting in some unexplored places on the area. Studies in the three target areas resulted new knowledge ofthe bedrock, sources ofthe geophysical anomalies and element contents. No references of ores were found. In the Saarinen area appeared moderate high cobalt and copper anomalies. Keywords Tervo, Pieksämäki, geochemical studies, geochemical exploration Geographical area Finland, Eastem Finland province, Tervo, Pielavesi Map sheet Other infonnation Repoft sedal Total pages 13 p.26 app. Unit and section Geochemical report Eastern Finland Office Language Finnish Sisrlalure name --- l ",. /; -./ J./ 7r.-(l'h < 1fl'77 t o&o+ r-*---.-"._- Erkki Luukkonen Archive code Price Project code s4y t Signature/name -,, /)-'/-a* Esko Iisalo Confidentiality GTK GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS. GEOLOGISKA FORSKNINGSCENTRALEN. GEOLOGICAL SURVEY OF FINLAND

4 2 Kuvailulehti Documentation page 1. JOHDANTO 1 2 SUORITETUT TUTKIMUKSET 2 3 TUTKIMUSTULOKSET EKV- JA ICP-ANALYYSITULOSTEN VERTAILU GEOKEMIALLISET ANALYYSIT JA NIIDEN TULKINTA ANOMALIAT KARTTALEHDITTÄIN 5 4 KOHTEELLISET TUTKIMUKSET LAUKKALA SAARINEN JOKIJÄRVI 9 5 YHTEENVETO 9 6 TUTKIMUSAINEISTON TALLENTAMINEN 11 7 LIITTYY AINEISTO 11 8 KIRJALLISUUSLUETTELO 12 TAULUKOT JA LIITTEET

5 1 1 JOHDANTO Tutkimusalue, tutkimusten lähtökohta ja näyteaineisto Itä-Suomen sinkki-kuparipotentiaalin arviointi-hankkeessa tehdyn tutkimuksen tarkoitus on hyödyntää GTK:ssa vuosina tehdyn geokemiallisen kartoituksen tuloksia uusien malmiaiheiden löytämiseksi ja kallioperän tutkimiseksi moreenin geokemian avulla alueella, jossa hanke samaan aikaan teki revidointikartoitusta ja malminetsintää. Tämän lisäksi raportissa käsitellään vuosina alueelle tehtyjä geokemiallisia kohdetutkimuksia kolmessa eri kohteessa. Suuralueellisella geokemiallisella kartalla tutkimusalue sijoittuu tunnetun Perämeri-Laatokka suuntaisen monialkuaineanomalian eteläreunalle, siten että alueen koilliskulma on anomalian sisällä (kuva 1). Tutkimusalue sijaitsee Pielaveden ja Tervon kunnissa karttalehtien alueella. Geokemiallisessa kartoituksen pistetiheys oli noin 800 pistettä peruskarttalehdellä. Näytteet oli otettu Cobra-iskuporakalustolla moreenipeitteen keskiosasta. Linjamuotoisen näyteverkon pisteväli oli 100 metriä ja linjaväli 1,5 km. Linjojen suunta oli lounaasta koilliseen eli suunnilleen kohtisuorassa suunnassa mannerjään liikesuuntaa vastaan. Näytteet oli analysoitu emissiokvantometrillä. Analyysituloksista saatuja alkuaineanomalioita ei ole aikaisemmin tarkastettu uusintaanalyyseillä eikä alueella ole tehty tarkistusnäytteenottoa. Tästä syystä katsottiin hankkeessa tarpeelliseksi tehdä osittainen uudelleenanalysointi ICP laitteistolla, jonka jälkeen saatujen alkuaineanomalioiden perusteella valittiin tarkistettavat kohteet. Hanke teki alueelle vuosina kallioperän revidointikartoituksen, jonka tuloksia hyödynnetään tutkimalla kallioperän kivilajien vaikutusta moreenin alkuainepitoisuuksiin. Kuva 1. Tutkimusalueen sijainti sinkin pitoisuuskartalla Fig. 1. The study area on the geochemical map of zinc of Finland Geokemialliset kohdetutkimukset tehtiin TelaCat iskuporakoneella kohteissa Laukkala, kl , Saarinen, kl ja Jokijärvi, kl Näytteenotto tehtiin malminetsinnällisesti mielenkiintoisiin kohteisiin geokemiallisten ja geofysikaalisten anomalioiden sekä kallioperägeologian perusteella.

