SELOSTUS KUPARIAIHEEN TUTKIMUKSISTA YLITORNION KUNNASSA NÄÄTÄVUOMAN ALUEELLA

Transkriptio

1 1 GEOLOGINEN TUTKIMUSLAITOS M 19/2634/-80/1/10 Ylitornio Näätävuoma Pertti Murtovaara SELOSTUS KUPARIAIHEEN TUTKIMUKSISTA YLITORNION KUNNASSA NÄÄTÄVUOMAN ALUEELLA JOHDANTO Tutkimusalue sijaitsee noin 8 kilometriä napapiiriltä etelään karttalehden alueella. Tutkimusalueen tarkempi sijainti ilmenee 1 : mittakaavaisella tiekartalla (liite 1). Tutkimus liittyy osittain Rovaniemen mlk:ssa olevien Kirakoiden tutkimuksiin (GTL:n raportti M 19/2634/-78/1/10). Viitteitä tutkimuksiin Sulo Vaaran lähettämä kansannäyte Suomen Malmi Oy:lle Näyte sisälsi kuparikiisurakeita kordieriitti-antofylliittikivessä Näätävuoman itäreunassa. Veikko Keinäsen vuonna 1974 alueellisissa tutkimuksissa tekemä havainto 37/VK-74 kummingtoniitti-amfiboliitista, kordieriitti-antofylliittikivien yhteydessä. Näytteessä oli merkit kuparikiisusta. Edellä mainittujen näytteiden välinen etäisyys on 7 km ja ne sijaitsevat välittömästi Hirvaalta Meltosjärvelle ulottuvan itä - läntisen aerosähköisen anomalian eteläpuolella. Kirjassa "Bidrag till Finlands naturkännedom, Materialer till Finlands geognosi, samlade af H. J. Holmberg, 1858" mainitaan Mustikallio ja Mustavaara, joilla tarkoitetaan nykyisillä kartoilla Mustipaljukkaa ja Mustivaaraa. Paikalla on tavattu kuparikiisua - "Kopparkis skall här hafva blifvit anträffad".

2 2 Alustavana kallioperätietona oli W. Hackmannin Rovaniemen 1 : mittakaavainen kallioperäkartta vuodelta Tämän kartan mukaan alue sijoittuu Keski-Lapin graniitin ja Rovaniemen kautta länteen ulottuvan liuskejakson kontaktiin. SUORITETUT TUTKIMUKSET Koska perustietoa oli niukalti, tutkimukset olivat aluksi alueellista kallioperäkartoitusta ja suuntautuivat myöhemmin Kirakoille ja Mustipalon alueelle, josta tässä selostuksessa käytetään nimitystä Näätävuoma. Kartoitus aloitettiin vuonna 1976, jatkettiin vuonna 1977 ja revidointiluontoisena Alue on kohtalaisen hyvin paljastunutta, ainoastaan pohjoisosassa oleva Mustiaapa on lähes ylipääsemätöntä suota, eikä paljastumia ole muutamaa suosaareketta lukuun ottamatta. Alueen keskiosassa oleva Kaunismaa on lajittuneiden maalajien peitossa. Pedogeokemiallista näytteenottoa tehtiin cobrakalustolla pääasiassa läpivirtausterillä talviaikana. Näytteenotto tapahtui vuosina yhteensä 552 pisteestä, joista kallion pintaan ulottuvia 64. Näytteenotossa pyrittiin pohjanäytteisiin. Moreeni- ja rapakallionäytteet pestiin, ja kivilaji pyrittiin määrittämään makroskooppisesti tai binokulaarimikroskoopilla. Näytteet analysoitiin aluksi AAS:llä malmiosaston geokemian ryhmässä Otaniemessä ja vuodesta 1978 alkaen geokemian osastolla Rovaniemellä. Kallioperäkartoituksen yhteydessä otetuista palanäytteistä analysoitiin AAS:llä Otaniemessä malmiosaston geokemian ryhmässä 6 alkuainetta (Co, Cu, Ni, Pb, Zn, Cr). Näytemäärässä (195 kpl) on mukana Kirakoiden näytteet. Koska tutkimusalueen karsikivet ja karsigneissit ovat scheeliitin suhteen kriittisiä, tutkittiin osasta pohjamoreeninäytteitä kokeiluluontoisesti scheeliittirakeiden lukumäärä. Scheeliittitutkimusta jatkettiin ottamalla Mustipaljukan ja Kaitajärvi - Näätävaaratien varresta pintamoreeninäytteitä 39 kpl, kustakin pisteestä n. 15 kg.

