OL -KR2. -KR3. -KR4. -KR5. -KR7.

Työ raportti 2002-04 Matalan lämpötilan rakomineraalit Eurajoen Olkiluodon kairausnäytteissä OL -KR2. -KR3. -KR4. -KR5. -KR7. ~KRB ja -KR 1 0 Aulis Kärki Tapio Lahdenperä Tammikuu 2002 POSIVA OY Töölönkatu 4, FIN-00100 HELSINKI, FINLAND Tel. +358-9-2280 30 Fax +358-9-2280 3719

.. r _:,"'" \/7~"'-...:1... _;;_. f"c"v-v~ r.~ (c ~~;~~tg~ Työ r a p o r t t i 2 0 0 2-0 4 Matalan lämpötilan rakomineraalit Eurajoen Olkiluodon kairausnäytteissä Ol-KR2, -KR3, -KR4, -KR5, -KR7, -KRB ja -KR1 0 Aulis Kärki Tapio Lahdenperä Tammikuu 2002

Oulu 11.1.2002 TEKIJÄ ORGANISAATIO: Kivitieto Oy Teknologiantie 1 90570 OULU TILAAJA: Posiva Oy Töölönkatu 4 00100 Helsinki TILAUSNUMERO: 9528/01/LIW TILAAJAN YHDYSHENKILÖT: FM Liisa Wikström Posiva Oy KONSULTIN YHDYSHENKILÖ: FT Aulis Kärki Kivitieto Oy TYÖRAPORTTI- 2002-04 MATALAN LÄMPÖTILAN RAKOMINERAALIT EURAJOEN OLKILUODON KAIRAUSNÄ YTTEISSÄ OL-KR2, -KR3, -KR4, -KR5, - KR7, -KR8 JA -KR10 Tarkastettu ja hyväksytty Olkiluodossa cz~ ;_1_ 200ft CWOv~~ Liisa Wikström Posiva Oy Oulussa 11.1.2002 (}lu~ Aulis Kärki Kivitieto Oy

Työ r a p o r t t i 2 0 0 2-0 4 Matalan lämpötilan rakomineraalit Eurajoen Olkiluodon kairausnäytteissä OL -KR2, -KR3, -KR4, -KR5, -KR7, -KRB ja -KR 1 0 Aulis Kärki Tapio Lahdenperä Kivitieto Oy Tammikuu 2002 Karttaoikeudet: Maanmittauslaitos lupa nro 41/MYY/02 Pesivan työraporteissa käsitellään käynnissä olevaa tai keskeneräistä työtä. Esitetyt tulokset ovat alustavia. Raportissa esitetyt johtopäätökset ja näkökannat ovat kirjoittajien omia, eivätkä välttämättä vastaa Posiva Oy:n kantaa.

MATALAN LÄMPÖTILAN RAKOMINERAALIT EURAJOEN OLKILUODON KAIRAUSNÄ YTTEISSÄ OL-KR2, -KR3, -KR4, -KR5, -KR7, -KR8 JA -KR10 TIIVISTELMÄ Tässä raportissa kuvataan Olkiluodon tutkimusalueen kairausnäytteissä OL-KR2, OL KR3, OL-KR4, OL-KR5, OL-KR7, OL-KR8 ja OL-KR10 esiintyvien matalan lämpötilan fraktuurimineraalien ominaispiirteet numeroarvoja ja kirjainlyhenteitä sisältävinä taulukoina, jotka on muunnettu alunperin sanallisesti esitetyistä kuvauksista. Rakomineraalit on identifioitu alkuperäisessä tutkimuksessa silmämääräisesti ja tarvittaessa identifiointi on varmennettu käyttäen stereomikroskooppia ja röntgendiffraktometria. Tyypillisimpinä rakomineraalifaaseina ovat kalsiitti, rautakiisut ( magneettikiisu ja rikkikiisu) sekä savimineraalit (illiittijakaoliniitti sekä harvoin montmorilloniittija vermikuliitti), joita esiintyy yleisesti kaikilla syvyystasoilla Olkiluodon kallioperän fraktuureissa. Näiden lisäksi on tehty muutamia havaintoja analsiimista, laumontiitista, palygorskiitista ja kvartsista. Kalsiittikiteytymät ovat paksuudeltaan tyypillisesti 0,1-1 mm ja 3 mm paksummat katteet ovat erittäin harvinaisia. Rikkikiisua esiintyy kairausnäytteessä kaikilla syvyyksillä. Se esiintyy omamuotoisina pieninä rakeina ja kalvomaisina silauksina tai hyvin ohuina laikkuina. Rakomineraalina harvinaisempi magneettikiisu esiintyy tyypillisesti grafiitin yhteydessä. Kaoliniittia tavataan löyhänä, jauhomaisena massana tai tiiviimpänä, valkoisena katteena. Illiitti esiintyy vihertävänä, läpikuultavana ja saippuamaisena massana sekä harmaana tai vihertävänä multamaisena muunnoksena yhdessä kalsiitin ja joskus myös montmorilloniitin kanssa. Grafiittihaarniskapintoja tavataan kaikissa näytteissä satunnaisesti. Kvartsiutuneista rakopinnoista on tehty myös havaintoja useilta eri syvyystasoilta. Avainsanat Paleoproterotsoinen, kallio, kiillegneissi, migmatiitti, granitoidi, matala lämpötila, rakomineraali, ydinjätehuolto.