6 2 Tutkimusalueen maaperä on kumpuilevaa pienten järvien rikkomaa moreenimaisemaa, joka rajoittuu lännessä Keiteleen vesistöreitin Nilakkajärveen. Moreeni muodostaa drumliiniselänteitä, joissa on tavallisesti joko kallioinen sydän tai luoteispää. Drumliinien välissä on suopainanteita, joissa on turpeen ja moreenin välisiä silttikerrostumia. Nilakkajärven pinta on 102 metrin korkeudella merenpinnasta. Korkeimmat mäet ovat Heinikanmäki 172 m, Ohenmäki 175 m, Panganmäki 195 m ja Katajamäki 203 m. Kallioperän suprakrustisia kivilajeja ovat etelästä pohjoisluoteeseen suuntautuvat liuskejaksot, jotka koostuvat happamista ja emäksisistä vulkaniiteista sekä kiillegneisseistä (karttaliite 1, Kallioperäkarttatietokanta, GTK, 2008). Niihin liittyy happamia ja intermediäärisiä kvartsiplagioklaasigneissejä, jotka ovat joko suuntautuneita tonaliittisia syväkiviä tai uudelleen kiteytyneitä subvulkaniitteja (Pekkarinen 2002). Liuskeita ja tonaliitteja ympäröivät syväkivet, jotka ovat pääosin granitoideja osittain myös dioriitteja ja gabroja. Alueen malmikohteista merkittäviä ovat Vauhkolan sinkkiaihe (Ekdahl 1980) ja Vehkalammen sinkki-kupariaihe (Nikander 1994). 2 SUORITETUT TUTKIMUKSET Näyteaineisto Tutkimusalueen 5700 moreenin hienoainesnäytteestä valikoitiin ensin 300 anomaalista näytettä, joiden emissiokvantometrillä (EKV, menetelmä 312K) mitattujen metallialkuaineiden (Cu, Zn) pitoisuudet ylittivät 90 persentiilin anomaliakynnyksen. Taustapitoisuuksien ja kivilajien vaikutuksen tutkimiseksi analysoitiin tasavälein alkuperäisen linjamuotoisen näyteaineiston joka neljäs piste. Näytemäärä oli 1004 kpl. Näytteiden analysointi Uusinta-analyysit tehtiin seulottujen moreeninäytteiden alle 0,06 mm:n hienofraktiosta, josta analysoitiin ICP-MS- ja ICP-OES tekniikalla kuumaan (70 0 C, HCL-HNO 3, 3:1) kuningasveteen liukenevien alkuaineiden pitoisuudet. Alkuaineet As, B, Be, Bi, Cd, Co, Cr, Ga, In, La, Li, Mo, Ni, Pb, Rb, Sc, Se, Th, Ti, U, W, Y, Yb, Zr analysoitiin menetelmällä 511 M ja alkuaineet Ag, Al, Ba, Ca, Cu, Fe, K, Mg, Mn, Na, P, S, Sr, Ti, V, Zn analysoitiin menetelmällä 511 P. Alkuaineet Au ja Te analysoitiin GFAAS-tekniikalla menetelmällä 521U. Analyysit tehtiin GTK:n kemian laboratoriossa Kuopiossa. Kuningasvesiliuotusta käytettäessä on huomioitava, että useat pääsilikaatit kuten kvartsi, kalimaasälpä ja Na-valtainen plagioklaasi eivät täysin hajoa kuningasvesiuutossa. Sen sijaan kiilteet, sulfidit, savimineraalit ja saostumat hajoavat kokonaan kuumaan kuningasveteen (Räisänen & al.1992). Rapautuneet mineraalit, joilla on suuri ominaispinta-ala liukenevat paremmin kuin terveet rapautumattomat mineraalit (Nieminen 1985). Koska happoseos liuottaa täysin sulfidit ja metalleja kantavat kiille- ja savimineraalit, kuningasvesiuuttoa on yleisesti käytetty malmitutkimuksissa ja geokemiallisessa kartoituksessa.

7 3 3 TUTKIMUSTULOKSET 3.1 EKV- ja ICP-analyysitulosten tilastollinen vertailu Karttalehtien alueelta vertailtiin toisiinsa 5700 EKV-näytteen ja 960 ICP näytteen analyysituloksia. Osittaisuutokseen perustuvien ICP-analyysien pitoisuustaso on alhaisempi kuin EKV:n pitoisuustaso. Analysoitujen EKV- ja ICP-tulosten keskiarvo-, minimi- ja maksimipitoisuudet on esitetty taulukoissa 1-2. Taulukossa 1. on koko EKV-näyteaineisto. Tämän aineiston joka neljäs näyte ja Cu-Zn-Pb (EKV) anomaaliset näytteet yhdistettiin tiedostoon, jonka ICPanalyysitulokset ovat taulukossa 2. Keskipitoisuudet EKV-aineistossa ovat luokkaa 2 (kupari) - 14 (kalium) kertaa suuremmat kuin ICP-pitoisuudet. Samoin minimi- ja maksimipitoisuudet ovat EKV-tuloksissa ICP_arvoja suuremmat. Poikkeuksena on tässä aineistossa ainoastaan kupari, jonka ICP-maksimipitoisuus moreenin hienoaineksessa on 694 ppm. Aineistosta valittiin 300 kpl Cu-, Zn-, Pb-anomaalista EKV- näytettä, joista tehtiin EKV-ICP korrelaatiovertailu (Pearson, 2-tailed). Analyysimenetelmien väliset korrelaatiot ovat parhaimmat lyijyllä 0,94, mutta tulokseen vaikuttaa määritysrajan alapuolelle jääneiden näytteiden suuri lukumäärä. Korrelaatio on kohtalainen nikkelillä 0,75 ja kromilla 0,55. Kuparin korrelaatioarvo on 0,31. Heikoimmat korrelaatiot ovat sinkillä 0,19 ja kalsiumilla 0,18. Alkuaine Korrelaatio icp/ekv Fe 0,215 Mg 0,222 Ca 0,183 K 0,329 Cr 0,551 Co 0,548 Ni 0,751 Cu 0,312 Zn 0,188 Pb 0,940 Sirontakuvioista käy ilmi kuparin, sinkin ja nikkelin EKV/ICP -korrelaatioiden hajonta (kuvat 2-4). Nikkelin ja kuparin korrelaatiot ovat sinkin korrelaatioita paremmat. Verrattaessa EKV- ja ICP- menetelmillä analysoituja alkuaineiden pitoisuuskarttoja toisiinsa havaitaan anomaliakuvioiden toistettavuus hyväksi karttalehtien ja alueille sijoittuvissa monialkuaineanomalioissa. Anomaliat koostuvat alkuaineista sinkki, kupari, kalium,

