GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS Pohjois-Suomen aluetoimisto M 19/2631/-93/1/10 Tervola Sivakkajoki Seppo Rossi 14.6.1993 KULTALOHKAREAIHEEN MALMITUTKIMUKSET PERÄPOHJAN LIUSKEALUEELLA SIVAKKAJOEN VARRESSA KIVIMAASSA TERVOLAN KUNNAN LUOTEISOSASSA VUOSINA 1989 1992 Veden täyttämä kupari-kultamalmilouhos Kivimaassa, karttalehti 2631 10. Kuvaan on nuolilla merkitty tutkimuskuoppien POS-92-[M71 - M72, M74] paikat. Valokuvannut Risto Aario.
2 YHTEENVETO Tutkimusalue sijaitsee noin 15 km Tervolan kirkonkylästä pohjoiseen. Tutkimukset keskittyivät soiden ympäröimälle Kivimaan kankaalle. Sen kallioperä koostuu 2.2 Ga:n ikäryhmään kuuluvasta kerrosmyötäisestä ja differentioituneesta albiittidiabaasista. Kivimaan koillisosasta Outokumpu Oy on 1960-luvun loppupuolella louhinut diabaasia leikkaavaan kvartsi-karbonaattijuoneen liittyneen kupari-kultamalmin. Siitä on muistona veden täyttämä avolouhos. Aihe malmitutkimuksiin saatiin huomattavasti kultaa sisältäneestä kansannäytteestä K/30789 (M 13/2631/-89/2/10). Kansannäyte oli peräisin lohkareesta, jonka löytöpaikka oli Kivimaan kupari-kultamalmilouhoksesta runsaan kilometrin länteen louhokselle vievän tien varressa. Tunnustelevissa tutkimuksissa kansannäytteen löytöpaikalla kesällä 1989 sen alkuperäksi osoittautui Kivimaan malmilouhos. Samalla löytyi kuitenkin luonnontilaisia aikaisemmin havainnoimattomia kultakriittisiksi arvioituja hydrotermisesti muuttuneesta kivestä koostuvia ja kiisupitoisten kvartsikarbonaattijuonten leikkaamia lohkareita. Ne olivat viitteitä ennestään tuntemattomasta kultamineralisaatiosta ja antoivat siten aiheen jatkaa tutkimuksia. Kivimaan kankaan alueen lohkare-etsinnöissä kesinä 1989 ja 1990 havainnoitiin runsaasti hydrotermisesti muuttuneesta kivestä koostuvia lohkareita. Tunnustelevassa lohkare-etsinnässä Kivimaan ympäristössä kesällä 1990 ei löytynyt uusia malmiviitteitä. Kivimaan kankaan alueelta havainnoidut lohkareet koostuvat sekä plagioklaasi-karbonaatti että karbonaatti-kiillevaltaisesta ja yleensä kvartsi-karbonaattijuonten leikkaamista kivistä. Nämä lohkareet muodostavat itä-länsisuuntaisen viuhkan Kivimaan yli. Lohkareviuhka on Kivimaan alueeseen kohdistuneista kahdesta jäätikkövirtauksesta nuoremman, läntisen, aikaansaannosta. Vanhempi jäätikkövirtaus Kivimaan alueella on tullut luoteesta. Lohkare-etsinnän tuloksen tueksi suoritettiin loppuvuodesta 1990 maaperägeokemiallinen näytteenotto iskuporalla 5 km 2 :n alueelta tasavälisestä näytteenottopisteverkkosta 100 m:n pistevälein. Moreenin hienoaineksen kultapitoisuuksista hahmottui lohkareviuhkan sisäänsä sulkeva selväpiirteinen ja yhtenäinen kultaanomaliakuvio. Maaperägeokemiallista tutkimusta täydennettiin muutamilla tutkimuskuopilla moreenin kulta-anomaliaan. Moreenin kulta-anomalian länsipäästä lohkareviuhkan läntisimpien lohkareiden yhteydestä etsittiin kullan syöttäjää tutkimusojilla ja syväkairauksella. Havainnoitujen lohkareiden ja moreenin yhtenäisen kulta-anomalian pääasialliseksi syöttäjäksi todettiin differentioituneessa albiittidiabaasissa esiintyvä pitkä epäyhtenäinen muuttumisvyöhyke. Siinä kvartsijuonten leikkaama hydrotermisesti muuttunut kivi esiintyy juonimaisesti. Porakonekairauksella selvitettiin yhtenäisen moreenin kulta-anomalian eteläpuolelta iskuporauksen moreeni- ja kallionpintanäytteistä saatuja yksittäisiä kultaviitteitä. Ne sijoittuvat ruhjevyöhykkeeseen diabaasin ulkopuolelle. Taloudellisesti hyödynnettävästä malmiesiintymästä ei tavattu merkkejä, joten tutkimukset päätettiin lopettaa.
3 SISÄLLYS 1. JOHDANTO............... 4 2. AIKAISEMMAT TUTKIMUKSET......... 4 3. SUORITETUT MALMITUTKIMUKSET......... 6 3.1. Lohkare-etsintä......... 6 3.1.1. Taustaa, etsitäalueet ja tehdyt havainnot......6 3.1.2. Analyysinäytteet ja alkuainemääritykset...... 7 3.2. Kallioperätutkimukset............ 7 3.2.1. Paljastumahavainnointi...... 7 3.2.2. Outokumpu Oy:n syväkairaustiedot... 8 3.3. IP-mittaus............... 8 3.4. Maaperägeokemialliset tutkimukset......... 9 3.5. Kallion paljastaminen tutkimusojilla........11 3.6. Kallionäytteet tutkimusojista ja paljastumista sekä näytteiden alkuainemääritykset........11 3.6.1. Tutkimusojat...........11 3.6.2. Paljastumat...........12 3.7. Kairaus..............12 3.7.1. Syväkairaus...........12 3.7.2. Porakonekairaus...........13 4. TUTKIMUSALUEEN KALLIOPERÄ........13 4.1. Differentioitunut albiittidiabaasi........14 4.1.1. Esiintyminen, nimitykset ja mineralogia.....14 4.1.2. Tektoniset piirteet ja hydroterminen muuttuminen 15 4.2. Albiittidiabaasia reunustava kallioperä.....16 4.3. Poimutus..............17 5. MALMITUTKIMUSTEN TULOKSET.....18 5.1. Lohkare-etsinnän tulokset..........18 5.2. IP-mittauksen tulos...........18 5.3. Maaperägeokemiallisten tutkimusten tulokset.....21 5.3.1. Kullan, tellurin, kuparin ja palladiumin esiityminen moreenissa sekä havaintoja maaperägeologisista erityispiirteistä.....21 5.4. Kallionpintanäytteiden analyysitulokset.....24 5.4.1. Malminäytteet...........24 5.4.2. Kivilajinäytteet...........28 5.5. Kairauksen tulokset...........29 5.5.1. Syväkairaus..........29 5.5.2. Porakonekairaus...........30 6. MALMIAIHEEN LUONNE JA LOPPUPÄÄTELMÄT.....30 7. LÄHDEVIITTEET..............32 8. LIITTEET..............33 9. LIITTYY..............33