EURAJOKI, OLKILUOTO, LOW TEMPERATURE FRACTURE MINERALS IN DRILL CORE SAMPLES OL-KR2, -KR3, -KR4, -KR5, -KR7, -KR8 AND -KRlO ABSTRACT This report represents the features of low temperature fracture minerals in drill cores OL KR2, OL-KR3, OL-KR4, OL-KR5, OL-KR7, OL-KR8 ja OL-KRlO from the Olkiluoto site as numeric tables converted from original, verbal descriptions. The fracture minerals were originally mapped and identified with the naked eye and, if necessary, confirmed by stereo microscopy and -ray diffractometry. Calcite, Fe sulphides (pyrrhotite and pyri te) and clay minerals (illite, montmorillonite, kaolinite and vermiculite) form the most typical fracture mineral phases throughout the drill cores, with analcime, laumontite, palygorskite and quartz to be found less frequently. Pyri te occurs in small idiomorphic grains and in thin covers and patches, and is encountered at all depths along the cores. Pyrrhotite is detected less often and it usually occurs together with graphite. Kaolinite fracture fillings are loose powdered masses or dense, white coverings, while illite occurs in a green, transparent, soap-like mass or in a grey to green, loose clay variety together with montmorillonite. Graphite slickensides are found in several depth zones and quartz is detected in numerous fractures of different depths. Keywords: Palaeoproterozoic, bedrock, mica gneiss, migmatite, granitoid, low temperature, fracture mineral, nuclear waste management.

1 SISÄLLYSLUETTELO 1 JOHDANTO.......................................... 3 1.1 Tutkilnusalue... 3 1.2 Työn tavoite..................................... 3 1.3 Tutkilnusalueen geologiset yleispiirteet ja kivilajit......... 4 1. 4 Rakomineraalifaasit................................ 5 1. 5 Suoritetun muunnostyön menettelytavat................ 5 2 KAIRAUSNÄ YTE OL-KR2.............................. 9 3 KAIRAUSNÄ YTE OL-KR3............................. 11 4 KAIRAUSNÄYTE OL-KR4... 13 5 KAIRAUSNÄYTE OL-KR5... 15 6 KAIRAUSNÄ YTE OL-KR7............................. 17 7 KAIRAUSNÄ YTE OL-KR8............................. 19 8 KAIRAUSNÄYTE OL-KR10... 21 9 YHTEENVETO...................................... 23 Lähdeluettelo.............................................. 25 Liite 1 Rakomineraalitaulukoissa käytetyt lyhenteet................. 27 Liite 2. Kairausnäytteen OL-KR2 rakomineraalit... 28 Liite 3. Kairausnäytteen OL-KR3 rakomineraalit 65 Liite 4. Kairausnäytteen OL-KR4 rakomineraalit... 87 Liite 4. Kairausnäytteen OL-KR5 rakomineraalit 112 Liite 5. Kairausnäytteen OL-KR7 rakomineraalit 130 Liite 6. Kairausnäytteen OL-KR8 rakomineraalit 141 Liite 7. Kairausnäytteen OL-KR10 rakomineraalit................. 153

3 1 JOHDANTO Fortum Power and Heat Oy ja Teollisuuden Voima Oy varautuvat voimalaitostensa ydinjätehuollossa käytetyn polttoaineen loppusijoitukseen Suomen kallioperään. Posiva Oy huolehtii tähän liittyvistä tutkimuksista. Yksityiskohtaisia sijoituspaikkatutkimuksia on tehty vuosina 1993-2000 Eurajoen Olkiluodon, Kuhmon Romuvaaran ja Äänekosken Kivetyn alueilla ja vuosina 1997-2000 Loviisan Hästholmenin alueella. Tässä raportissa esitetään Olkiluodon tutkimuskohteeseen vuosina 1989-1995 kairattujen reikien OL KR2, -KR3, -KR4, -KR5, -KR7, -KR8 ja -KR10 rakomineraalitutkimusten sanallisten kuvausten tulokset (Gehör et al. 1996) muutettuna numeerisiksi ja sovittuja lyhenteitä sisältäviksi taulukoiksi. 1.1 Tutkimusalue Olkiluodon tutkimusalue sijoittuu Eurajoen kunnan länsiosaan, Olkiluodon saarelle. Tutkimusalue on pinta-alaltaan n. 7 km 2 :n laajuinenja geologisesti se sijoittuu paleoproterotsooisista granitoideista ja paragneisseistä koostuvaan migmatiittiseen gneissiympäristöön (kuva 1-1 ). Alueelle on tehty 14 syvää kallionäytekairausreikää, joiden sijaintipisteet ja tutkimusalueen geologiset yleispiirteet on esitetty kuvassa 1-1. 1.2 Työn tavoite Tämän työn tavoitteena on ollut muuntaa Olkiluodon kairausnäytteiden OL-KR2, -KR3, -KR4, -KR5, -KR7, -KR8 ja -KR10 rakomineraalikartoitusten alkuperäiset, sanalliset kuvaukset (Gehör et al. 1996) taulukkomuotoisiksi rakomineraalifaaseja, niiden esiintymispaikkoja, - tyyppejä sekä katteiden peittopinta-aloja ja paksuuksia kuvaaviksi tallenteiksi käyttäen sovittu ja, liitteessä 1 esitettyjä lyhenteitä ja koodeja. Toisena tavoitteena on ollut tuottaa yleisimpien rakomineraalifaasien esiintymispaikkoja esittävät diagrammit työn kohteena olleista kairausnäytteistä.