8 4 Kuva 2. Sinkkipitoisuuksien EKV (312K) ja ICP (511P) analyysitulosten jakaumakuvio Fig. 2. The distribution of the EKV and ICP zinc analysis Kuva 3. Kuparipitoisuuksien EKV (312K) ja ICP (511P) analyysitulosten jakaumakuvio Fig. 3. The distribution of the EKV and ICP copper analysis

9 5 Kuva 4. Nikkelipitoisuuksien EKV (312K) ja ICP (511P) analyysitulosten jakaumakuvio Fig. 4. The distribution of the EKV and ICP nickel analysis magnesium ja rauta. Samoin karttalehdellä on lukuisia sinkki- ja kuparianomalioita, jotka esiintyvät sekä EKV- että ICP-alkuainekartoilla (karttaliitteet 3 ja 4). Tämä on osoitus siitä että lukuisat Keski- Pohjanmaan 1: mittakaavaiset geokemialliset ja ennestään tutkimattomat EKV-kartta-aineistot ja tuhannet moreeninäytteet ovat malminetsinnässä käyttökelpoisia. Malminetsinnällisesti mielenkiintoisia ovat ne sinkki- ja kuparianomaliat, joissa on kohonnut rikkipitoisuus ja pieni kaliumpitoisuus. Kalium kuvastaa osaltaan kiilteiden runsautta näytteessä. 3.2 Geokemialliset anomaliat ja niiden tulkinta Anomalioiden luonteesta Anomaliat jakaantuvat monialkuaineanomalioihin, kivilajianomalioihin sekä sulfidisiin kallioperän lähteistä johtuviin anomalioihin. Karttalehdellä on laaja Zn-Cu-Ni-K-Fe-Mg monialkuaineanomalia, jonka aines on tulkittu jäätikön suuntaamaksi hienoainesmoreeniksi, joka sisältää runsaasti kallioperän liuskeista irronneita kiillemineraaleja sekä Eem-kautista silttiä ja savea. Hienoaines ja kiilteet ovat nostaneet alkuaineiden keskipitoisuuksia. Tämä ei kuitenkaan sulje pois etteivätkö anomalian sisältä otetut näytteet voisi indikoida myös malmeja. Kivilajianomalioita tuottavat alkuainepitoisuuksiltaan ympäristöstään poikkeavat kivilajit. Emäksiset syväkivet ja vulkaniitit erottuvat alkuainekartoilla Ca-, Mg-, Ni- ja Fe-anomalioina, joita tavataan emäksisissä vulkaniittien yhteydessä karttalehdillä ja -07 (karttaliite 7). Granitoidit erottuvat edellisten alkuaineiden mininimialueina. Kiillerikkaat liuskeet erottuvat K-valtaisina (karttaliite 6) ja samalla kohoavat kiilteistä aiheutuvat metallipitoisuudet, mikä on otettava malminetsinnässä huomioon. Mustaliuskeet erottuvat monimetallianomalioina. Sulfidimalmeille ovat odotettavia suuret Cu-Zn-Au-S pitoisuudet sekä kaliumin, nikkelin ja hiilen vähäisyys (karttaliitteet 3-9).

10 Anomaliat karttalehdittäin Karttalehti Tervo Karttalehden vallitsevia kivilajeja ovat granitoidit, jotka laimentavat metallien keskipitoisuuksia. Nikkeliä ja sinkkiä sisältäviä malmilohkareita esiintyy Äyskosken etelärannalla (karttaliite 2). Korkeita As- ja S- pitoisuuksia (ICP) on kartoille merkityssä kohteessa 071, joka sijaitsee reaalisähköisessä anomaliassa Tervon keskustasta otetussa näytteessä (karttaliite 9). Jäätikön suuntaama Cu-Zn-K-Mg anomaliajono sijaitsee Kolusalmen pohjoispuolella kohteessa 072 (karttaliitteet 3, 4 ja 6). Anomalia on luonteeltaan kivilajianomalia ja se sijaitsee granodioriittialueella Sikoniemen emäksisen vulkaniittimuodostuman kaakkoispuolella, johon se liittynee. Hautolahden alueella on useita Cu-Zn-Pb anomaalisia pisteitä ICP- ja EKV- analyyseissä kohteessa 073, jotka näyttävät liittyvän alueen sähköisiin johteisiin ja emäksisiin syväkivimuodostumiin. Niiden kohonneet K- ja Mg- pitoisuudet ja matalat S-pitoisuudet osoittavat, että kyseessä ei ole sulfidiset vaan silikaateista johtuvat pitoisuudet (karttaliitteet 6 ja 9). Karttalehti Utrianlahti Alueen keski- ja itäosassa vallitsevia kivilajeja ovat granitoidit ja happamat vulkaniitit, länsiosassa intermediääriset tuffiitit, joihin liittyy malmiutumia kuten Vauhkolan sinkkiaihe ja sen tuottama sinkkimalmilohkareikko Utrianlahden luoteispuolella (Ekdahl 1980). Vauhkolan sinkkimineralisoitumassa ja siihen liittyvässä kordieriittigneississä on sinkki-kuparianomalia 081, jossa on lisäksi korkein analysoitu moreenin sinkkipitoisuus 146 ppm. Muodostuma-alue erottuu myös EKV-aineistossa. Viitalahden länsipuolella tunnetaan nikkelimalmilohkareikko (Hirvas 1978). Tällä alueella on Ni-Cu-Zn anomalia 082, joka näkyy ainoastaan EKV-aineistossa. Nikkeliä näyttää liittyvän kiillegneississä ja amfiboliitissa oleviin magneettisiin anomalioihin. Tutkimusalueen korkein nikkelipitoisuus 160 ppm (ICP) on mitattu Paljakanmäen kvartsidioriittimuodostuman moreenin hienoaineksesta kohteessa 083. Kohteessa on myös korkein mitattu kromipitoisuus 778 ppm sekä anomaalinen kobolttipitoisuus, mikä viittaa ultraemäksisen kiven olemassaoloon (karttaliite 8). Anomaalisia Cu- ja Zn-pitoisuuksia on myös Pirttijärven ja Saarisen järven välissä granodioriitti- ja dioriitti-gabroalueilla kohteessa 084. Näihin anomalioihin liittyvät kohonneet K- ja Mg-pitoisuudet mikä viittaa ei-sulfidisiin kivilajianomalioihin. Karttalehti Kemilänniemi Vallitseva kivilaji on granodioriitti. Länsiosassa on kapeahko kordieriittigneissijakso, joka liittyy Säviän sinkkimalmia sisältävään liuskejaksoon. Lounaisosassa on intermediääristä tuffiittia, joka erottuu lievästi kohonneina kuparipitoisuuksina. Merkittävä Cu-Au anomaalinen piste on granodioriittialueelle sijoittuvassa kohteessa 091, jossa on 694 ppm Cu, 176 ppb Au ja lievästi anomaalinen As 15 ppm (karttaliitteet 4 ja 5). Kivilajiympäristö ja geofysikaalisten anomalioiden puuttuminen tekevät Au-esiintymän mahdolliseksi. Luoteisosassa on anomaalinen Pb-Zn piste, joka liittynee Säviän muodostumaan (karttaliitteet 3 ja 9). Siinä on lyijyä 292 ppm ja sinkkiä 120 ppm.