4 1. JOHDANTO Tutkimusalue sijaitsee Tervolan kirkolta noin 15km pohjoiseen kartalehdellä 2631 10 D(kuva 1) Virikkeen kesällä 1989 aloitettuihin malmitutkimuksiin antoi kultaa sisältänyt kansannäyte K/30789 (M 13/2631/-89/2/10). Tutkimukset keskittyivät runsaan neliökilometrin laajuiselle ja soiden täysin ympäröimälle loivapiirteiselle Kivimaan kangaskumpareelle, jonka korkein kohta on 20 m ympäristöään korkeammalla. Toukokuussa 1991 tehtiin Kivimaan luoteiskulmaukseen 10 hehtaarin laajuinen valtaus Sivakkajoki 1 (kaiv.rek.nro 4796/1, kuva 1). Valtauksesta luovuttiin joulukuussa 1992. Kivimaan koilliskulmauksessa on veden täyttämä avolouhos. Se on jäänne Outokumpu Oy:n vuonna 1969 louhimasta kupari-kultajuonimalmista (Rouhunkoski ja Isokangas 1974). Kulkuyhteyden Kivimaahan muodostaa Kivimaan länsipuolisesta maantiestä erkaneva Kivimaan itä-länsisuunnassa ylittävä henkilöautolla ajettava louhostie. Malmitutkimukset suoritettiin geologi Olavi aurasen johdolla. Tutkimuksista vastasi geologi Seppo Rossi. Malmiaiheen tutkimuksiin liittyvistä maaperägeokemiallisista tutkimuksista vastasi geologi Matti Äyräs. Kemialliset analyysit on tehty Geologian tutkimuskeskuksen (GTK:n) kemian laboratoriossa Rovaniemellä, jos niistä ei ole muuta mainittu. Tutkimusassistentti Mikko Kvist (MIK) on ollut mukana tutkimuksen kaikissa vaiheissa. Hän on kokonaisuudessaan hoitanut Kivimaan kallioperäkartoituksen ja kohteellisen lohkare-etsinnän. Koiranohjaaja Pekka Puhakka (PP) suoritti alueellisen tunnustelevan lohkareetsinnän Kivimaan ympäristössä. Erillisiä maaperägeologisia tutkimuksia Kivimaassa ovat tehneet ensin geologit Peter Johansson ja Jari Nenonen yhdessä ja myöhemmin Luk Pertti Sarala (POS). Geologi Eero Hanski on ohjannut differentioituneen diabaasin eri differentiaattien tunnistamisessa. Tutkimusavustajat Seppo Kurttila ja Pertti Telkkälä avustivat porakonekairauksen aloituksessa. GTK:n Pohjois-Suomen aluetoimiston teknisen toimialan palveluja käytettiin useissa tutkimuksen vaiheissa. 2. AIKAISEMMAT TUTKIMUKSET Sivakkajoen kultalohkoreaiheen maaperägeokemiallisia tutkimuksia käsittelevässä raportissa Äyräs (1991) on kuvannut tutkimusalueen aikaisempia tutkimuksia seuraavasti: "Outokumpu Oy:n malminetsintä sai Tervolan Kivimaan alueelta v. 1961 kansannäytelohkareen, joka sisälsi 3 % Cu ja 100 g/t Au. Näytteen todettiin olevan peräisin kvartsikarbonaattijuonimuodostumasta (Rouhunkoski & Isokangas, 1974). Tutkimuksissa todettiin ylimmän moreenikerrostuman kulkeutuneen lännestä (260º). Lohkareen oletetulla lähtöalueella suoritettiin geologisia ja geokemiallisia tutkimuksia sekä viimevaiheessa syväkairaus. Kairatuilla neljällä reiällä ei kuitenkaan tavoitettu malmia. Vuonna 1964, kun IP-menetelmä oli tullut rutiininomaiseksi etsintämenetelmäksi, aloitettiin tutkimukset alueella uudelleen. Merkittävä IP-anomalia saatiin n. 1km länteen aiemmasta tutkimusalueesta ja kairauksin paikallistettiin diabaasissa 350m pitkä ja 1-6m paksu mineralisoitunut itä-länsisuuntainen juoni, jonka kaade on 15-40 pohjoiseen. Juonen paras, keskeinen osa sisälsi in situ 20 000 t malmia, jonka pitoisuus oli 1.87 % Cu ja 5.3 g/t Au. Malmi louhittiin osin avolouhoksena ja osin maanalaisena louhintana 30m syvyyteen juonen suunnassa.
GTK:n Pohjois-Suomen geokemian tutkimusten kartoitusohjelman mukaisesti suoritettiin Peräpohjan liuskealueella 1980-luvun alussa alueellinen maaperän geokemiallinen kartoitus. Tähän liittyi tutkimuksia, joiden tavoitteena oli selvittää kartoituksessa esiinsaatujen anomalioiden alkuperän selvittäminen ja malminetsinnällisten merkittävien muodostumien paikallistaminen. Yhtenä tutkimuskohteena oli Kivimaan alue (Koivisto, 1984, Äyräs, 1988). Kevättalvella 1983 tehtiin Kivimaan alueella iskuporanäytteenotto ja kesällä 19 tutkimuskaivantoa. Näissä tutkimuksissa saatiin esille merkittäviä Au-anomalioita moreenissa. Kivimaan juonen itäpuolella oleva anomalia tulkittiin johtuvan tunnetusta mineralisaatiosta. Louhoksen eteläpuolella tavattiin merkittävä anomalia (380-440 ppb Au), joka ei voi olla peräisin tunnetusta juonesta. Vanhemman moreenin kulkeutumissuunta on luoteesta ja nuoremman lännestä. Tutkimuskaivannoissa todettiin 1.5-3 n syvyydellä tiivis ja kivinen kerros, joka muistuttaa olemukseltaan rapautunutta malmijuonta. Havaintojen perusteella kivinen kerros liittyy vanhemman moreenin yläosaan ja se tulkittiin edustavan moreenipatjan eroosiopintaa (Koivisto, 1984). Kivimaan anomaliakuva tulkittiin jäätikön kompleksisen kuljetuksen aiheuttamaksi, mutta myös esitettiin oletus, että tunnetun juonen länsi-lounaispuolella on toinen vastaavanlainen kultapitoinen muodostuma (Koivisto, 1984)." 6 Kivimaan kupari-kultamalmijuoni on mukana Nurmen, Lestisen ja Niskavaaran (1991) tekemässä tutkimuksessa Fennoskandian kilven mesotermisten kultamalmien ominaispiirteistä. GTK on suorittanut karttalehdeltä 2631 aerogeofysikaalisen matalalentomittauksen, jonka tulokset on julkistettu karttoina vuonna 1985. 3. SUORITETUT MALMITUTKIMUKSET 3.1. Lohkare-etsintä 3.1.1. Taustaa, etsintäalueet ja tehdyt havainnot Tutkimuksille alkusysäyksen antanut kansannäytelohkare löytyi Kivimaan länsiosasta runsaan kilometrin louhoksesta länteen louhokselle vievän tien varresta. Vaikka kansannäytelohkareen löytöpaikka 10 m louhostien pohjoispuolella oli erehdyttävästi luonnontilaisen oloinen, siinä pintamaa osoittautui kuitenkin louhokselta ajetuksi maaksi. Kansannäytelohkareen tarkistuksissa heinäkuussa 1989 Kivimaasta löytyi uusia luonnontilaisia, karbonaattivaltaisia ja kiisupitoisten kvartsi-karbonaattijuonten leikkaamia lohkareita. Nämä antoivat viitteitä vielä mahdollisesti tuntemattoman kultamineralisaation olemassaolosta ja aiheen jatkaa lohkare-etsintöjä. Kvist teki lohkarehavaintoja kesällä 1989 Kivimaassa yhteensä 35 kpl (MIK-89-[L60 - L94]). Kesällä 1990 Kvist jatkoi Kivimaahan rajoittuvaa lohkare-etsintää. Lohkarehavaintoja kertyi nyt 57 kpl (MIK-90-[L1 - L38, L40 - L49, L51 - L59]). Havainnoitujen lohkareiden löytöpaikat on esitetty kuvan 2 kartassa. Puhakka täydensi kesällä 1990 Kivimaan lohkare-etsintää tunnustelevalla lohkare-etsinnällä Kivimaan ympäristössä. Hän havainnoi karttalehtien 2631 07, 08, 10 ja 11 alueilta 32 lohkaretta (PP-90-[L2 - L21, L25 - L30, L34, L38 - L42]).