4 Kairanreikien sijainnit (KR1-KR14) KKJ1 (Projektio: Gauss-Kruger) 11.7.2001 Saanlo & Rlekkola Oy/HM SELITYKSET: KR1 Kairanreikä ja sen ts:'" maanplntaprojektio Tonaliittiffonaliittigneissi Graniitti Metadiabaasi Kiillegneissi Suonigneissi Amfiboliitti Kuva 1-1. Olkiluodon alueen kallioperä sekä kairanreikien lähtöpisteet 1.3 Tutkimusalueen geologiset yleispiirteet ja kivilajit Olkiluodon tutkimusalue sijoittuu Etelä-Suomen migmatiittivyöhykkeen länsiosaan. Kallioperä muodostuu erityyppisistä epiklastisista ja vulkaanisperäisistä svekofennialaisista liuskeista ja gneisseistä sekä niitä leikkaavista tai migmatisoivista syn- ja postorogeenisista granitoideista (Simonen 1980aja b, Paulamäki & Paananen 2001). Liuskeetja metavulkaniitit ovat tyypillisesti 1,93-1,85 Ga ikäisiä. Granitoidien iät vaihtelevat välillä 1,9 Gaja 1,77 Ga (Vaasjoki 1977, Vaasjoki & Huhma 1992). Anorogeenisia, 1700-1550 Ma ikäisiä rapakivimassiiveja (Vorma 1976) sekä nuorempia ns. postjotunisia, n. 1,25 Ga ikäisiä oliviinidiabaaseja tavataan myös tutkimusalueen lähistössä (Suominen 1991). Kiillegneissimigmatiitit ja enemmän migmatiittiset suonigneissit muodostavat valtaosan Olkiluodon saaren kallioperästä (Paulamäki 1989, Anttila et al. 1992, Saksa et al. 1993). Tonaliiteiksi ja granodioriiteiksi kutsuttuja osin syväkivimäisiä, osin gneissimäisiä

5 kivilajeja tavataan muutamassa itä-länsisuuntaisessa, 200-300m leveässä vyöhykkeessä. Karkearakeisia graniitteja tavataan tutkimusalueen keskiosassa sekä muutamissa pienemmissä massiiveissa eri puolilla saarta. Koillinen-lounassuuntainen diabaasijuoni tavataan saaren keski osassa. Tutkimusalueen geologiset yleispiirteet (Paulamäki 1989 ja Anttila et al. 1992) on esitetty kuvassa 1-1. 1.4 Rakomineraalifaasit Rakomineraalien alkuperäinen kartoitus ja tunnistaminen on tehty silmämääräisesti ja tarvittaessa havainnot on varmennettu stereomikroskoopilla ja röntgendiffraktometrilla (Gehör et al. 1996). Tutkituissa kairausnäytteissä tavatut merkittävimmät rakomineraalifaasit ovat karbonaattimineraaleja (kalsiittija dolomiitti), rautakiisuja sekä savimineraaleja. Olkiluodon alueen kairausnäytteissä tavatut tyypilliset rakomineraalit sekä niiden kemialliset kaavat ovat: Kaisiitti Rautakiisut: Kvartsi Albiitti Grafiitti CaC0 3 magneettikiisu Fe 1 _xs rikkikiisu FeS 2 illiitti (K,Ca,Mg)Alz(Si 3 Al0 10 )0H 2 montmorilloniitti(na,ca) 0./Al,Mg) 2 Si 4 0 10 (0H) 2.nH 2 0 kaoliniitti Al 2 Si 2 0 5 (0H) 4 smektiitti (ryhmä savimineraaleja) Si0 2 (Na,K)A1Si 3 0 8 c Edellisten lisäksi raoissa on tavattu satunnaisesti gismondiittia CaA1 2 Si0 8 *4H 2 0, laumontiittia Ca(Al 2 Si 4 0 12 )*4H 2 0, nakriittia Al 2 Si 2 0 5 (0H) 4, palygorskiittia MgA1Si 4 0 10 (0H), lyijyhohdetta (PbS) sekä sinkkivälkettä (Zn,Fe)S sekä muutamia harvinaisia mineraalifaaseja. 1.5 Suoritetun muunnostyön menettelytavat Työn tavoitteena on ollut muuntaa alkuperäisessä tutkimusraportissa (Gehör et al.1996) esitetyt sanalliset rakomineraalikartoitustulokset numeerisiksi tietoaineistoiksi. Kaikilta osin tämä ei ole voinut tapahtua pelkkänä muunnos- tai kirjaustyönä, koska alkuperäisissä rakomineraalikartoitustuloksissa ei ole aina kuvattu kaikkia vaadittuja muuttujia, esim. mineraalikatteiden paksuuksia ja peitto-osuuksia systemaattisesti numeerisina eikä kaikkia rakomineraalien esiintymistyyliä kuvaavia seikkoja löydy jokaisen raon kuvauksesta.