11 7 Karttalehti Tallusjärvi Granodioriitti on alueen vallitseva kivilaji. Pohjoisosassa on Talluskanavan peridotiittimuodostuma, jossa tunnetaan Ni-Cu esiintymä (Nurmi 1976). Alueelta otetut näytteet eivät kuitenkaan ole Ni-Cu anomaalisia ilmeisesti granodioriitin antamasta laimennuksesta johtuen. Merkittävät kultapitoisuudet 100 ppb ja 77 ppb ovat vierekkäisissä pisteissä kohteessa 101 alueen pohjoisosan granodioriittialueella (karttaliite 5). Muodostuman kaakkoisosan gabromuodostumassa on korkea kuparipitoisuus 468 ppm kohteessa 102. Karttalehti Talluskylä Granitoidien halki kulkee pääosin emäksisestä vulkaniitista koostuva jakso, johon kuuluu Vehkalammin sinkki-kupariesiintymä (Nikander 1994). Vehkalammin moreeniaineistossa ei kuitenkaan ole näkyvissä anomaalisuutta. Tallusjärven ja Saarisenjärven väliseltä alueelta tunnetaan lukuisia nikkelimalmilohkareita minkä vuoksi alueella on tehty syväkairausta ja tihennettyä geokemiallista näytteenottoa. Tällä alueella on laaja Ni-Cu-Ca-Mg-K kivilajianomalia 111, joka on lähtöisin Saarisen vulkaniitti- ja gabromuodostumasta. Kiinnostavia ovat ne Ni- ja Cupitoisuudet, joihin ei liity kohonnutta K-pitoisuutta. Tällaisia on Saarisen gabron sisällä ja sen itäkontaktin tuntumassa olevat Ni-, Cu- ja Zn-anomaliat kohteessa 112. Koska S-pitoisuus Nianomalioissa on pieni, niiden malmipotentiaalisuus lienee heikko. Karttalehti Panka Kallioperä on granitoidivaltainen, keski- ja itäosassa vallitseva kivilaji on graniittigneissi, joka kuuluu Välipohjaksi nimettyyn vyöhykkeeseen. Lisäksi lännessä on malminetsinnällisesti kiinnostava Laukkalan vulkaniitti-gabromuodostuma ja itäosassa Rauniomäen-Kankaisen vulkaniittimuodostuma. Koillisosassa on laaja monialkuaineanomalia 121, joka on osa Väli-Suomen halki kulkevaa jäätikön suuntaamaa moreenianomaliaa. Lievästi anomaalisia ovat mm K, Mg, Ca, Fe, Zn, ja Cu. Malminetsinnällisesti mielenkiintoisia ovat vain ne kupari- ja sinkkianomaaliset pisteet, joissa on korkea rikkipitoisuus ja suhteellisen matala kaliumpitoisuus. Nämä ehdot täyttää Iso-Pankajärven länsirannalta otettu näyte, joka sisältää kuparia 315 ppm, sinkkiä 96 ppm ja rikkiä ppm kohteessa 122. Sen eteläpuolelta on näyte, jossa on lyijyä 105 ppm. Itäosassa Pulkkilanmäen länsipuolelta otetussa näytteessä on sinkkiä 130 ppm. 4 KOHTEELLISET TUTKIMUKSET Tutkimuskohteet Kohteiksi valittiin kolme kivilajimuodostumaa geologian, edellä saatujen geokemiallisten tulosten, geofysikaalisten anomalioiden sekä arvioidun malmipotentiaalisuuden perusteella. Kohteet ovat Laukkala karttalehdellä , Saarinen karttalehdellä ja Jokijärvi karttalehdellä