leikkaamista kivistä koostuvia lohkareita sekä joitakin samanlaisesta kivistä koostuvia kallionnokkia. Hydrotermisesti muuttuneissa kivissä esiintyvä rikkikiisupirote antoi aiheen yrittää IP-mittauksella selvittää muuttuneiden kivien esiintymisaluetta hakkuualueen kallioperässä. IP-mittaus toteutettiin syksyllä 1990 suorakaiteen muotoisella alueella kl-koordinaatistossa. Mittausalueen kulma k = 24.00, l = 60.00 sijoittuu hakkuualueen itärajan ja louhostien kulmaukseen (x = 7346.82, y = 2536.16). Erilliskoordinatiston l-akseli on hakkuualueen rajan suuntainen. Mittausalue rajautuu koordinaattiakseleihin l = 60.00 ja 60.40 sekä k = 24.00 ja 23.75 (kuva 4) 3.4. Maaperägeokemialliset tutkimukset Tutkimusalueella tehtiin maaperägeokemiallinen kohteellinen kartoitus Äyräksen (1991) suunnittelemana ja ohjaamana lokakuun puolenvälin ja vuoden 1990 lopun välisenä aikana 5 km 2 :n alueella (kuva 1). Se oli tarkoitettu täydentämään lohkare-etsinnän tulosta. Näytteet otettiin etukäteen laaditulta tasaväliseltä 100 m x 100 m ruutuverkolta kevyellä iskuporakalustolla moreenista niin syvältä kuin mahdollista. Moreenin alta otettiin lisäksi rapakallio- /kalliomurskenäytteet, mikäli ne suinkin olivat saatavissa. Näytteenottopisteiden numerosarja on S90 56001-56495. Näytteiden keskimääräinen syvyys on 4.1 m ja syvyyden vaihteluväli 0.5 m - 12.2 m. Rapakallion/kallion pinta tavoitettiin keskimäärin 4.4 m:n syvyydessä. Näytteitä otettiin kaikkiaan 517 kpl, joista 26 kpl on rapakallio-/kalliomurskenäytteitä. (Äyräs 1991). Näytteet on kuivattu ja seulottu GTK:n normaalirutiinin mukaisesti. Rapakallio-/kalliomurskenäytteiden karkealajite (+ 2 mm) pestiin kivilajimääritystä varten. Muutamista kalliomurskenäytteistä on röntgendifraktiolla määritetty mineraalit kivilajimäärityksen avuksi. Näytteiden hienolajitteesta (- 0.06 mm) analysoitiin alkuaineet Ni, Co, Cu, Mn, Pb, Zn ja Fe menetelmällä 511A sekä alkuaineet Au, Pd ja Te menetelmä 519U (Äyräs 1991). Edellä kuvatun maaperägeokemiallisen kartoitusnäytteenoton tuloksen tarkistamiseksi tehtiin kaivinkonemontusta lokakuussa 1991. Louhoksesta länteen kaivettiin kolme lyhyehköä tutkimusojaa. Niistä läntisin, hakkuualueelle kaivettu tutkimusoja, ulottui tasaiseen kallionpintaan. Siitä on kallioperähavainto tunnuksella SIR-91-U4 (kuvat 3 ja 4, liitteet 3 ja 4) Kaivantojen seinämistä otettiin profiilinäytteet geokemiallista analyysiä varten. Kaivantojen moreenigeokemiallisten tutkimusten tulokset on esitetty erillisessä tutkimusraportissa (Johansson ja Nenonen 1993). Vuoden 1992 alussa käynnistyneen Tervolan alueen maapeitteen malmiviitteiden malmipotentiaalia selvittävän hankkeen toimesta kaivettiin Kivimaahan syyskuussa 1992 viisi tutkimusmonttua (POS-92-M71 - M75) louhoksen lähiympäristöön (Rossi 1992). Montuista kaksi sijoittuu louhoksen länsipuolelle ja loput kolme louhoksesta kaakkoon. Montuista kerättiin 24 mineraalimaanäytettä, joista 6 on maannoksesta (A+B-horisontti), ja lisäksi 5 raskasmineraalinäytettä. Kaikista näytteistä analysoidaan kuumasta (90E C) kuningasvesiuutoksesta ICP-AES-alkuainemääritysten vakiopaketti (Ag, Al, As, B, Ba, Ca, Cd, Co, Cr, Cu, Fe, K, La, Li, Mg, Mn, Mo, Na, Ni, P, Pb, Sb, Sc, Si, Sr, Th, Ti, V, Y ja Zn) lisättynä S:n määrityksellä (analyysimenetelmä 511P) 9
10
sekä Au ja Te menetelmällä 519U (analyysitilaukset 44650, 44655 ja 44651). Näiden tulokset kokonaisuudessaan esitellään kyseisen hankkeen raportissa. 11 3.5. Kallion paljastaminen tutkimusojilla Aikaisempien tutkimusten perusteella tiedettiin, että Kivimaassa nuorin jäätikkövirtaus oli tapahtunut lännestä. (esim. Rouhunkoski ja Isokangas 1974, Koivisto 1984). Siten kullan syöttäjän etsintä ohjautui moreenin kulta-anomaliajakson länsipäähän (ks. kuva 7) kultakriittisten lohkareiden lohkareviuhkan länsipään paikallisiksi arvioitujen lohkareiden yhteyteen (ks. kuva 2). Tutkimusojia kaivettiin kahdessa vaiheessa. Ensimmäisessä vaiheessa 19. - 22.8.1991 käytettiin järeää, pyörivää ja rautateloilla kulkevaa kaivuria (urakoitsija Maansiirto ja Kuljetus Reino Mäkipeura ky, Tervola). Sillä tutkimusojia tehtiin yhteensä 471 m. Aikaa kaivamiseen kului 18 tuntia. Tutkimusojien pohjat pestiin paloruiskulla. Kallionpintaan ulottuivat seuraavat kolme tutkimusojaa (pituus suluissa): SIR-91-U1 (338 m); -U2 (42 m); ja -U3 (47 m) (kuvat 3 ja 4). Hakkuualueen lounaiskulmaukseen kaivetun 44 m pitkän tutkimusojan pohjan todettiin pesemisen jälkeen olevan lohkareikossa. Tutkimusojien kaivamisen toinen vaihe 3. - 4.10. 1991 liittyi maaperägeologiseen tutkimukseen (Johansson ja Nenonen 1993). Vahvan maapeitteen läpi kallioon ulotetun 47 m pitkän tutkimusojan SIR-91-U4 (kuvat 3 ja 4) kaivamiseen traktorikaivurilla (urakoitsija Veikko Siitonen, Kittilä) käytettiin aikaa 16 tuntia. Pakkanen esti tutkimusojan pohjan kunnollisen pesun. 3.6. Kalliopintanäytteet tutkimusojista ja paljastumista sekä näytteiden alkiainemääritykset 3.6.1. Tutkimusojat Tutkimusojista SIR-91-[U1 - U4] otettiin palanäytteitä 34 kpl ja Minidrill-näytteitä 158 kpl (liitteet 1-3). Palanäytteet jakautuvat malminäytteisiin (20 kpl) ja kivilajinäytteisiin (14 kpl). Palanäytteistä malminäytteet ovat juonista ja muuttuneista kivistä. Niistä 17 analysoitiin Au menetelmä 519U (analyysitilaus 37776) ja lopuista kolmesta tehtiin kiillotettu ohuthie (taulukko 5). Kivilajinäytteet pyrkivät olemaan mahdollisimman muuttumattomien kivien tyyppinäytteitä. Niistä on osana kallioperätutkimuksen näytteitä analysoitu pääalkuaineet (SiO 2, TiO 2, Al 2 O 3, Fe 2 O 3, MnO, MgO, CaO, Na 2 O, K 2 O ja P 2 O 5 ) GTK:n kemian laboratoriossa Espoossa ja analyysipaketti exploration package (Au, Ag, As, Ba, Br, Ca, Co, Cr, Cs, Fe, Hf, Hg, Ir, Mo, Na, Ni, Rb, Sb, Sc, Se, Sr,Ta, Th, V, W, Zn, La, Ce, Nd, Sm, Eu, Tb, Yb, Lu) kanadalaisessa laboratoriossa Activation Laboratories Ltd. Jokaisesta kivilajinäytteestä on lisäksi tehty kiillotettu ohuthie. Kaikkien palanäyttieden tunnukset, kivilajit ja malminäytteiden kultapitoisuudet on esitetty taulukossa 5. Minidrill-näytteenotto kohdistettiin tutkimusojissa tavattuihin muuttumisvyöhykkeisiin. Näytteet otettiin mahdollisuuksien mukaan 0.5 m:n pistevälein muuttumisvyöhykkeiden
yli seuraavilta näytteenottoväleiltä (näytemäärä suluissa): U1, 261.5 m - 290.5 m (37 kpl); U2, 0.5 m - 19.2 m (24 kpl); U3, 0.0 m - 18.5 m (25 kpl) ja U4, 0.0 m - 46.8 m (72 kpl). Näytteet yhdisteltiin 40 analyysinäytteeksi seuraavasti: U1, yhdistettyjä näytteitä 9 kpl; U2, 6 kpl; U3, 6 kpl ja U4, 19 kpl. Yhdistetyistä näytteistä analysoitiin Co, Cu, Mn, Ni, Pb ja Zn menetelmällä 511A sekä Au, Pd ja Te menetelmällä 519U (analyysitilaukset 37779, 37780, 37781 ja 37782). 12 3.6.2. Paljastumat Kahdesta paljastumasta on kummastakin otettu yksi näyte kivilajianalyysiin. Ne on analysoitu kallioperäkartoituksen tarpeisiin samassa näyteryhmässä edellä kuvattujen tutkimusojien kivilajinäytteiden kanssa. Paljasumanäytteet ovat Kivimaan eteläreunalta tyynylaavasta, M-MIK-92-61.2 ( x = 7346.30, y = 2536.34), ja Kivimaan itäpäästä plagioklaasi-biotiittikivestä, M-SIR-91-70.1 (x = 7347.10, y = 2537.75). Näyte tyynylaavasta on Minidrill-näyte tyynyn keskeltä homogeenisesta kivestä. Plagioklaasi-biotiittikivinäyte on vasaralla lohkaistu pala kalliosta. Kummankin näytteen näytteenottopaikka on merkitty kuvaan 1. 3.7. Kairaus Kairaus jakautui syväkairaukseen ja porakonekairaukseen. Ne toteutettiin toisistaan riippumattomina eri kohteisiin. Syväkairauksen suoritti Suomen Malmi Oy. Porakonekairaus tehtiin GTK:n omalla koneella. 3.7.1. Syväkairaus Tutkimusojien SIR-91-[U1 - U4] yhteyteen kairattiin lokakuussa 1991 syväkairausreiät R401 - R404 (kuvat 3 ja 4). Niillä haettiin lisätietoa tutkimusojilla tavoitetusta kultakriittiseksi arvioidusta muuttumisvyöhykkeestä. Reiät sijoitettiin pareittain kahteen yhdensuuntaiseen profiiliin. Profiilit ovat kl-koordinaatiston l-akselin suuntaiset (karttasuunnat 329.5º ja 149.5 ). Reiät R401 ja R402 ovat tutkimusojan U1 länsipuolella tutkimusojia U2 ja U3 sivuavassa profiilissa ja reiät R403 ja R404 tutkimusojan U1 itäpuolella hakkuualueen rajaan yhtyvässä profiilissa. Syväkairausreiän R401 tavoitteena oli selvittää tutkimusojassa U1 klinopyrokseenikumulaatin ja plagioklaasi-karbonattikiven väliin peitteiseksi jääneen alueen kivilaji. Reiän R401 kaateen suuntaus (329.5º) kohtisuoraan tutkimusojan U3 karbonaatti-biotiittiliuskeen liuskeisuutta vasten osoittautui kairauksen kokonaistavoitteen kannalta virheelliseksi. Jatkossa syväkairausreikien R402 - R404 kaateet olivatkin vastakkaiseen suuntaan (149.5º). Reikien koordinaatit, suuntaukset, lähtökaltevuudet ja pituudet on esitetty taulukossa 1. Syväkairausreikien R401 - R404 yhteispituus on 353.20 m. Malmianalyysiin otettiin muuttuneesta kivestä näytteitä 53 kpl. Niiden kokonaispituudeksi muodostui 45.25 m. Näytteistä analysoitiin Co, Cu, Ni, Pb ja Zn menetelmällä 511A sekä Au, Pd ja Te menetelmällä 519U (analyysitilaukset 44391-44394).