6 Tällaisissa tapauksissa on jouduttu tekemään tulkintoja ja arvioita mahdollisimman oikean muunnostavan löytämiseksi. Merkitykseltään näin syntyvät eroavaisuudet todellisiin mittaarvoihin voidaan kuitenkin arvioida verrattain vähäisiksi. Rakomineraalifaasien nimien kirjaaminen lyhenteitä käyttäen ei ole tuottanut ongelmia, sillä tunnistetut faasit on kirjattu yksiselitteisesti alkuperäiseen sanalliseen kuvaukseen. Nyt tehdyssä muunnoksessa alkuperäiset nimet on voitu koodata tulostaulukoihin yksinkertaisesti liitteessä!esitettyjä nimilyhenteitä käyttäen. Rakopinnan tai raontäytteen tyypit on kuvattu samoin lähes poikkeuksetta riittävällä tarkkuudella alkuperäisessä kuvaustekstissä. Raon asento on määritetty alkuperäisissä kartoituksissa poikkeamana kairaussuunnasta eli kairausvektorin ja rakotason välisenä suuntakulmana, joka on ilmoitettu asteina. Alkuperäinen mittaustulos on siirretty suoraan numeeriseen tulosaineistoon. Rakomineraalien esiintymistyypin kuvaus on osittain aivan yksiselitteinen, sillä sanallinen kuvaus sisältää suurelta osin samoja termejä, jotka on esitetty lyhenteineen liitteessä 1. Epätavallisimmat esiintymistyypit on kuvattu sanallisesti aina sillä tarkkuudella, että kartoitustuloksen koodaamisessa ei ole ollut ongelmia. Kaikkiin sanallisesti tallennettuihin havaintoihin esiintymistyyppikuvausta ei kuitenkaan ole liitetty. Muunnoksessa on lähdetty siitä perusolettamuksesta, että tyyppikuvauksen puuttuminen tarkoittaa esiintymistyypin olevan tavanomainen ja hyvin yleinen. Tällaisissa tapauksissa esiintymistyypin arvioinnissa on otettu huomioon mahdollinen mineraalikatteen paksuutta ja pinta-alaasuutta kuvaava termi sekä muu yleinen kuvaus. Karbonaattien osalta yleisimmät esiintymistyypit ovat tasainen kate (Tk) ja laikku (Lk), joita on käytetty karbonaattikatteiden tyyppikuvauksen puuttuessa alkuperäisestä kuvauksesta. Tasaisiksi katteiksi on arvioitu kaikki suuren pinta-alan kattavat raontäytteet, ja muut, pienemmän pinta-alaosuuden peittävät katteet on luokiteltu laikuiksi. Kiisumineraalit esiintyvät useimmin silauksina tai pieninä laikkuina, ja näitä kuvaavia tyyppilyhenteitä, Sija Lk, on käytetty, mikäli yksityiskohtaisempi esiintymistyypin kuvaus puuttuu. Rikkikiisu esiintyy usein myös omamuotoisina rakeina, mutta sellainen esiintymistapa on kirjattu poikkeuksetta jo alkuperäiseen kuvaustekstiin. Savimineraalien yleisin esiintymistyyppi on tasainen kate (Tk), jota koodia on käytetty sellaisissa tapauksissa, joissa esiintymistyypin kuvaus puuttuu täydellisesti alkuperäisestä kuvaustekstistä. llliitti voi esiintyä myös vahamaisena (Va), jota termiä on käytetty kuvaamaan kaikkia saippuamaiseen tai vastaavaan esiintymisasuun viittaavia esiintymisasuja. Muut savimineraalit esiintyvät usein myös jauhemaisina,ja sitä vastaavaa lyhennettä (Ja) on käytetty kuvaamaan kaikkia pulverimaisia tai muita vastaavia esiintymistyyppej ä.

7 Mineraalikatteen pinta-alaosuutta ei ole aina liitetty alkuperäiseen kuvaukseen numeerisena, vaan se on jouduttu usein tulkitsemaan kuvaustekstikokonaisuudesta. Paksut katteet peittävät poikkeuksetta myös suuren osan rakoseinämän pinta-alasta, joten mineraalikatteen paksuutta on voitu näin käyttää hyväksi pinta-alaosuuden arvioinnissa. Piste- ja pesäkemäisyydet sekä muut vastaavat esiintymistyypit viittaavat puolestaan pieneen peittoosuuteen. Muunnostyössä on tämänkin muuttujan osalta lähdetty siitä perusolettamuksesta, että tavallisimmat, 30-70 %:n peitto-osuudet on jätetty helpoimmin pois kuvaustekstistä. Poikkeuksellisen kattavat ja toisaalta pienialaiset katteet on sitä vastoin kuvattu jollain tavoin alkuperäisessä tekstissä. Peitto-osuustermin puuttumisen on tämän takia oletettu merkitsevän noin 50 %:n peittopinta-alaa. Omamuotoiset rikkikiisurakeet kattavat tavallisesti vain hyvin pienen osan rakoseinämän alasta ja kiisulaikkujen peittoala on harvoin yli 5 %, mikä on myös otettu huomioon muunnoksessa. Mineraalikatteiden paksuuksien osalta puolta millimetriä paksummat karbonaatti- ja savimineraalikatteet ovat harvinaisia ja puolta millimetriä paksummat kiisukatteet erittäin harvinaisia. Tämän takia kaikkien yli 0,5 mm paksujen katteiden voidaan olettaa tulleen kuvatuksi numeerisesti jo sanalliseen kuvaustekstiin. Samoin alle 0,1 mm paksut, silmämääräisesti tuskin erottuvat katteet ovat siinä määrin poikkeuksellisia, että ne ovat löydettävissä jollain tavoin, esimerkiksi terminä "hilsemäinen" tai "tuskin erottuva" alkuperäisessä kuvauksessa. Epäsystemaattisimmin kuvattuja ovat jälleen tavanomaisimmat, 0,1-0,5 mm:n katepaksuudet. Numeerisen kuvauksen puuttuessa onkin käytetty 0,1 mm:n paksuuslukua, jos kuvauksessa on viitattu ohueen, mutta selvästi erottuvaan katteeseen ja vastaavasti 0,5 mm:n paksuuslukua, jos alkuperäisessä kuvauksessa on kerrottu katteen olevan verrattain vahva, mutta paksuutta ei ole kuvattu tarkemmin.