12 8 4.1 Kohde Laukkala Tutkimuskohde sijaitsee vulkaniittimuodostumassa, jossa on magneettisia ja sähköisiä aerogeofysikaalisia anomalioita (karttaliite 10). Muodostumasta on aikaisemmin kartoitettu (Pääjärvi 1985, Rantala 1983) amfiboliittia/emäksistä vulkaniittia käsittävä pohjoisosa ja kvartsimaasälpägneissiä/intermediääristä vulkaniittia käsittävä eteläosa. Muodostuma rajoittuu lännessä subofiittiseen gabroon ja idässä granodioriittiin. Itäiset kontaktit ovat paljastumattomuuden takia epämääräiset. Muodostumassa oleviin sähköisiin ja magneettisiin anomalioihin kohdistettiin 49 näytteenottopistettä (karttaliitteet 11-16). TelaCat iskuporakalustolla kallion pinnasta otettiin murskenäyte ja välittömästi kallion pinnan yläpuolelta moreeninäyte. Näytteistä analysoitiin yhteensä 33 alkuainetta menetelmillä 511A, 511P ja 521U. Näytteiden kivilajit määritettiin stereomikroskoopilla. Tulokset Muodostuman itäosassa näytteiden kivilajit osoittautuivat intermediäärisiksi vulkaniiteiksi ja porfyriiteiksi, joihin alueen eteläosassa sekoittui granodioriittista ja graniittista juoniainesta. Sähköisessä anomaliassa esiintyi granaattikordieriittigneissiä. Analysoidut näytteet eivät sisältäneet malminetsinnällisesti merkittäviä metallipitoisuuksia. Korkeimmat pitoisuudet olivat reaalisähköisestä anomaliasta otetussa granaattikordieriittigneissiä sisältävässä näytteessä, jossa oli 197 ppm Zn, 300 ppm Cu ja 2100 ppm S. Korkein rikkipitoisuus 19,1 % oli näytteessä, joka oli intermediääristä vulkaniittia (taulukko 5). Kivilajivertailussa korkein Cu-, Zn- ja Ni-pitoisuustaso oli granaattikordieriittigneissillä, joka ilmeisesti on sähköisen anomalian aiheuttaja (taulukko 6). Emäksiset vulkaniitit erottuivat korkeampina Mg- ja Ca- pitoisuuksina muista kivilajeista. Länsiosan gabromuodostuman magneettisesta anomaliasta otetut näytteet osoittautuivat hienorakeiseksi gabroksi ja keskirakeiseksi kvartsidioriitiksi. Ainoa viite magneettisuuden aiheuttajasta oli kohonnut rautapitoisuus näytteenottolinjan itäpäässä, 4,3 % Fe (karttaliite 16). 4.2 Kohde Saarinen Tutkimuskohde on granodioriittiin rajoittuva emäksinen intrusiivi, joka koostuu pääosin pyrokseeni- ja oliviinigabrosta sekä peridotiitista (karttaliite 17). Muodostuman itäreunalla on emäksistä vulkaniittia, jonka koillisjatkeeseen liittyy hapanta vulkaniittia ja migmatiittista kiillegneissiä (Ekdahl 1974). Muodostuman koilliseen suuntautuvassa jatkeessa tunnetaan kordieriittigneissiin ja intermediääriseen tuffiittiin liittyvä ja hankkeen syväkairauskohteena oleva Vehkalammin sinkki-kupariesiintymä (Nikander 1994). Saarisen muodostuman itäpuolelta on tavattu useita nikkeli- ja kuparimalmilohkareita (karttaliite 2), minkä vuoksi GTK teki alueella tihennettyä geokemiallista kartoitusta vuonna Uusinta-analyysissä (ICP) emäksinen muodostuma ja sen kaakkoispuoleinen alue osoittautuivat Cu-Ni-Co-Zn-Mg-anomaaliseksi (karttaliitteet 3-8). Anomalia on pääosin emäksisten kivilajien silikaatteja kuvastava, mutta siinä esiintyy paikoin myös kohonneita sulfidipitoisuuksia. Muodostuman peitteiseen itäiseen kontaktiin ja siinä ole-

13 9 viin magneettisiin anomalioihin kohdistettiin näytteenotto, jossa 17 pisteestä otettiin 34 moreenija kalliomurskenäytettä. Tulokset Näytteiden kivilajit olivat odotetusti pääosin amfiboliittia, emäksistä ja intermediääristä vulkaniittia sekä ilmeisesti juoniaineksesta koostuvia granodioriitteja ja graniitteja (karttaliitteet 17-19). Näytteistä mitattiin kaksi merkittävää kobolttipitoisuutta. Eteläosan magneettiseen anomaliaan sijoittuva näyte sisälsi 227 ppm Co, 117 ppm Cu, 1070 ppm S ja 49 ppm Ni. Näytteen kivilaji on emäksinen vulkaniitti. Alueen pohjoisosaan sijoittuva näyte , jonka kivilaji on intermediäärinen vulkaniitti, sisälsi 802 ppm Co, 127 ppm Cu, 90 ppm Zn, 2770 ppm S ja 12 ppm Ni. Molemmat näytteet sijoittuvat magneettisiin anomalioihin, joiden välinen etäisyys on kilometri. Kohteen muut metallipitoisuudet jäivät pieniksi. Korkeimmat pitoisuudet olivat 194 ppm Cu, 110 ppm Ni, 9430 ppm S ja 149 ppm Zn (taulukko 5). 4.3 Kohde Jokijärvi Peitteisellä alueella, joka on kallioperäkartalle merkitty porfyyriseksi granodioriitiksi, on voimakas reaalisähköinen anomalia, jonka aiheuttaja haluttiin selvittää. Granodioriittiksi oletettu kivilaji rajoittuu idässä happamaan vulkaniittiin. Anomalian poikki tehtiin yksi näytteenottolinja vaihtelevin 5-20 metrin pistevälein. Yhteensä 12 pisteestä otettiin 20 kallionpinta- ja moreeninäytettä (karttaliitteet 20 ja 21). Tulokset Näytteiden kivilajit koostuivat granodioriiteista ja grafiittigneisseistä. Grafiittia oli kohtalaisesti biotiitti- ja kvartsipitoisessa gneississä, mikä aiheuttaa sähkönjohtavuuden. Korkeita metallipitoisuuksia ei esiintynyt. Suurin rikkipitoisuus oli 6970 ppm. 5 YHTEENVETO Analyysien vertailu Tutkimuksessa tarkasteltiin ja analysoitiin osittain uudelleen vanhaa Vesannon 3313 karttalehden itäosasta vuonna 1979 otettua moreeninäyteaineistoa. Alueen 5700 moreeninäytteestä analysoitiin uudelleen joka neljäs, yhteensä 1320 näytettä. Lisäksi tutkimusalueella tehtiin uutta näytteenottoa kolmessa eri kohteessa iskuporakalustolla. Osittaisuutokseen perustuvien ICP-analyysien pitoisuustaso on alhaisempi kuin EKV:n pitoisuustaso. Saatujen aikaisempien kokemusten perusteella (Iisalo 1995, 1996) sulfidipitoisten näytteiden ICP-pitoisuus voi kuitenkin ylittää moninkertaisesti EKV-pitoisuuden, sillä malminäytteiden sulfidifaasi liukenee kuningasveteen. EKV:lle ominainen haitta on matalien, lähellä määri-