Taulukko 1. Syväkairausreikien R401 - R404 ja porakonekairausreikien R405 - R412 paikannus-, suuntaus-, lähtökaltevuus- ja pituustiedot. 13 SIVAKKAJOEN MALMITUTKIMUSTEN KAIRANREIÄT R401 - R412, KARTTALEHTI 2631 10 Reikä Koordinaatit Karttasuunta, Lähtökaade, Pituus asteina asteina k l x y R401 23.90 60.230 7346.980 2535.960 329.50 41.10 75.90 m R402 23.90 60.320 7347.055 2535.910 149.50 52.00 106.00 m R403 24.00 60.315 7347.100 2536.000 149.50 54.30 66.60 m R404 24.00 60.350 7347.130 2535.985 149.50 53.90 104.70 m R405 7346.150 2536.440 0.0 90.00 11.10 m R406 7346.160 2536.560 0.0 90.00 8.80 m R407 7346.170 2536.550 0.0 90.00 12.10 m R408 7346.190 2536.540 0.0 90.00 11.70 m R409 7346.210 2536.530 0.0 90.00 13.30 m R410 7346.230 2536.520 0.0 90.00 13.90 m R411 7346.250 2536.510 0.0 90.00 10.30 m R412 7346.260 2536.500 0.0 90.00 8.20 m 3.7.2. Porakonekairaus Maaperägeokemiallisessa näytteenotossa Kivimaan eteläreunalta rapakalliosta tavattujen Au-viitteiden merkitystä selvitettiin huhtikuussa 1992 pystyillä porakonekairausrei'illä R405 - R412 (kuva 3). Reikä R405 kairattiin merkittävimmän kultapitoisuuden rapakallionäytteessä sisältäneeseen maaperägeokemiallisen näytteenoton pisteeseen S90 56357 (x = 7346.15, y = 2536.45) ja loput seitsemän reikää profiiliin kahden kultapisteen S90 56357 ja S90 56383 väliselle rajalinjalle (kuva 10). Profiilin ensimmäinen reikä R406 on suon reunassa (x = 7346.16, y = 2536.56) ja seuraavat reiät siitä pohjoiseen 20 m:n pistevälein. Porakonekairauksen reikien R405 - R412 kokonaispituudeksi muodostui 89.40 m. Analyysinäytteitä otettiin vain rei'istä R405 ja R409 yhteensä 6 kpl. Niiden kokonaispituus on 6 m. Näytteistä analysoitiin ainoastaan Au menetelmällä 519U (analyysitilaukset 44415 ja 44416). Reikien koordinaatit ja pituudet on esitetty taulukossa 1. 4. TUTKIMUSALUEEN KALLIOPERÄ Tutkimusalue sijoittuu keskelle Peräpohjan liuskealuetta. Tutkimusalueen sisältävältä karttalehdeltä 2631 geologisen kartoituksen maastotyöt 1:100 000-mittakaavaista kallioperäkarttaa varten on suoritettu, mutta karttaa ei ole vielä julkaistu. Sen vuoksi tutkimusaluetta ympäröivää kallioperää ei tässä tarkemmin käsitellä, vaan keskitytään kuvaamaan tutkimusalueen kivilajeja, valtakivilajina esiintyvää differentioitunutta albiittidiabaasia ja sitä reunustavaa kallioperää.
14 4.1. Differentioitunut albiittidiabaasi 4.1.1. Esiintyminen, nimitykset ja mineralogia Kivimaan kankaan alueen kallioperä koostuu differentioituneesta albiittidiabaasista, josta käytetään myös nimiä gabrowehrliittiassosiaatio (Hanski 1987) ja karjaliitti (Piirainen ja muut 1992). Peräpohjan liuskealueen eteläosasta Perttunen (1991, 45-46) kuvaa samanlaisia differentioituneita albiittidiabaasijuonia. Kyseessä ovat gravitatiivisesti differentioituneet konformit tai lähes konformit kerrosjuonet. Ne ovat osa Pohjois- ja Itä-Suomessa tyypillisten ja laajalle levinneiden samanlaisten differentioituneina kerrosjuonina ja intruusioina esiintyvien emäksisten magmakivilajien sarjaa. Differentioituneet albiittidiabaasikerrosjuonet esiintyvät jatulimuodostumissa tai niitä vanhemmissa kivissä (Hanski 1987). Ne rajautuvat stratigrafisesti varhaisproterotsooisten sedimenttien ja arkeeisten muodostumien epäjatkuvuuspinnan tuntumaan ja muodostavat petrologian, esiintymisen ja iän perusteella emäksisissä kivilajeissa oman erillisen ikäryhmän 2.2 Ga (Piirainen ja muut 1992, vrt. Perttunen 1991, kuva 31). Differentioituneen albiittidiabaasikerrosjuonen täydellinen differentiaattisarja voi koostua jopa kahdeksasta mineralogisesti ja rakenteellisesti erilaisesta kerroksesta (Piirainen ja muut 1992, 48). Useimmiten sarja kuitenkin esiintyy vain osittain. Kivimaassa differentioituneesta kerrosjuonesta on voitu erottaa kolme toisistaan selvästi poikkeavaa stratigrafista kerrosta. Ne kerrosjuonen pohjalta lukien ovat vihreistä isokokoisista sarvivälkekiteistä koostuva hornblendiitti, pienempirakeinen vihreästä savivälkkeestä ja plagioklaasista koostuva metadiabaasi, ja voimakkaasti magneettinen plagioklaasiliistakkeista, sarvivälkkeestä ja magnetiitista koostuva albiittidiabaasi, jota voidaan nimittää myös magnetiittigabroksi. Kivimaan differentioituneen albiittidiabaasin primaarit magmaattiset tummat mineraalit ovat metamorfoosissa muuttuneet lähes täysin uusiksi mineraaleiksi. Niistä on kuitenkin jossain määrin vielä tunnistettavissa alkuperäiset kumulus- ja interkumulusmineraalit. Hornblendiitin tumman vihreiden sarvivälkekiteiden sisällä hienojakoinen magnetiittipigmentti rajaa pyöreän muotoisia alueita jäänteinä kumulusoliviinista. Sarvivälke on puolestaan metamorfinen vastine oliviinikiteitä poikiliittisesti sisäänsä sulkeneelle interkumulusklinopyrokseenille. Hornblendiitin tummanvihreiden sarvivälkekiteiden väleissä tavataan vaaleaa amfibolia, jonka keskellä on säilynyt ruskeaa interkumulusmineraalina kiteytynyttä edeniittistä sarvivälkettä. Hornblendiittia voidaankin siitä tunnistettujen primaaristen piirteiden perusteella kutsua "porfyyriseksi" oliviinikumulaatiksi (Hanski 1987, 36). Metadiabaasin tumman vihreä sarvivälke on metamorfinen vastine kumulusklinopyrokseenille. Vaalean vihreässä amfibolissa jäänteenä säilynyt edeniittinen sarvivälke ja plagioklaasi ovat interkumulusmineraaleja. Metadiabaasin primaarista asua ja syntytapaa kuvaakin siten paremmin nimi klinopyrokseenikumulaatti. Albiittidiabaasi (magnetiittigabro) puolestaan on plagioklaasi-klinopyrokseeni-magnetiittikumulaatti, jonka nykyisessä asussa vihreä sarvivälke esiintyy klinopyrokseenin metamorfisena vastineena. Differentioituneen albiittidiabaasin plagioklaasi-klinopyrokseeni-magnetiittikumulaattikerros on tutkimusalueella ainoa selkeästi ja yhtenäisesti magneettinen kivilaji. Paljastuma- ja syväkairaushavainnot vahvistavat, että sen esiintymisalue kallionpinnassa on sama kuin Outokumpu Oy:n 1960-luvulla suorittaman magneettisen maastomittauksen (Rouhunkoski 1967) jyrkästi ympäristöönsä kontrastissa olevalla magneettisella anomalialla kuvassa 1.