2 KAIRAUSNÄVTE OL-KR2 9 Kairanreikä OL-KR2 sijoittuu tutkimusalueen koillisosaan (kuva 1-1). Kairanreiän lähtösuunta on 359,3, lähtökaltevuus 76,2 ja kokonaispituus 1051,89 m. Kairanreiän vedenjohtavuusarvot on esitetty Rouhiaisen ( 1986a) raportissa ja rakoluvut Suomen Malmi Oy:n (1989a) ja Raution (1995a) raportissa. Hallitsevina kivilajeina kairausnäytteessä ovat erilaiset migmaattiset kiillegneissit, tonaliiteiksi kutsutut pilsteiset gneissit ja erilaiset granitoidiset juonikivilajit (Lindberg & Paananen 1991, Gehör et al. 1996). Tässä raportissa kuvataan vuonna 1989 kairatun, 503,65 m pitkän reiän (Suomen Malmi Oy 1989a) sekä vuonna 1995 1051,89 m:in mittaiseksi jatketun reiän (Rautio 1995a) näytteiden rakomineraalikartoitusten tulokset muunnettuna taulukaksi Gehörin ja muiden (1986) raportissa esitetyistä sanallisista kuvauksista. Kairausnäytteestä OL-KR2 on tehty kaikkiaan 1268 rakomineraalihavaintoa. Tutkituista raoista on tavattu kalsiittia, rikkikiisuaja satunnaisesti magneettikiisua sekä savimineraaliryhmän mineraaleja; kaoliniittia, illiittiä ja montmorilloniittia sekä vermikuliittia. Muutamissa raoissa on tavattu lisäksi palygorskiittia, analsiimiaja laumontiittia. Haamiskapinnat ovat olleet useimmiten kloriitti-ja toisinaan myös grafiittikatteisia. Osasta rakoja on tavattu lisäksi kvartsikatteita. Rakomineraalien esiintymissyvyydet on esitetty kuvassa 2-1 ja tarkempi kuvaus liitteessä 2. Kairausnäytteessä kalsiittia, rikkikiisua ja savimineraaleja, lähinnä kaoliniittia ja illiittiä esiintyy kaikissa sellaisissa jaksoissa, joissa rakoja yleensäkin esiintyy. Grafiittihaamiskapintoja tavataan harvakseltaan, mutta niiden esiintyminen on keskimääräistä runsaampaa kairausnäytteen alkupäässä, kairauspituusvälillä 68-108 m sekä loppupäässä, pituusvälillä 858-1051 m. Grafiittihaarniskat ovat osittain magneettikiisulaikkujen pinnoittamia. Kuvasta 2-1 on nähtävissä, että yleisimpiä rakomineraaleja, kalsiittia, Fe-sulfideja, kaoliniittia ja muita savimineraaleja esiintyy varsin kattavasti koko kairausnäytteen pituudelta. Aivan yhtenäistä ja monotonista rakomineraalien esiintyminen ei kuitenkaan ole, ja näyte on jaoteltu erilaisten rakomineraaliseurueiden karakterisoimiksi alajaksoiksi (Gehör et al. 1986).

0 10 RKO VJK 0 20-9 -7-5 KB KI SV GR SY f 1 1 1 1 f 100 F= ---rp=--- - 200 300 400 500 --~ 1 t~ 1 ~.1= 1~ -.-_ 1 Eii& mml 1...! r t ---~-------- ----- -_-_ _ _ _ _ _ 1 ~ ~~~~--_j~~~ ~ j i! ~_J~ 1 j - 1 1 1 1 1 1 1 ~----..... f.. : : : : : : : : ~---.. rp... 1 : - - - 1 : : : : : : : :.~r... +........ 1 1 l i 11111111 1 1 1 1 1 1 1 IJr. - 1 + 1 11111111&0 + 1 11111111 1 1 1 1 1 1 1 ~~--- 1 1- ~--~ - +....... l ; l... t 1 1 1... t... 1...... 1..... 600 700 800-900 l 1...... F=...... ~\~~~~--- -~~~--- + 1 1 =- 1----' 1,..... ~-,~---.... r 1......... 1.. 1 1 1.. f... :. l i i 1... :-.... : 1...! ~--- - -! - - - -- - -... 1. 1.. 1 1 1 1 1.... RKO = rakoluku (kpl/m) VJK = vedenjohtavuus (log, m/s) KB = karbonaatti KI = rautakiisu SV = savimineraali GR = grafiitti SY = syöpymä Kiillegneissimigmatiitti Graniitti/pe gmatii tti Tonaliitti Grafiittipitoinen liuske Kataklastiitti Kuva 2-1. Kairausnäytteen OL KR2 rakomineraalit