14 10 tysrajaa olevissa pitoisuuksissa havaittava tasovaihtelu. Tällaisia alkuaineita ovat mm sinkki, lyijy ja kalsium. Keskipitoisuudet EKV-aineistossa ovat luokkaa 2 (kupari) - 14 (kalium) kertaa suuremmat kuin ICP-pitoisuudet. Samoin minimi- ja maksimipitoisuudet ovat EKV-tuloksissa ICP_arvoja suuremmat. Poikkeuksena on tässä aineistossa ainoastaan kupari, jonka ICP-maksimipitoisuus moreenin hienoaineksessa on 694 ppm. Analyysimenetelmien väliset korrelaatiot ovat parhaimmat lyijyllä, mutta tulokseen vaikuttaa määritysrajan alapuolelle jääneiden näytteiden suuri lukumäärä. Korrelaatio on kohtalainen nikkelillä ja kromilla. Kuparin korrelaatioarvo on 0,31. Heikoimmat korrelaatiot ovat sinkillä ja kalsiumilla. Verrattaessa EKV- ja ICP- menetelmillä analysoituja alkuaineiden pitoisuuskarttoja toisiinsa havaitaan anomaliakuvioiden toistettavuus hyväksi vallitsevista kivilajeista johtuvissa monialkuaineanomalioissa, jotka koostuvat alkuaineista sinkki, kupari, kalium, magnesium ja rauta. Karttalehdellä on lukuisia sinkki- ja kuparianomalioita, jotka esiintyvät sekä EKV- että ICPalkuainekartoilla. Tämä osoittaa että Keski-Pohjanmaan ja Savon alueiden geokemialliset ja ennestään tutkimattomat EKV-kartta-aineistot ja kymmenet tuhannet moreeninäytteet ovat malminetsinnässä edelleen käyttökelpoista materiaalia. Malminetsinnällisesti mielenkiintoisia ovat ne sinkki- ja kuparianomaliat, joissa on kohonnut rikkipitoisuus ja pieni kaliumpitoisuus. Kalium kuvastaa osaltaan kiilteiden runsautta näytteessä. Aikaisemmin tehdyissä tutkimuksissa on käynyt ilmi että EKV:n maksimipitoisuudet ovatkin uusinta-analyysissa huomattavasti suurempia. Monialkuaineanomaliat Alkuainekartoilla näkyvistä anomalioista merkittäviä ovat monialkuaineanomaliat. Alueen luoteisosassa Petäjäjärven- Iso-Pankajärven alueella on alkuaineista Mg, K, Ca, Fe, Zn ja Cu johtuva anomalia, joka on osa Raahe-Laatokka suuntaista anomaliaa, joka kuuluu jäätikön liikkeen suuntaamaan kiilteitä, hienoainesta ja vanhoja savisedimenttejä runsaasti sisältävään pohjamoreenimuodostumaan. Toinen suurehko anomalia alue on Saarisenjärven kaakkoispuolella. Sen aiheuttaja on emäksisistä syväkivistä ja vulkaniiteista lähtöisin oleva moreeniaines. Edellistä pienempiä emäksisistä kivilajeista johtuvia anomalioita on tutkimusalueen lounaisosassa Kolusalmella ja Hautolahdessa sekä Pirttijärven ja Saarisen järven välissä olevan gabromuodostuman alueella. Malmiviitteet Merkittävä malmiviite saatiin alueen pohjoisosasta, jossa Porrassuon koillispuolelta analysoidussa moreeninäytteessä todettiin kultaa 176 ppb ja kuparia 694 ppm. Piste sijoittuu granodioriitiksi kartoitetulle heikosti paljastuneelle alueelle, joka ei ole sähköisesti eikä magneettisesti anomaalinen. Silti mahdollisuus kultaesiintymään on olemassa. Toinen merkittävä kulta-anomalia on Tallusjärven länsipuolella Suokkuassa, jossa on kahdessa pisteessä 100 ppb:n ja 77 ppb:n kultapitoisuudet.