3 3 Näyte vaskattiin ja saadusta upasta laskettiin scheeliittirakeiden lukumäärä UV-lamppua ja binokulaarimikroskooppia hyväksi käyttäen. Työn teki Maria Nikkarinen geokemian osastolla Kuopiossa. Geofysikaalisia mittauksia suoritettiin vuonna km 2 suuruisella alueella. Mittaukset käsittivät magneettiset ja sähköiset menetelmät. Eri geofysikaalisten mittausten antamia tuloksia käytettiin hyväksi kivilajikarttaa piirrettäessä ja suunniteltaessa syväkairausprofiilin paikkaa. Syväkairausta suoritettiin välisenä aikana. Tällöin kairattiin viisi reikää yhteispituudeltaan 883,45 metriä. Kaikki reiät kairattiin samaan pohjoiseteläsuuntaiseen profiiliin (liite 8), jolloin varsinaista horisontaalileikkausta tuli noin 650 metriä. Malmikoiran avulla suoritettiin lohkaretutkimusta kesällä 1978 noin kuukauden ajan. Paljastuma-, lohkare- ja syväkairausnäytteet tarkastettiin UV-lampulla ja skintillometrillä. TUTKIMUSTULOKSET Kallioperä (kivilajikartta, liite 2) Alueen pohjoisosaa hallitsevat graniittigneissit, jotka ovat Keski-Lapin graniitin pitkälle metamorfoituneita reunaosia. Näissä kalimaasälpä esiintyy usein 1-3 cm läpimittaisina ksenoblasteina. Tutkimusalueella graniittigneissin keskellä on lähes itä - länsisuuntainen amfiboliittipatja, jonka keskellä on kaksi mustaliuske- tai grafiittigneissihorisonttia. Koska alue on näiltä osin paljastumatonta, lähes ylipääsemätöntä aapasuota, on mustaliuskehorisontit piirretty geofysikaalisten anomalioiden avulla. Graniittigneissin ja sen eteläpuoleisen amfiboliitin välissä on paikoin vain muutaman metrin paksuinen kordieriitti-antofylliittikivikerros,

4 4 jota on voitu seurata läpi tutkimusalueen joko lohkare- tai paljastumahavaintojen perusteella. Sen asema muihin kivilajeihin on aina sama. Rakenteeltaan kivi on granoblastinen ja sen päämineraalit ovat: antofylliitti, kordieriitti, biotiitti, rutiili ja plagioklaasi, aksessorisina usein zirkoni, apatiitti ja malmi. Kivessä on paikoin heikkoa kuparikiisupirotetta. Alueen hallitsevin ja keskeisin kivilaji on amfiboliitti, jonka koostumus ja rakenne vaihtelevat. Primaarirakenteita ei enää ole näkyvissä, mutta vulkaanisille amfiboliiteille tyypillisiä epämääräisiä, diopsidista ja epidootista koostuvia kasautumia tavataan yleisesti. Amfiboliitit ovat suurimmaksi osaksi hieno - keskirakeisia, granoblastisia, suuntautuneita ja usein liuskeisia. Niiden päämineraalit ovat: sarvivälke, plagioklaasi, vaihtelevassa määrin biotiitti, titaniitti ja kummingtoniitti, usein myös kvartsi. Aksessorisina ovat apatiitti, zirkoni, serisiitti, kloriitti ja malmi. Tutkimusalueen keskellä sijaitseva, paikoin kilometrinkin paksuinen amfiboliittipatja on kauttaaltaan heikosti kiisuuntunut. Kuparikiisu esiintyy amfiboliiteissa joko heikkona pirotteena tai useimmin epidootti-, diopsidi- ja karbonaattijuonten ja kasautumien yhteydessä. Amfiboliiteista on kivilajikartassa erotettu karkeampirakeiset, gabromaiset ja hornblendiittiset muunnokset. Ne ovat pääosin keski - karkearakeisia, massiivisia, koostumukseltaan makroskooppisesti lähes ultraemäksisiä. Reunaosiltaan ne ovat hienorakeisia ja liuskeisia, eivätkä eroa makroskooppisesti alueen muista amfiboliiteista. Amfiboliittien yhteydessä olevat diopsidigneissit ovat mahdollisesti kalkkipitoisten sedimenttien sekaan kerrostuneita emäksisempiä vulkaniitteja. Niiden päämineraalit ovat sarvivälke, diopsidi, biotiitti, kalimaasälpä, kvartsi ja plagioklaasi. Usein ne vaihettuvat kalimaasälpä-biotiittiamfiboliiteiksi ja karsigneisseiksi, jotka on myös eroteltu tavallisista amfiboliiteista kartalla. Ne ovat alunperin todennäköisesti olleet intermediaarisia tuffiitteja ja niillä on alueen muiden amfiboliittien kanssa terävät kontaktit. Kivet ovat granoblastisia, selvästi raidallisia. Päämineraalit ovat kalimaasälpä, sarvivälke, plagioklaasi, karbonaatti, biotiitti ja kvartsi, aksessorisina titaniitti, apatiitti, zirkoni, serisiitti ja opaakki. Joskus sarvivälke on suurempina omamuotoisina rakeina.