3 KAIRAUSNÄVTE OL-KR3 11 Kairanreikä OL-KR3 sijaitsee tutkimusalueen länsiosassa (kuva 1-1). Kairanreiän lähtösuunta on 306,0 ja lähtökaltevuus 67,5 (Suomen Malmi Oy 1989b ). Kairausnäytteessä hallitsevina kivilajeina esiintyvät erilaiset kiillegneissit ja graniitit (Lindberg & Paananen 1991). Kairanreiän vedenjohtavuusarvot on esitetty Rouhiaisen ( 1996a) raportissa ja rakoluvut Suomen Malmi Oy:n ( 1989b) raportissa. Tässä raportissa kuvataan vuonna 1989 tehdyn reiän (Suomen Malmi Oy 1989a) kairauksessa saadun näytteen rakomineraalikartoitusten tulokset muunnettuna taulukoksi sanallisista lähtöaineistoista (Gehör et al. 1986). Kairausnäytteestä OL-KR3 on tehty kaikkiaan 785 rakomineraalihavaintoa. Raontäytemineraaleina on tavattu kalsiittia, rautasulfideja; rikkikiisua sekä satunnaisesti magneettikiisua, savimineraaliryhmän mineraaleja; kaoliniittia, illiittiä sekä satunnaisesti montmorilloniittiaja vermikuliittia (Gehör et al. 1986). Grafiittia on tavattu muutamista kairauspituusvälin 40-166 m raoista. Kloriittihaamiskapinnat ovat yleisiä kaikilla syvyystasoilla., illiitti ja kaoliniitti ovat rakomineraaliseurueissa läsnä vaihtelevassa määrin ja ne ovat yleisiä lähes koko kairausnäytteen pituudella, mutta syvyysvälillä 192-263m niiden esiintyminen on kuitenkin satunnaista. Kvartsiutumista on tavattu kairauspituudella 384m ja syöpymiä pituudella 157 m sekä 255 m. Rakomineraalien esiintymissyvyydet ilmenevät kuvasta 3-1 sekä liitteestä 3. Kuvan 3-1 mukaisesti rikkonaisten ja parhaiten vettä johtavien jaksojen raoissa on tavallisimmin kalsiitista, Fe-sulfideista, kaoliniitista ja savimineraaleista koostuvia täytteitä. Tavallisimpien rakomineraalien ja grafiitin esiintymisessä on kuitenkin katkoksia, joiden perusteella kairausnäyte on jaettu erilaisten rakomineraaliseurueiden luonnehtimiksi alajaksoiksi (Gehör et al. 1996).

~-------- _--~ 12 RKO VJK 0 20-9 -7-5 KB KI SV GR SY!!! 100 ---------.... t-------1 --------... d 1 1 1 ~ 1 1 ~ f--l : h i --------... i t ~ 1 1 p --------- 1 ----- p 1-' 1 1. : ------ ---- 1 ----- ~ ----. - --!" ; ; ---------.. ~ -., 1 1 : ----- 1 1 ~ 1. -----.. ----- ----. ~ 1 1. ] 1 1 1 i m 1 - ------p ::s i 1 ---. 1.. 1 1 ~ 1... ----- 1 1 1 : Y:/Y}.. 1 1 1 1 200- - ------ 1 ---.- 1 1! vv0/y._ 1 -------- 1 1 ---------... ~ '/\.! 1 h. 1 ;.. -- ----- ------ ---- ---- ~ 1 1. i ---- ---------- p.. 300- ~._ 1!. ~ i 400 500 ---- ~ ---- --- --- - --. -----~ 1 - - ~! J' 1 1. 1 RKO = rakoluku (kpl/m) /IY:;!)... '-L,_ 1 1 VJK = vedenjohtavuus (log, m/s) KB = karbonaatti -.. ------- -------- --------- ---------.. - ~.. :::::::J ---------;. ::::::J - ::::1 K:~1. - ---------.. ---------1: ==::J Lr!! KI = rautakiisu ---- L f===l 1 1. 1 SV = savimineraali : GR = grafiitti SY = syöpymä JVVJ\ - ~ ------. 1 Kiillegneissimigmatiiti. ~ Graniitti/pegmatiitti :::J Kuva 3-1. Kairausnäytteen OL-. KR3 rakomineraalit...,- AAAA ;- - 1 ----- 1