15 11 Vauhkolan sinkkimineralisoitumassa ja siihen liittyvässä kordieriittigneississä on sinkkikuparianomalia, jossa on lisäksi korkein analysoitu moreenin sinkkipitoisuus 146 ppm. Muodostuma-alue erottuu myös EKV-aineistossa. Tutkimusalueen moreenin korkein nikkelipitoisuus 160 ppm (ICP) on mitattu Paljakanmäen kvartsidioriittimuodostumasta. Kohteessa on myös korkein mitattu 778 ppm:n kromipitoisuus sekä anomaalinen kobolttipitoisuus, mikä viittaa ultraemäksisen kiven olemassaoloon. Petäjäjärven-Iso-Pankajärven alueen monimetallianomaliassa malminetsinnällisesti mielenkiintoisia ovat ne kupari- ja sinkkianomaaliset pisteet, joissa on korkea rikkipitoisuus ja suhteellisen matala kaliumpitoisuus. Nämä ehdot täyttää Iso-Pankajärven länsirannalta otettu näyte, joka sisältää kuparia 315 ppm, sinkkiä 96 ppm ja rikkiä ppm. Kohdetutkimukset Laukkalan vulkaniittimuodostumaan ja siinä olevaan sähköiseen anomaliaan kohdennettu näytteenotto ei tuottanut malmiviitteitä. Sähköisen anomalian aiheuttajaksi osoittautui kapea liuskevyöhyke, jonka kivilaji on granaattikordieriittigneissi. Kohteesta saadut kallionäytteet tarkensivat paljastumiin perustuvaa käsitystä muodostuman kivilajikoostumuksesta ja kontakteista. Saarisen emäksisen intrusiivin itäkontaktiin ja siinä oleviin magneettisiin anomalioihin kohdennettu näytteenotto tuotti paitsi uutta tietoa kivilajeista myös kiinnostavia koboltti- ja kuparipitoisuuksia. Magneettisissa anomalioissa esiintyi kaksi anomaalista pistettä, joissa oli anomaalisen kuparin ja rikin ohella kobolttia 802 ppm ja 227 ppm. Jokijärven kohteessa olevaan voimakkaaseen sähköiseen anomaliaan tehdyn näytteenoton kivilajit osoittautuivat runsaasti grafiittia sisältäväksi gneissiksi sekä granodioriitiksi. Korkeita metallipitoisuuksia ei esiintynyt. 6 TUTKIMUSAINEISTON TALLENTAMINEN Raportti ja analyysitulokset on tallennettu GTK:n tutkimusarkistoon Espoon Otaniemessä. 7 LIITTYY AINEISTO Kallio/moreenianalyysit Geokemiallinen kartoitus , tilausnumerot 88596, 88597, 88598, Kohdetutkimukset Laukkala, Saarinen, Jokijärvi, tilausnumero Taulukot Taulukko 1. EKV-aineiston keskiarvo-, minimi- ja maksimipitoisuudet Taulukko 2. ICP-aineiston keskiarvo-, minimi- ja maksimipitoisuudet Taulukko 3. EKV-aineiston korkeimmat hivenmetallipitoisuudet Taulukko 4. ICP-aineiston korkeimmat hivenmetallipitoisuudet

16 12 Taulukko 5. Laukkalan Saarisen ja Jokijärven kohteiden korkeimmat hivenmetallipitoisuudet Taulukko 6. Laukkalan kohteen kivilajien keskipitoisuudet Karttaliitteet Karttaliite 1. Kallioperä Karttaliite 2. Malmilohkareet Karttaliite 3. ICP- ja EKV-aineistojen sinkkipitoisuudet Karttaliite 4. ICP- ja EKV-aineistojen kuparipitoisuudet Karttaliite 5. ICP-aineiston kultapitoisuudet Karttaliite 6. Sinkki- ja kaliumpitoisuudet Karttaliite 7. ICP- ja EKV-aineistojen kalsium- ja nikkelipitoisuudet Karttaliite 8. Kromi- ja kobolttipitoisuudet, ICP Karttaliite 9. Rikki- ja lyijypitoisuudet, ICP Karttaliite 10. Laukkalan kohdealue Karttaliite 11. Laukkalan näytteenotto ja sähköiset anomaliat Karttaliite 12. Laukkalan näytteenotto ja magneettiset anomaliat Karttaliite 13. Laukkalan pohjoisosan kuparipitoisuudet ja kivilajit Karttaliite 14. Laukkalan eteläosan kuparipitoisuudet ja kivilajit Karttaliite 15. Laukkalan eteläosan sinkkipitoisuudet Karttaliite 16. Laukkalan länsiosan rautapitoisuudet Karttaliite 17. Saarisen kohdealue Karttaliite 18. Saarisen kuparipitoisuudet, kivilajit ja magneettiset anomaliat Karttaliite 19. Saarisen kobolttipitoisuudet Karttaliite 20. Jokijärven kohdealue Karttaliite 21. Jokijärven sinkkipitoisuudet ja sähköinen anomalia 8 KIRJALLISUUSLUETTELO Ekdahl, Elias Saarisen-Viitajärven emäksinen intrusiivi ja sen tektoninen asema Savon liuskejaksossa. Pro gradu työ, Oulun Yliopisto, Geologian laitos. Ekdahl, E Tervon Vauhkolassa vuosina suoritetut Zn-malmitutkimukset. 11 s., 8 l. Geologian tutkimuskeskus, arkistoraportti, M19/3313/80/1/10. Kallioperäkarttatietokanta DigiKP Suomi, GTK. Versio 1,0, keskeneräinen, Bedrock Map Database DigiKP Finland, GTK. Version 1,0, unfinished, Hirvas, Heikki; Nenonen, Keijo Raportti maaperägeologisista esitutkimuksista Tervon Utrianlahden Ni-lohkaretihentymällä s., 10 liites. Geologian tutkimuskeskus, arkistoraportti, P