Magneettinen anomalia osoittaa plagioklaasi-klinopyrokseeni-magnetiittikumulaatin esiintyvän Kivimaan louhoksen itäpuolella ainakin kilometrin levyisenä yhtenäisenä vyöhykkeenä. Välittömästi louhoksen itäpuolella kyseinen vyöhyke jakautuu länteenpäin kahteen Kivimaan kankaan keskiosan väliinsä jättäväksi vyöhykkeeksi. Louhoksen alue sijoittuu magneettisen anomalian jakautumiskohdan tyveen anomalian ulkopuolelle. 4.1.2. Tektoniset piirteet ja hydroterminen muuttuminen Outokumpu Oy on kairannut Kivimaan kupari-kultamalmijuonen puhkeamasta (nykyisen louhoksen kohdalta) pohjoiseen viiden syväkairausreiän profiilin AB (kuva 3). Profiili leikkaa louhoksen kohdalla haarautuvan magneettisen anomalian rajan anomalian pohjoisen haaran sisäpinnan tyvessä (kuva 1). Profiilissa tavoitetaan differentioituneen diabaasin plagioklaasi-klinopyrokseeni-magnetiittikumulaattikerroksen ja klinopyrokseenikumulaattikerroksen loivahkosti pohjoiseen viettävä kontakti, joka puhkeaa pintaan malmijuonen pohjoispuolella (kuva 5). Plagioklaasi-klinopyrokseeni-magnetiittikumulaatti sijoittuu magneettista anomaliaa tukien kontaktin pohjoispuolelle ja osoittaa kerrostumisalustan suunnan profiilissa olevan etelään. Klinopyrokseenikumulaattia leikkaavan malmijuonen kaade myötäilee stratigrafisten vyöhykkeiden kontaktin suuntaa. Klinopyrokseenikumulaatti rajautuu alaosassaan muuttuneeseen kiveen, jonka alkuperäksi on tulkittu ultramafiittikerros. 15 Kuva 5. Outokumpu Oy:n Kivimaasta louhittuun kupari-kultamalmijuoneen kairaama pohjoiseteläsuuntainen kairanreikäprofiili. Reikien kivilajit on määritetty lainassa olleista kairansydämistä. Profiilin sijainti on esitetty kuvassa 3.
Profiilin AB itäpuolelle kairattu reikä (kuvassa 3 reikä R11) tavoittaa alkuosaltaan samat piirteet kuin profiilissa AB. Nyt kuitenkin heti malmijuonen lävistyksen jälkeen kivilaji muuttuu siirroksen kautta terävästi plagioklaasi-klinopyrokseeni-magnetiittikumulaatiksi. Tässä kairanreikähavainto tukee tarkasti magneettisen anomalia detaljipiirrettä (kuva 1). Magneettisen anomalian eteläiseen haaraan, louhokselta lounaaseen, on Outokumpu Oy kairannut kaksi syväkairausreikää 35E:n kaateella etelään pohjois-etelä-suuntaiseen profiiliin (kuvassa 3 reiät R16 ja R17). Molemmat reiät ovat plagioklaasi-klinopyrokseenimagnetiittikumulaattikerroksessa, joka loivasti viettää etelään. Pohjoisempi reikä (R16) tavoittaa runsaan 120 m:n etäisyydellä lähtöpisteestään klinopyrokseenikumulaatin, mikä osoittaa kairanreiän kaltevuuskulman olleen diabaasin kerroskaadetta jyrkemmän. Magneettisen anomalian eteläisen haaran kairanreikien ja louhostien välissä kalliopaljastumat ovat plagioklaasi-klinopyrokseeni-magnetiittikumulaatin alle kerrostunutta klinopyrokseenikumulaattia. Heti louhostien pohjoispulella, sen mutkassa on paljastumana kerrosjuonen alin differentiaatti "porfyyrinen" oliviinikumulaatti, jonka kerrostumisalusta tavoitettiin tutkimusojan SIR-91-U1 eteläpäässä (kuva 4 ja liite 1). Pohjois-eteläsuuntaisella profiililla tutkimusojan SIR-91-U1 eteläpäästä Kivimaan eteläreunaan esiintyy siten häiriintymätön kerrosjuonen stratigrafisten vyöhykkeiden loivasti etelään viettävä kerrossarja alimmasta ylimpään (kuva 3). Magneettisen anomalian pohjoiseen haaraan, louhokselta länsi-luoteeseen, kairatut reiät (kuvassa 3 reiät R1 ja R2) tavoittivat lukuisten siirrosten pilkkomaa plagioklaasiklinopyrokseeni-magnetiittikumulaattia. Sen sisään on tektonisina kiiloina tunkeutunut klinopyrokseenikumulaattia, johon liittyy kvartsi-karbonaattijuonimuodostusta ja hydrotermistä muuttumista. Sama tektoninen piirre ja muuttuminen näkyvät myös magneettisen anomalian eteläpuolella hakkuualueelle kaivetussa tutkimusojassa SIR-91-U1 (kuva 4, liite 1), jossa nyt puolestaan klinopyrokseenikumulaatin määrällinen osuus on painottunut. Hydrotermisesti muuttuneiden vyöhykkeiden nähtiin tutkimusojissa rajautuvan yleensä terävärajaisesti ympäristöönsä (liitteet 1 ja 2). Differentioituneen diabaasin alta syväkairausreikä R402 tavoitti kerroksellisen arkoosikvartsiitin ja lävisti sen kerroksellisuutta likimain kohtisuoraan. Syväkairausreiät R403 - R404 osoittivat muuttumisvyöhykkeen epäyhtenäisen ja juonimaisen esiintymistavan (liite 5). Juonimaisen hydrotermisen muuttumisen todettiin arkoosikvartsiitin kerrossuuntaa seurailevana myötäilevän samalla myös kerrosmyötäisen albiittidiabaasin kerrosrakenteita. Hakkuualueelta tutkimusojissa ja syväkairauksissa todettu hydrotermisesti muuttunut kivi voidaan jakaa mineraalikoostumukseltaan kahteen tyyppiin. Ne koostuvat plagioklaasivaltaisesta kivestä, jossa muuttumistulos on plagioklaasi-karbonaatti- ja plagioklaasi-talkki-biotiittikivi, sekä karbonaattivaltaisesta kivestä, jossa vallitsee karbonaatti-(+-)kloriitti-(+-)biotiitti-(+-)talkkimuuttuminen. 16 4.2. Albiittidiabaasia reunustava kallioperä Tutkimusalueen differentioituneen albiittidiabaasin (kerrosjuonen) pohjoispuolelta lähimmät kallioperähavainnot ovat noin kilometrin päästä Luppovaaralla esiintyvästä kvartsiittikerrostumasta. Se mitä ilmeisimmin kuuluu Perttusen (1985) litostratigrafisessa jaottelussa Keskijatuliryhmän Kivalon muodostumaan. Myös kaikki jatkossa käytettävät litostratigrafisten muodostumien nimet ovat Perttusen (em.) litostratigrafisesta jaottelusta.