5 5 Alkuperältään varsinaisia sedimenttejä ovat kiilleliuskeet ja -gneissit, sekä kvartsiitit, joita alueella on paljastuneena vain muutamassa paikassa. Kiilleliuskeet ja -gneissit ovat hienorakeisia, päämineraalit ovat kvartsi, kalimaasälpä, plagioklaasi, biotiitti ja muskoviitti. Paikoin voisi kalimaasälpä-rikkaita osueita kutsua kalileptiiteiksi. Tutkimusalueen etelälaidassa on muutamalla paljastumalla kiinni andalusiittikiilleliuskeita, jotka edustavat alueella korkeinta metamorfista astetta. Kvartsiittien päämineraalit ovat kvartsi, plagioklaasi ja muskoviitti, sekä vähäisessä määrin kloriitti. Varsinaisia mustaliuskeita ei usein paljastumissa tavattu. Yleensä ne ovat rapautuneita grafiittipitoisia kiillegneissejä tai emäksisempiä amfibolimusta-liuskeita. Kairauksissa lävistettiin useita kiilleliuskeiden ja -gneissien yhteydessä olevia kapeita, 0,5-5 metriä paksujmustaliuskehorisontteja. Näiden yhteydessä on usein magneetti- ja rikkikiisua. Alueen karret ovat karkearakeisia granoblastisia diopsidikarsia. Päämineraaleina on diopsidi, kalimaasälpä, sarvivälke, plagioklaasi ja karbonaatti. Pegmatiittigraniitit ovat karkearakeisia turmaliinipitoisia ja näyttää siltä, että ne ovat kakkuna amfiboliittien päällä. Tektoniikka (liite 3) Liuskeisuuden kulut ovat lähes itä - länsisuuntaisia, kaateet yleensä lähes pystyjä, kuitenkin niin, että eteläinen noin 75-85º on vallitseva. Myös geofysikaaliset kartat tukevat näitä havaintoja. Poimuakseleitten suunnat ovat länsi - lounaaseen kaateiden vaihdellessa Myös venymät ja viivaukset ovat lähes samansuuntaisia. Suurempia siirroksia ja ruhjeita ei tutkimusalueella ole tavattu. Aivan tutkimusalueen etelälaidassa on suunnaltaan selvästi muista poikkeava sähköinen pohjois-eteläinen anomalia, jonka vieressä olevasta andalusiittikiilleliuskeesta mitatut suunnat eivät poikkea tavanomaisesta.