4 KAIRAUSNÄVTE OL-KR4 13 Kairanreikä OL-KR4 sijoittuu tutkimusalueen keskiosaan (kuva 1-1). Kairauksen lähtösuunta on oo ja lähtökaltevuus 77,0. Tässä raportissa kuvataan reiän ensimmäisen vaiheen kairauksessa vuonna 1990 kairauspituudelle 503,20 m (Suomen Malmi Oy, 1990a) ja jatkokairauksessa vuonna 1995 pituudelle 901,58 m (Rautio 1995b) tehdystä reiästä saadun näytteen rakomineraalikartoitusten tulokset muunnettuna taulukoksi alkuperäisistä, sanallisista kartoituskuvauksista (Gehör et al. 1996). Diagrammeissa käytetyt rakoluvut ovat peräisin Suomen Malmi Oy:n (1990a) ja Raution (1995b) raporteista. Kairausnäytteestä OL-KR4 on tehty yhteensä 867 rakomineraalihavaintoa (Gehör et al. 1996). Raontäytemineraaleina on tavattu kalsiittia, rikkikiisua ja joskus myös magneettikiisua sekä saviminermineraaleja, kaoliniittia ja illiittiä. Satunnaisesti on tavattu myös vermikuliittia ja hydrobiotiittia. Rakomineraalien esiintymissyvyydet on esitetty kuvassa 4-1 ja ykityiskohtaisempi kuvaus liitteessä 4. Kairausnäytteen alkupäästä, pituusväliltä 40-100 m on tehty poikkeuksellisen runsaasti grafiittihavaintoja mutta sitä syvemmältä grafiittihavainnot ovat satunnaisia. Yhdestä raosta on tavattu laumontiittia ja haarniskapinnat ovat useimmiten kloriittisia. illiitti ja kaoliniitti ovat rakomineraaliseurueissa läsnä vaihtelevassa määrin ja satunnaisin määräsuhtein. Pituusvälillä 40-450 m on kaoliniitti savimineraalitäytteissä illiittiä yleisempi, kun taas väleillä 450-460 mja 505-507 m illiitti on mukana lähes joka raossa vaihtelevan paksuisena katteena. Kairauspituudelta 790 m alkaen illiitti on selvästi yleisin ja useimmin esiintyvä savimineraali. Kalsiittirakojen täytepaksuus on vain 12 raossa 1 mm tai sitä suurempi, ja tavallisimmin se muodostaa 0,1-0,2 mm vahvoja katteita. Rakopintojen kiisulaikut ovat korkeintaan 2 cm:n läpimittaisia ja katepaksuudet muutamaa poikkeusta lukuun ottamatta alle 0,5 mm. Rakopinnat ovat useassa kohdin kvartsiutuneita kairauspituusväleillä 84-89 m, 166-242 mja 620 m. Kuvan 4-1 mukaisesti rikkonaisten jaksojen raoissa on pääasiassa kalsiitista, Fe-sulfideista, kaoliniitista ja illiitistä koostuvia täytteitä, mutta kalsiittia, rautakiisuja sekä savimineraaleja on kaikkia yhtä aikaa läsnä vai 35 raossa. Näistä puolessa on savimineraalina illiitti ja puolessa kaoliniitti.

RKO VJK 14 0 20-9 -7-5 KB KI sv GR SY : : - <!" ~ 1 1 1 1 1 1. ~! :;: - " i : i =- 1 1 1 1 ~ :. ; 100 ~ 1. 1 r 1 i 1 : 200 ~...:.~ c.c.:_:_:_::_:_:_: 1 1. ~. c:::::::_. r.::.:..:c_==.:. :-c :-:-:-:-::-. ~~.. 1 1-.....::o~ ~ - - - - - - -... 1 ~-~ 300 - -------. 1. 1 1 1 1 - - 1=..----' 1 r---' : :. 1 1 1 400- i 1 1 500 ~... /vvv\.. ; : : -- ' 1!! 1<;</x. - - ---- 1!!!"- 1-----, i 1 1 r-----' : 1 1 -~- h 1 1 1 -=-~ p. : 1 t7 1!! :o.~....... 1----1.. RKO = rakoluku (kpl/m) 1---I t 600 VJK = vedenjohtavuus (log, m/s)! KB = karbonaatti.: ::::: 1=. 1 ------- 700..... KI = rautakiisu SV = savimineraali GR = grafiitti 1 1 SY = syöpymä - II] "-"-::-:::::: i Kiillegneissimigmatiitti y lliitij D =:==:==:==:==:;. 1 K vartsiitti/ gneissi ;\/\,\.. : 1. &:. 1(<,~<> ' 800.. - Granii tti/pegmatiitti xxxx i Kataklastiitti k{~... m... 1 1 1 Kuva 4-1. Kairausnäytteen 0 L- i!._ 1 1 KR 4 rakomineraalit!1 1 1 1-900

5 KAIRAUSNÄ VTE OL-KR5 15 Kairanreikä OL-KR5 sijaitsee Olkiluodon tutkimusalueen luoteisosassa (kuva 1-1 ). Kairauksen lähtösuunta on 340,0 ja lähtökaltevuus 65,0. Kiillegneissimigmatiitit ja tonaliittiset kivilajit ovat hallitsevia koko kairausnäytteessä (Lindberg & Paananen 1991 ). Tässä raportissa kuvataan vuonna 1990 kairatuo reiän (Suomen Malmi Oy 1990b) rakomineraalikartoitusten sanallisesti kuvatut tulokset (Gehör et al. 1996) muunnettuna numeroarvoja sisältäväksi taulukoksi. Kairauksessa talteen otettu näyte on 518 m pitkä ja siitä on tehty kaikkiaan 620 rakomineraalihavaintoa. Raontäytteinä on tavattu kalsiittia, rautasulfideja; rikkikiisua ja satunnaisesti magneettikiisua sekä savimineraaliryhmän mineraaleja; kaaliniittiaja illiittiä (Gehör et al. 1996). Grafiittia on tavattu vain muutamasta raosta. Kuvassa 5-1 esitetyt rakolukudiagrammit perustuvat Suomen Malmi Oy:n ( 1990b) ja vedenjohtavuuskuvaaja Rouhiaisen ( 1996a) esittämään lähtöaineistoon. Savimineraalien muodostamien raontäytteiden vahvuudet ovat vain muutamaa poikkeusta lukuun ottamatta yli 0,5 mm ja kalsiittikatteet ovat tyypillisesti vielä sitäkin ohuempia. Kiisusilausten ja -laikkujen läpimitat ovat alle 2 cm ja katevahvuudet tavallisimmin korkeintaan 0, 1 mm:n luokkaa. Rakopinnat ovat useassa kohdin kvartsiutuneet etenkin kairauspituusväleillä 227-230 m ja 438-439 m. Rakomineraalien esiintymissyvyydet ilmenevät kuvasta 5-1 ja yksityiskohtaisempi kuvaus liitteestä 5. Kalsiitin, Fe-sulfidien ja kaoliniitin tai muiden savimineraalien esiintyminen on yleistä tässäkin näytteessä kaikissa runsaasti rakoja sisältävissä ja suhteellisen hyvin vettä johtavissa tai johtaneissa vyöhykkeissä. Tältä osin näyte ei kuitenkaan ole täysin monotoninen, ja yleisimpien rakomineraalien sekä grafiitin esiintymisen pohjalta se on jaettu kairauspituusväleittäin erilaisten rakomineraaliseurueiden hallitsemiksi jaksoiksi (Gehör et al. 1986).