17 13 Nikander, Jarmo Sinkki-kuparimalmitutkimukset Tervon kunnassa valtausalueilla Vehkalampi 1 (kaiv. rek. N:o 4789/1) ja Vehkalampi 2 (kaiv. rek. N:o 5001/1). 10 s., 15 liites. Geologian tutkimuskeskus, arkistoraportti, M06/3313/94/1/10. Nurmi, Aimo Geochemistry of the till blanket at the Talluskanava Ni-Cu ore deposit, Tervo, Central Finland. Geologinen tutkimuslaitos. Tutkimusraportti 15. Espoo: Geologinen tutkimuslaitos. 84 p. Pekkarinen, Lauri Haukivuoren ja Pieksämäen kartta-alueiden kallioperä. Summary: Pre- Quaternary rocks of the Haukivuori and Pieksämäki map-sheet areas. Suomen geologinen kartta 1: : kallioperäkarttojen selitykset lehdet Espoo: Geologian tutkimuskeskus. 98 p. + 2 app., 1 app. map. Rantala, Olli Pielaveden Petäjäjärven alueen geologiasta, Pro gradu työ, Helsingin Yliopisto, Geologian laitos. Talvitie, Jouko; Ekdahl, Elias The basic intrusive complex of Lake Saarinen and its tectonic location. Geologinen tutkimuslaitos. Tutkimusraportti 10. Espoo: Geologinen tutkimuslaitos, Descriptive Statistics N Minimum Maximum Mean Std. Deviation Al % Fe % Mg % Ca % K % Cr ppm Co ppm Ni ppm Cu ppm Zn ppm Pb ppm Valid N (listwise) 5698 Taulukko 1. Tutkimusalueen koko EKV-aineistoa (312K) kuvailevat alkuainepitoisuudet Table 1. Descriptive element contents of EKV analyses

18 14 Descriptive Statistics N Minimum Maximum Mean Std. Deviation Al % Fe % Mg % Ca % K % Cr ppm Co ppm Ni ppm Cu ppm Zn ppm Pb ppm S ppm U ppm Au_ppb As ppm Valid N (listwise) 958 Taulukko 2. Alkuaineiden ICP-pitoisuuksia (joka 4:s koko näyteaineistosta, 511P, 511M) Table 2. The element contents of ICP-analyses (every 4. of the whole sample material)

19 15 Case Summaries a Co_312K ppm Cr Ni Pb Cu Zn Ag Ti V Piste_No Sample Kl_20 Map sh. x_coord y_coord Total Taulukko 3. Korkeimmat EKV-metallipitoisuudet karttalehtien moreenissa. Raja-arvoina on käytetty Co >80, Cr >700, Ni >180, Pb >350, Cu >300, Zn >300, Ag >5, Ti > ja V > 500 ppm. Table 3. The highest concentrations of the metallic elements in the EKV analysis.

20 16 Case Summaries a Tunnus As Co Cr Ni Pb Cu Zn S Au KL_20 Sample ppm ppm ppm ppm ppm ppm ppm ppm ppb Map sheet a. Limited to first 100 cases. Taulukko 4. Korkeimmat ICP-metallipitoisuudet karttalehtien moreenissa. Raja-arvoina on käytetty As >20, Co >25, Cr >150, Ni >100, Pb >90, Cu >100, Zn >110, S>2500 ppm ja Au >70 ppb. Table 4. The highest concentrations of the metallic elements in the ICP analysis.

21 17 Case Summaries a PISTE NO KARTTAL AINES Co Cu Ni S Zn KIVILAJI MALMI KOHDE SAMPLE MAP Matherial ppm ppm ppm ppm ppm ROCK TYPE ORE TARGET LAUKKALA MR LAUKKALA GRANAATTI RP KORDIERIITTIGNEISSI GRANAATTI RP KORDIERIITTIGNEISSI LAUKKALA MR LAUKKALA RP INTERMED VULKANIITTI LAUKKALA RP INTERMED VULKANIITTI KIISUPIROTE LAUKKALA RP INTERMED VULKANIITTI LAUKKALA RP EMÄKSINEN VULKA NIITTI LAUKKALA RP INTERMED VULKANIITTI LAUKKALA EMÄKSINEN VULKA KA NIITTI KA EMÄKSINEN VULKA NIITTI CUKI, FEK SAARINEN SAARINEN KA EMÄKSINEN VULKA NIITTI KIISUPIROTE SAARINEN MR SAARINEN KA INTERMED VULKANIITTI KIISUPIROTE SAARINEN KA INTERMED VULKANIITTI SAARINEN RP GRAFIITTIGNEISSI JOKIKYLÄ a. Limited to first 100 cases. Taulukko 5. Tutkimuskohteiden Laukkala, Saarinen ja Jokikylä korkeimmat Co, Cu, Ni, S ja Zn pitoisuudet. Table 5. Highest Co, Cu, Ni, S and Zn contents in targets Laukkala, Saarinen and Jokikylä

22 18 Report KIVILAJI Co Cu Ni S Zn Ca Mg EMÄKSINEN VULKANIITTI Mafic volcanite Mean N Std. Deviation GRANAATTI- KORDIERIITTIGNEISSI Gran. kord. gneiss GRANIITTI Granite Mean N Std. Deviation Mean N Std. Deviation GRANODIORIITT Granodiorite Mean N Std. Deviation INTERMED. VULKANIITTI Intermed volcanite Mean N Std. Deviation KVARTSIPORFYYRI Quartz porphyre Mean N Std. Deviation Total Mean N Std. Deviation Taulukko 6. Kivilajien alkuaineiden keskipitoisuuksia Laukkalan kohteessa Table 6. The average element concentrations in Laukkala

23 19

24 20

25 21

26 22

27 23

28 24

29 25

30 26

31 27

32

33

34

35

36

37

38 34

39

40

41

42

43 39