6 6 Geokemia Kallionäytteistä tehdyissä analyyseissä paras kobolttipitoisuus oli 98 ppm Co mustaliuskeessa (54/PM-76). Paras kuparipitoisuus ppm Cu amfiboliitissa (170 B/VK-77). Samasta paljastumasta otettujen kuuden näytteen keskipitoisuus oli 9182 ppm Cu. Näytteet olivat valikoituja. Korkein kuparipitoisuus kordieriittiantofylliittikivessä oli näytteessä 28/PM ppm Cu. Paras nikkelipitoisuus oli 650 ppm mustaliuskeessa (173/VK-77). Paras lyijypitoisuus oli 29 ppm Pb mustaliuskeessa (76 B/PM-76). Paras sinkkipitoisuus 1920 ppm Zn mustaliuskeessa (61 B/VK-77). Paras kromipitoisuus 370 ppm Cr (76 A/PM-76) karsikivessä. Pedogeokemiallisessa näytteenotossa ei muiden metallien kuin kuparin kohdalla tavattu anomaalisia pitoisuuksia muutamaa pistettä lukuun ottamatta. Kobolttipitoisuudet eivät nousseet yli 150 ppm:n. Kromipitoisuudet olivat normaalisti 50 ppm:n alapuolella eivätkä nousseet yli 200 ppm:n. Nikkelipitoisuudet pysyivät yleensä alle 100 ppm:n, parhaan pitoisuuden ollessa 360 ppm Ni moreenissa. Lyijypitoisuudet pysyivät alle 100 ppm:n. Sinkkipitoisuudet olivat yleensä alle 200 ppm, kun paras pitoisuus oli 890 ppm Zn. Pitoisuus oli samasta pisteestä kuin paras nikkelipitoisuus. Kuparipitoisuuksista on kartta (liite 4), jossa pitoisuudet on merkitty symbolein. Symboliluokkien rajat on määrätty viiteen luokkaan 80, 90, 95 ja 97,5 %:n persentiilien mukaan. Kuparipitoisuudet muodostavat selvän anomalian, joka sijoittuu amfiboliitin päälle. Korkeimmat kuparipitoisuudet palanäytteistä ovat myös anomalian sisällä. Scheeliittitutkimuksissa otetuissa pintamoreeninäytteissä scheeliittirakeiden määrät jäivät vähäisiksi (liite 5). Syväkairaus Ensimmäinen syväkairausreikä (R301) suunnattiin parhaan pedogeokemiallisen kuparipisteen alle (1 400 ppm Cu hienofraktiossa). Korkein pitoisuus R301:ssä oli vain 0,14 % Cu 80 cm:n matkalla. Pitoisuus vastaa sellaisenaan pedogeokemiallisen hienofraktion pitoisuutta. Viiden reiän profiililla lävistettiin koko-

7 7 naisuudessaan n. 400 m paksu amfiboliittipatja. R305:llä lävistettiin amfiboliitin eteläpuolella maasta mitattu sähköinen anomalia. Se osoittautui runsaasti rautakiisuja sisältäviksi kapeaksi mustaliuskehorisonteiksi. Niiden paksuudet-vaihtelivat puolesta viiteen metriin. Analysoidut arvometalli-pitoisuudet jäivät vähäisiksi. Parhaimmillaan kuparipitoisuus oli syväkai-rauksessa 0,15 % Cu yhden metrin matkalla (liite 7). TULOSTEN ARVIOINTIA Alkuperäisten tutkimusten lähtökohtana olleiden kordieriitti-antofylliittikiviin liittyvät kuparikiisumäärät osoittautuivat tutkimuksissa vähäisiksi. Tutkimusten aikana päähuomio kiinnittyi amfiboliittien sisältämiin kuparikiisupitoisuuksiin. Syväkairauksissa todettiin kuparin määrät vähäisiksi ja esiintymistapa epäyhtenäiseksi. Vaikka pedogeokemiallista kuparianomaliaa käsiteltiin tutkimusten aikana alla olevan kallioperän pitoisuuksia ilmentäväksi, jäi raportin kirjoitusvaiheessa vaivaamaan anomalian länsipää jään tulosuunnassa (materiaalin kulkeutumissuunta , Härkösen suullinen tiedonanto). Alue on tosin kohtalaisen hyvin paljastunut, eikä paljastumissa ole havaittu merkittäviä kuparikiisumääriä, joten kovin mittavaa puhkeamaa alueella ei voi olla. Asian voisi kuitenkin tarkistaa esim. muutamalla lyhyellä Winkie-kairausreiällä. Anomalian kärki sijoittuu em. kordieriitti-antofylliittikiviin. Koska arvometallipitoisuudet jäivät merkityksettömiksi, eikä varsinaisia malmiutumia eikä uusia merkittäviä aiheita ilmennyt, on työt alueella toistaiseksi lopetettu. Rovaniemellä 18. päivänä joulukuuta 1980 Tutkimusassistentti Pertti Murtovaara

8 8 LIITTEET 1. Tutkimusalueen sijaintikartta 2. Kivilajikartta M11.7/2634/-80/1 3. Tektoninen kartta M11.3/2634/-80/1 4. Pedogeokemiallinen kartta M35.2/2634/-80/1/Cu 5. Scheeliittirakeiden lukumäärä pintamoreenissa 6. Syväkairausraportit M 19/52/2634/-78/R Syväkairauksen analyysit R Syväkairausprofiili M 52.7/2634/-78/R Liittyy Geofysikaaliset kartat M 22/ A, B M 24,116/ A, B M 24,126/ A, B Kirakoiden työraportti M 19/2634/-78/1/10

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24

25

26

27