16 RKO VJK 0 20-9 -7-5 KB KI SV GR SY ; i i ------ lr" ------ p- 1 ---------- -"" ~ 1 i VVV\v.._ f---j 1 b!! --- - -------... 1 --------- 1!. 1 1 1. :. 200- p.. : 1: : 1: IE"Ioo""---~~f--~~--j~~~~~~~~~-----1. i ;! 1 -. ---- \)'}\!\.~ ----~~---+--- ~~--------~ 300 -t--~ --~t.---+----t-~--~-------~ ----- ----- ;1,1'1'1;1;1;1,5 1 1 ~~~\~ 11 \~A~-~~~~-----~~-~ - '--~~~~~~. - ------- p. - 1 1 400~~~~---r----r-----~----~ 1 500 -j ------- ----- 1\1\1\ ~ t====~-~--~--~~~=l --- -. 1 - i ; : ; 1-1. RKO = rakoluku (kpl/m) VJK = vedenjohtavuus (log, m/s) KB = karbonaatti KI = rautakiisu SV = savimineraali GR = grafiitti SY = syöpymä ~ ITIJ]J] ~ Kiillegneissi Tonaliitti Graniitti/pegmatiitti Kuva 5-l. Kairausnäytteen 0 L KR5 rakomineraalit

6 KAIRAUSNÄVTE OL-KR7 17 Kairanreikä OL-KR7 sijaitsee Olkiluodon tutkimusalueen keskiosassa (kuva 1-1). Kairauksen lähtösuunta on 45,0, lähtökaltevuus 70,0, ja talteen otetun kairausnäytteen pituus vuonna 1994 kairatun reiän osalta on 301 m (Jokinen 1994). Reikä sijoittuu pääosin kiillegneissimigmatiiteista ja suonigneisseistä koostuvaan kallioperään (Gehör et al. 1996) ja alkaa läheltä tonaliitiksi nimetyn kivilajiyksikön kontaktia. Tässä raportissa esitetään alunperin sanallisesti kuvatut rakomineraalikartoitustulokset (Gehör et al. 1996) muunnettuna lyhenteitä ja numeerisia arvoja sisältäviksi taulukoiksi. Kairausnäytteen rakoluvut ovat peräisin Jokisen (1994) raportista, ja vedenjohtavuusarvot on esitetty Rouhiaisen ( 1996a) raportissa. Kuvassa 6-1 on esitetty lisäksi reiän jatkokairauksessa vuonna 2000 (Rautio 2000) 811 m:n pituudelle jatketusta reiästä saadun näytteen rakomineraalikartoituksen tulokset (Gehör et al. 2001 ). Kairausnäytteestä on tehty kaikkiaan 391 rakomineraalihavaintoa. Raoista on tavattu kalsiittia, rikkikiisua sekä savimineraaliryhmään kuuluvia mineraalifaaseja; kaoliniittia ja illiittiä. Zeoliittia on tavattu vain yhdestä raosta. Kloriittiset haarniskapinnat ovat näytteessä myös varsin yleisiä. Rakomineraalien esiintymissyvyydet ilmenevät kuvasta 6-1 sekä liitteestä 6. illiitti ja kaoliniitti ovat rakomineraaliseurueissa läsnä vaihtelevassa määrin. Kaoliniitti on illiittiä yleisempi, lukuun ottamatta muutamia rikkikiisua runsaasti sisältäviä jaksoja kairauspituusväleillä 165-172 m ja 200-300m, joissa illiitti on yleisempi ja usein ainoana esiintyvä savimineraali. Savimineraalikatteiden keskiarvopaksuus on vain 0,2 mm ja 1 mm:n vahvuisia katteita on tavattu vain kahdesta raosta. Kalsiittitäytteiden paksuus on suurimmillaan 5 mm, mutta yli 1 mm paksuja katteita on tavattu vain 5 raosta. Rakojen reunoja pinnoittavilla kiisusilauksilla on vahvuutta keskimäärin 0,2 mm ja kiisulaikut ovat läpimitaltaan alle 3 cm:n mittaisia. K vartsiutuneita rakopintoja on tavattu kairauspituuksilla 142 mja 172m. Kuvan 6-1 mukaisesti rikkonaisten ja vettä hyvin johtavien jaksojen raoissa on kalsiitista, Fe-sulfideista ja kaoliniitista tai muista savimineraaleista koostuvia täytteitä. Kalsiittirautakiisu-savimineraaliseurue on yleisin tämän näytteen rakomineraaliseurueista (Gehör et al. 1996), mutta kaikkia mainittuja faaseja on yhtä aikaa läsnä 33 raossa. Näistä puolessa on savimineraalifaasina illiitti ja puolessa kaoliniitti.