Kerrosjuonen alta on tutkimusojan SIR-91-U1 eteläpäästä tavattu emäksistä vulkaniittia ja kairanreiässä R402 arkoosikvartsiittia. Emäksistä vulkaniittia esiintyy myös murtokappaleina kerrosjuonessa. Kerrosjuonen eteläreunalta on muutama mielenkiintoinen paljastumahavainto. Emäksisissä vulkaniittipaljastumissa Kivimaan eteläreunan pienellä kumpareella ja Kivimaan itäpuolella korkeajännitelinjalla on kerrostumisalustan suunta pohjoiseen (kuva 1). Kerrostumisalustan suunta Kivimaan itäpuolella on määritetty mantelirakenteisen emäksisen laavan päälle kerrostuneen emäksisen tuffin virtausrakenteesta ja Kivimaan eteläreunalta kvartsiitin päälle kerrostuneen tyynylaavan tyynyistä. Perttusen (henkilökohtainen tiedonanto) mukaan mantelirakenteinen laava Kivimaan itäpuolisessa paljastumassa (kuva 1) kuuluu geokemiallisten ominaispiirteittensä perusteella Keskijatuliryhmän Jouttiaavan muodostuman emäksisiin vulkaniitteihin. Ne sijoittuvat litostratigrafiassa Kivalon muodostuman kvartsiittien päälle. Toisaalta tästä paljastumasta vajaan kilometrin päässä länteen diabaasipaljastuman SIR-85-48 (kuva 1) läheltä paljastuneen emäksisen vulkaniitin geokemialliset piirteet viittaavat Alajatuliryhmän Runkauksen muodostumaan (Perttunen em.). Tämän vaihtelun ovat aikaansaaneet kerrosjuonen eteläreunan koillis-lounaissuuntaa myötäilevät voimakkaat siirrokset. Kivimaan kankaan eteläreunan tuntumasta iskuporanäytteenotossa saatujen kallionpintanäytteiden kivilajit ja rakenteelliset piirteet osoittavat siirroksiin liittyvää ruhjoutumista ja hydrotermista muuttumista (kuva 10). Porakonekairaus myöhemmin täydensi tätä tulosta (syväkairausraportit R405 - R412, liite 6). Emäksisen vulkaniitin tektonisina johdannaisina ja muuttumistuloksina esiintyy usean sadan metrin leveydeltä albiittibiotiittiliusketta, albiitti-kloriittiliusketta ja kloriitti-talkkiliusketta. Näiden lisäksi siirrosvyöhykkeestä on tavattu tektonisoitunutta kvartsiittia ja myloniittia. Muuttumattomat kivet Kivimaan eteläreunalta etelään ovat esiintymisjärjestyksessä lueteltuina keskenään vuorottelevat kvartsiitti ja emäksinen vulkaniitti, dolomiitti ja fylliitti. Järjestys on samalla siirtymistä litostratigrafiassa ylöspäin. Dolomiitti kuulunee Yläjatuliryhmän Rantamaan muodostumaan ja fylliitti Kalevaryhmän Martimon muodostumaan. 4.3. Poimutus Tutkimusalueella emäksisen kerrosjuonen kulku on pääpiirteissään itä-läntinen. Kerrosjuoni muodostaa loivan antikliinin itä-länsisuuntaisen poimuakselin suhteen. Poimuakseli viettää loivalla kaateella itään. Länteenpäin poimuakseli on siten akselikulminaatiossa. Tutkimusalueella louhoksen kohdalla kerrosjuonen plagioklaasi-klinopyrokseenimagnetiittikumulaattivyöhykkeen alapuolinen stratigrafinen kerros leikkautuu akselikulminaatiossa esille eroosiopintaan erilleen haarautuvien plagioklaasi-klinopyrokseenimagnetiittikumulaattivyöhykkeiden väliin. 17
18 5. MALMITUTKIMUSTEN TULOKSET 5.1. Lohkare-etsinnän tulokset Tunnusteleva alueellinen lohkare-etsintä Kivimaan ympäristössä ei tuottanut malminetsinnällisesti uutta tietoa. Tutkimukset keskittyivätkin jatkossa kokonaisuudessaan Kivimaan kankaan alueelle. Kivimaan kankaan alueelta havainnoitujen lohkareitten löytöpaikkojen jakautuminen on nähtävissä kuvassa 2. Lohkareet näyttäisivät sijoittuvan nuoremman, läntisen jäätikkövirtauksen suuntaiseen liki itä-länsisuuntaiseen viuhkaan. Lohkareviuhka ei ole aivan yhtenäinen, vaan se on jakautunut useisiin toisistaan erillisiin lohkareryhmiin. Niistä kolme merkittävintä ovat lohkareviuhkan länsipäähän hakkuualueelle sijoittuva lohkareryhmä, sähkölinjaa myötäilevä lohkareryhmä ja Kivimaan louhoksen eteläpuolelle sijoittuva kaksiosainen lohkareryhmä. Lohkareviuhkan länsipään lohkareryhmän lohkarehavainnot ovat kiviseltä ja louhikkoiselta siemenpuuasentoiselta hakkuuaalueelta. Hakkuualueen itärajan keskivaiheilla on laajahko ympäristöstään kohollaan oleva paljastuma. Hakkuualueella suoritettu äestys on paljastuman ympäriltä eri puolilta hakkuualuetta paljastanut humuksen alta pieninä läiskinä näkyviin lisää kalliota ja uusia lohkareita. Hakkuualueelta havainnoidut lohkareet todettiin kivilajinsa ja särmikkyytensä perusteella paikallisiksi. Kaikki Kivimaan kankaan alueelta havainnoidut lohkareet koostuvat hydrotermisesti muuttuneesta kivestä. Päämineraalit niissä lähes poikkeuksetta ovat albiitti ja karbonaatti. Näiden lisäksi useissa lohkareissa esiintyy vielä huomattavasti biotiittia ja kloriittia. Joidenkin havainnoitujen lohkareitten mineraalikoostumuksesta albiitti puuttuu. Nämä lohkareet koostuvat pääosin karbonaatista ja biotiitista. Heikko rikkikiisupirote on tyypillistä lohkareitten hydrotermisesti muuttuneille kiville. Niissä usein esiintyy lisäksi kvartsi-karbonaatti-, kvartsi- tai karbonaattijuonia. Juoniin liittyy yleensä aina kuparikiisua pesäkkeinä. Kivimaasta havainnoitujen lohkareiden hydrotemisesti muuttuneista kivistä analysoidut näytteet lähes aina sisältävät pieniä määriä kultaa ja usein lisäksi hieman kuparia. Parhaat yksittäiset kultapitoisuudet saattavat olla jopa 2 ppm. Merkittävimmät kultapitoisuudet kuitenkin tavattiin hydrotermisesti muuttunutta kiveä leikkaavista juonista. Lohkarenäytteiden kivilajit ja analyysitulokset on esitetty taulukoissa 2 ja 3. 5.2. IP-mittauksen tulos IP-mittauksella ei saatu rajattua mineralisoituneita osueita. Siten mittauksen tulos ei vastannut sille asetettuja odotuksia. IP-mittauksessa todetut polaroituvuuden ja ominaisvastuksen vaihtelut mittausalueella on esitetty samanarvokenttinä kuvassa 6. Kuvan ominaisvastusta esittävässä osassa ominaisvastuksen pienenemistä ilmentää samanarvokentän sävyn tummeneminen. Ominaisvastuskuvan tummin osa kuvan yläreunassa liittyy Kivimaan kangasta reunustavaan suohon. Kuvassa hieman alempana mittausalueen poikki esiintyy toinen ominaisvastukseltaan heikentynyt vyöhyke. Se yhtyy maapeitteen paksuuntumaan ja
19...... Taulukko 2. Sivakkajoen malmitutkimusten lohkarenäytteiden MIK-89-[L60 - L94] kivilajit sekä nikkeli-, koboltti-, kupari-, lyijy-, sinkki- ja kultapitoisuudet. Näytelohkareiden sijainti on esitetty kuvassa 2. Näyte Ni Co Cu Pb Zn Au Kivilaji MIK-89: ppm ppm ppm ppm ppm ppb L60 174 99 6051 41 95 240 karbonaatti-biotiittikivi L61 74 25 707 30 18 30 albiitti-karbonaattikivi L62 67 57 9477 24 29 1030 kvartsi-karbonaattijuoni L63 85 66 5469 17 7 1190 kvartsi-karbonaattijuoni L64 157 83 105 50 73 830 albiitti-karbonaattikivi L65 51 67 90 40 68 30 albiitti-karbonaattikivi L66 52 40 1238 39 67 40 albiitti-karbonaattikivi L67 56 56 11218 34 41 15330 kvartsi-karbonaatti-kloriittijuoni L68 64 75 152 37 71 140 albiitti-karbonaattikivi L69 62 73 385 48 87 220 albiitti-karbonaatti-biotiitti-kloriittikivi L70 161 98 56 83 46 20 albiitti-karbonaattikivi L71 134 186 38 59 17 20 albiitti-karbonaattikivi L72 172 309 10465 28 25 410 kvartsi-karbonaattijuoni L73 125 73 513 20 16 3430 kvartsijuoni L74 308 36 3662 58 33 590 kvartsijuoni L75 260 80 237 28 11 4850 kvartsijuoni L76 313 47 1694 27 64 1940 kvartsijuoni L77 138 245 52 26 9 4230 kvartsijuoni L78 60 57 2600 74 17 70 karbonaattijuoni L79 188 93 52 45 29 780 albiitti-karbonattikivi L80 86 135 17 41 50 10> kvartsi-karbonaattijuoni L81 152 74 175 47 62 10> albiitti-karbonaatti-biotiitti-kloriittikivi L82 134 104 84 30 44 890 albiitti-karbonaatti-biotiitti-kloriittikivi L83 67 24 12393 19 13 30 kvartsi-karbonaattijuoni L84 131 70 1033 36 17 20 karbonaattijuoni L85 159 103 219 48 24 530 albiitti-karbonaatti-biotiitti-kloriittikivi L86 183 128 20 44 42 80 albiitti-karbonaatti-biotiitti-kloriittikivi L87 174 86 28 38 52 10 albiitti-karbonaatti-biotiitti-kloriittikivi L88 94 124 33 33 26 10> kvartsi-karbonaattijuoni L89 205 50 24 61 62 80 albiitti-karbonaatti-biotiitti-kloriittikivi L90 193 64 62 61 70 740 albiitti-karbonaattikivi L91 147 51 8 43 37 10 albiitti-karbonaattikivi L92 82 36 7831 71 13 680 karbonaattijuoni L93 123 170 41855 28 20 26900 kvartsi-karbonaattijuoni L94 246 91 341 45 31 680 albiitti-karbonaatti-biotiitti-kloriittikivi analyysitilaus nro 39992 Au 10> = alle määritysrajan 10
Taulukko 3. Sivakkajoen malmitutkimusten lohkarenäytteiden MIK-90-[L1 - L38, L40 - L49, L51 - L59] kivilajit ja kultapitoisuudet. Näytelohkareiden sijanti on esitetty kuvassa 2. 20 Näyte Kivilaji Au Näyte Kivilaji Au MIK-90: ppb MIK-90: ppb L1 albiitti-karbonaatti-biotiitti-kloriittikivi 20 (1 L32 albiitti-karbonaattikivi 530 L2 albiitti-karbonaattikivi 10> L33 albiitti-karbonaattikivi 370 L3 kvartsi-karbonaattijuoni 30 L34 albiitti-karbonaatti-biotiitti-kloriittikivi 200 L4 albiitti-karbonaatti-biotiitti-kloriittikivi 10> L35 albiitti-karbonaattikivi 10 L5 albiitti-karbonaatti-biotiitti-kloriittikivi 10> L36 albiitti-karbonaattikivi 10> L6 albiitti-karbonaatti-biotiitti-kloriittikivi 40 L37 karbonaatti-biotiittikivi 320 L7 karbonaatti-biotiittikivi 10> L38 albiitti-karbonaatti-biotiitti-kloriittikivi 30 L8 albiitti-karbonaatti-biotiitti-kloriittikivi 10> L40 albiitti-karbonaatti-biotiitti-kloriittikivi 430 (2 L9 albiitti-karbonaatti-biotiitti-kloriittikivi 200 L41 albiitti-karbonaattikivi 1740 L10 albiitti-karbonaatti-biotiitti-kloriittikivi 2150 L42 kvartsi-karbonaattijuoni 2350 L11 albiitti-karbonaatti-biotiitti-kloriittikivi 610 L43 albiitti-karbonaattikivi 40 L12 karbonaatti-biotiittikivi 10 L44 kvartsi-karbonaattijuoni 140 L13 kvartsi-karbonaatti-kloriittijuoni 1740 L45 albiitti-karbonaattikivi 100 L14 albiitti-karbonaatti-biotiitti-kloriittikivi 40 L46 albiitti-karbonaattikivi 50 L15 albiitti-karbonaattikivi 1010 L47 albiitti-karbonaattikivi 20 L16 albiitti-karbonaattikivi 1430 L48 kvartsi-karbonaattijuoni 2000 L17 albiitti-karbonaatti-biotiitti-kloriittikivi 220 L49 albiitti-karbonaatti-biotiitti-kloriittikivi 10 L18 albiitti-karbonaattikivi 900 L51 albiitti-karbonaattikivi 90 L19 karbonaatti-biotiittikivi 220 L52.1 kvartsi-karbonaattijuoni 170 L20 albiitti-karbonaattikivi 10> L52.2 kvartsi-karbonaattijuoni 270 L21 albiitti-karbonaatti-biotiitti-kloriittikivi 60 L52.3 kvartsi-karbonaattijuoni 20 L22 albiitti-karbonaattikivi 10> L53.1 albiitti-karbonaatti-biotiitti-kloriittikivi 10> L23 albiitti-karbonaatti-biotiitti-kloriittikivi 70 L53.2 albiitti-karbonaatti-biotiitti-kloriittikivi 20 L24 albiitti-karbonaatti-biotiitti-kloriittikivi 30 L54.1 albiitti-karbonaattikivi 20 L25 albiitti-karbonaatti-biotiitti-kloriittikivi 60 L54.2 albiitti-karbonaattikivi 10> L26 albiitti-karbonaattikivi 10 L55.1 albiitti-karbonaatti-biotiitti-kloriittikivi 20 L27 albiitti-karbonaatti-biotiitti-kloriittikivi 300 L56 albiitti-karbonaatti-biotiitti-kloriittikivi 10> L28 karbonaatti-biotiittikivi 6920 L57 karbbonaattijuoni 220 L29 karbonaatti-biotiittikivi 140 L58 albiitti-karbonaattikivi 2100 L30 albiitti-karbonaatti-biotiitti-kloriittikivi 2640 L59 albiitti-karbonaattikivi 2300 L31 albiitti-karbonaattikivi 90 1) analyysitilaus 37753 10> = alle määritysrajan 10 2) analyysitilaus 38330 syväkairauksella todettuun voimakkaaseen ruhjeeseen, jossa ei juuri esiinny malminmuodostusta. Polaroituvuuskuvassa kohoavien arvojen myötä tummenevat osat puolestaan liittyvät paljastumiin, ohuen maapeitteen alueisiin ja isokivisiin louhikkomaisiin lohkareikkoihin.
21 5.3. Maaperägeokemiallisten tutkimusten tulokset Äyräs (1991) on laatinut seikkaperäisen raportin Kivimaassa suoritetusta maaperägeokemiallisesta kartoituksesta. Siitä poimin tähän käytännön kultamalminetsintää palvelevat tiedot. Lisäksi käsittelen Äyräksen (em.) raportin kirjoittamisen jälkeen tehdyissä tutkimuksissa ilmennyttä maaperägeokemiallisen kartoituksen tulosten tulkintaan vaikuttavaa uutta tietoa. 5.3.1. Kullan, tellurin, kuparin ja palladiumin esiintyminen moreenissa sekä havaintoja maaperägeologisista erityispiirteistä Faktorianalyysin tuloksena saatiin kolme alkuaineyhdistelmää (faktoria): 1) Fe, Co, Pb, Mn, Ni, (Zn); 2) Pd, Cu; ja 3) Au, Te, (Äyräs 1991). Faktorianalyysin perusteella voisi päätellä kullan esiintyvän tellurideina. Äyräs (em.) ei pidä sitä kuitenkaan todennäköisenä, sillä kohonneilla kulta- ja telluripitoisuuksilla ei ole näytekohtaista korrelaatiota. Niiden alueellinen esiintyminen sitä vastoin on lähellä toisiaan. Palladiumin ja kuparin suhteen tilanne on sama. Ne muodostavat oman faktorin, mutta kohonneiden pitoisuuksien näytekohtaista korrelaatiota ei ole (Äyräs em.). Kuva 6. IP-mittauksen tulokset Kivimaan siemenpuuasentoiselta hakkuualueelta. Kuvassa oikealla on esitetty mittausalueen ominaisvastuksen vaihtelut ja vasemalla polaroituvuuden vaihtelut. Kuvien selitys on tekstissä. Koordinaattiakselit ovat samat kuin kuvassa 4.
Kultapitoisuudet moreenissa muodostavat varsin laajan, selkeän, ja terävärajaisen pääanomalian ja pienehkön anomalian sen eteläpuolelle (kuva 7). Laaja-alaisella pääanomalialla on kaksi huomattavaa erillistä maksimialuetta. Toinen niistä sijoittuu hakkuualueen itäpuolelle sen itärajaa sivuten ja toinen vajaan kilometrin idemmäksi heti Kivimaan louhoksen eteläpuolelle. Moreenin korkeimpien telluripitoisuuksien sijainti painottuu näytteenottoalueen kaakkoisosaan Kivimaan kankaan eteläreunan tuntumaan erillisen kultaanomalian yhteyteen (Äyräs 1991). 22 Kuva 7. Kartta moreenin hienoaineksen kultapitoisuuksien dispersiosta Kivimaassa. Lisäksi kartasta nähdään erityisesti tutkimuskuoppien POS-92-[M71 M72, M74] Sijainti ja käytössä olleiden kairasydänten reikäpaikat.
23 Moreenin kulta-anomalia myötäilee lohkareviuhkan piirteitä ja leveämpänä sulkee lohkareviuhkan kokonaisuudessaan sisäänsä. Samalla moreenin kulta-anomalia vahvistaa lohkaretutkimuksissa syntyneen käsityksen kullan syöttäjän esiintymisestä hakkuualueella. Alkuaineyhdistelmälle palladium-kupari Äyräs (1991) on raportissaan esittänyt faktoripistekartan. Siinä valtaosa huomattavimmista faktoripistemääristä sijoittuuu albiittidiabaasin alueelle ja myötäilee klinopyrokseenikumulaatin ja plagioklaasi-klinopyrokseeni-magnetiittikumulaatin kontaktivyöhykettä. Lisäksi niitä on ryhmittynyt Kivimaan kankaan eteläreunaan ruhjevyöhykkeen yhteyteen. GTK:n geokemian osasto on aikaisemmin suorittanut montuttamalla geokemiallisia tarkistustutkimuksia Kivimaan louhoksen eteläpuolella (Koivisto 1984). Montutus tapahtui kuvassa 7 nähtävän louhoksen eteläpuolisen moreenin kulta-anomalian maksimin alueella. Tutkimuskuopista todettiin moreenin alta 2-3 m:n syvyydestä erittäin kivinen ja kaivinkoneella vaikeasti lävistettävä kerros. Koivisto (em.) totesi moreenin kultapitoisuuksien olevan korkeimmillaan heti kivisen kerroksen rajapinnalla. Kesän 1992 montutuksessa havaittiin laaja-alaisen kivikkoisen kerroksen verhoavan kallion pintaa Kivimaan kankaan - alueella. Sen lohkareet ovat särmikkäitä, kivilajiltaan monotonisia ja hyvin paikallisia. Kivisestä kerroksesta on mahdollista rajata kallioperän kivilajien esiintymisalueet. Kivistä kerrosta voitaneekin sen paikallisen luonteen perusteella pitää palarapakalliomoreenina. Kivimaan kankaan loivapiirteisten ja yleensä pienialaisten kumpareitten todettiin kesän 1992 monttututkimuksissa ilmentävän kallionpinnan topografiaa. Laaja moreenin kultaanomalian maksimialue Kivimaan louhoksen eteläpuolella ja suppeampi kulta-anomalian maksimialue louhoksen länsipuolella (kuva 7) ovat pienten kumpareitten reunustamat. Kallioperän topografian painanteet näyttäisivät siten kontrolloivan kyseisten kulta-anomalian maksimialueitten sijaintia. Topografiaan hieman toisella lailla kytkeytyy hakkuualueen itärajaa sivuava moreenin kulta-anomalian maksimialue. Se rajautuu Kivimaan korkeimman kumpareen (ks. kuva 10) itärinteelle, mannerjäätikön nuorimman, läntisen virtauksen suojanpuoleiselle rinteelle. Kuvaan 7 merkityt tutkimuskuopat M72 ja M74 ovat pienten kumpareitten juurella kahden erillisen moreenin kulta-anomalian maksimialueen reunalla. Kuoppien näyteprofiileissa moreenin hienoaineksen kultapitoisuudet vaihtelevat voimakkaasti (kuva 8). Tyypillinen vaihteluväli on 2-38 ppb Au. Vain yksittäisissä näytteissa kultapitoisuus on alle määritysrajan 1 ppb. Poikkeuksellisen korkea 139 ppb:n moreeninäytteen kultapitoisuus saatiin kuopasta M74 kaksi metriä paksun peitemoreenikerroksen alta tavatun kivikkoisen kerroksen rajavyöhykkeestä. Kivikkoisessa kerroksessa valtaosassa lohkareita kivilaji oli plagioklaasi-klinopyrokseeni-magnetiittikumulaatti. Tämä on sopusoinnussa kuopan sijaintiin kuvassa 1 rajatulla magneettisen anomalian alueella. Kuoppa M72 ulottui 4 m:n syvyyteen. Se ei kuitenkaan tavoittanut kivikkoista kerrosta. Tutkimuskuoppa M71 kaivettiin kaivostien varteen loivan kumpareen laelle hakkuualueen itärajaa sivuavan moreenin kulta-anomalian maksimialueen itäpuolelle (kuva 7). Kuopasta paljastui kivikkoinen kerros heti humus- ja karike- ja ohuen moreenikerroksen alta (kuva 9). Kivikkoisen kerroksen pinnalta otetun moreeninäytteen kultapitoisuus osoittautui hyvin korkeaksi, 312 ppb (kuva 8). Kivikkoisen kerroksen sisältä neljän
24 Kuva 8. Maaperän stratigrafia ja moreenin hienoaineksen kultapitoisuus tutkimuskuopissa POS-92-[M71 - M72, M74]. Tutkimuskuoppien sijainti on esitetty kuvassa 7. moreenin profiilinäytteen kultapitoisuudet ovat puolestaan väliltä, minimipitoisuus alle määritysrajan 1 ppb ja maksimipitoisuus 7 ppb. Kuoppa M71 on kuvassa 1 rajatun magneettisen anomalian ulkopuolella. Kuopan kivikkoisen kerroksen lohkareet ovat siten odotuksen mukaisesti vain lievästi magneettista kiveä, joka on klinopyrokseenikumulaattia kuten kivikkoisen kerroksen alta 2 m:n syvyydestä tavoitettu kalliokin. 5.4. Kallionpintanäytteiden analyysitulokset 5.4.1. Malminäytteet Tutkimusojista SIR-91-[U1 - U4] tavattujen muuttumisvyöhykkeiden homogeenisesti muuttunut kivi sisältää kultaa vain korkeintaan hieman anomaalisesti. Merkittävimmät kultapitoisuudet liittyvät muuttunutta kiveä leikkaaviin yleensä kvartsista ja karbonaatista koostuviin ja usein kuparikiisupitoisiin juoniin. Tämä tutkimusalueella kullan esiintymiselle tyypilliseksi osoittautunut piirre on tullut esille jo lohkarenäytteistä.
25 Kuva 9. Tutkimuskuopan POS-92-M71 seinämä kuopan pohjalta mineraalimaan pintaan. Maaperän stratigrafia kuopan senämästä on esitetty kuvassa 8 ja tutkimuskuopan sijainti kuvassa 7. Mittalatan yhtenäisten osien pituus on 1 m. Valokuvannut Pertti Sarala. Tutkimusojien muuttumisvyöhykkeiden homogeenisesti muuttunutta kiveä hyvin edustavan Minidrill-näyteaineiston yhdistetyissä näytteissä kultapitoisuudet ovat korkeimmillaan vain hiukan määritysrajan 0.01 ppm yläpuolella ja pienimmillään alle määritysrajan. Muidenkin yhditetyistä Minidrill-näytteistä analysoitujen alkuaineiden (Cu, Co, Mn, Ni, Pb, Zn, Pd, Te, Ag ja Mo) pitoisuudet ovat alhaisia. Huomion arvoista on lisäksi, että Pd- ja Te-pitoisuuksista kumpikin vain kahdessa yhdistetyssä Minidrill-näytteessä lievästi ylittävät määritysrajan 0.01 ppm. Tutkimusojien Minidrill-näytteiden yhdistetyistä näytteistä analysoitujen alkuaineiden analyysitulokset on esitetty taulukossa 4. Tutkimusojassa SIR-91-U2 muuttumisvyöhykettä leikkaavien kahden kuparikiisua sisältävän kvartsijuonen palanäytteistä saatiin 1.96 ppm:n ja 5.84 ppm:n kultapitoisuudet. Yksittäiset palanäytteet muuttumisvyöhykettä leikkaavista kvartsijuonista tutkimusojasta SIR- 91-U1 kuitenkin osoittavat, ettei kultapitoisuus kvartsijuonissakaan aina ole itsestäänselvyys. Tutkimusojien palanäytteiden Au-analyysien tulokset on esitetty taulukossa 5. Maaperägeokemiallisen näytteenoton muutamat iskuporanäytteet kallionpinnasta Kivimaan kankaan eteläreunaa myötäilevästä ruhjevyöhykeestä sisältävät anomaalisia kultapitoisuuksia. Ne on esitetty seuraavassa näytteenottopisteittäin (pisteiden sijainti ja
Taulukko 4. Tutkimusojien SIR-91-[U1 - U4] yhdistetyt Minidrill-näytteet ja niistä analysoidut Cu-, Co-, Mn-, Ni-, Pb-, Zn-, Au-, Pd-, Te-, Ag- ja Mo-pitoisuudet. 26
Taulukko 5. Tutkimusojien SIR-91-[U1 - U4] malmi- ja kivilajipalanäytteet. Jokaisesta näytteestä on esitetty kivilaji ja hienäytteet on merkitty. Malminäytteistä on annettu Au-analyysin tulos ja kivilajianalyysiin toimitetuista näytteistä näytteenottopisteiden koordinaatit. Kiviljinäytteiden analyysitulokset ovat geologi Vesa Perttusella Rovaniemellä 27