Nivalan Hituran maaperätutkimuksista

Outokumpu Oy HaIminetsintä 010 (063)/2344h1Kla/69 A RKISTOKAPPALL: Nivalan Hituran maaperätutkimuksista Suoritettaessa maanpoistotöitä Hituran avolouhoksella löytyi saven alla olevasta moreenipatjasta usei ta lähes kompak.teja magneettikiisulohkareita, jotka paikoin sisälsivät myös runsaasti kuparikiisua. Koska lohkareet poikkeavat Hituran tunnetusta malmityypistä, heräsi epäilys, että läheisyydessä sijaitsisi mahdollisesti toisentyyppinen kiisuuntuma. Tämän selvittämiseksi suoritettiin alueella 10-14.11.69 moreeni- ja minikivitutkimus, joka kohdistui saven alla olevaan moreenipatjaan sekä sen alaisten lajittuneiden maalajien sisäisiin moreenimaisiin sorakerroksiin. Näytteenoton yhteydessä suoritettiin alueella lisäksi kivilasku sekä laadittiin kolme moreenin kivien suuntausdiagrammia. Saatujen tulosten tarkistamiseksi suoritettiin'alueella vielä 3-4.12.69 uurrehavaintojentekoa sekä laadittiin kolme uutta suuntausdiagrammia. Naalajikerrokset osoittautuivat huomattavasti vaihtelevammiksi kuin edeltäneet kairaukset olivat antaneet aihetta olettaa. 5-9 m paksun savikerroksen alla oleva moreenikerros osoittautuikin vain 4-5, m:n vahvuiseksi. Sen alta paljastuivat lajittuneiden maalajien muodostamat kerrokset. Maanpintaa peittää alueella 40-50 cm paksu viljelty turvekerros, joka näkyy tummanruskeana raitana kuvan 1 vasemmassa laidassa. Sen alla näkyy saven yläosassa oleva noin metrin vahvuinen rikastumiskerros. Savi on tiivistä, keskiharl!lc"1.ata. Paikoin siinä on havaittavissa vaaleanpunertavien (}~-värinen) ja sinertävien noin 2-3 cm levyisten kerrosmaisten r aitojen vuorottelua. Kontakti moreeniin on jyrkkä, joskaan ei täysin suoraviivainen. Moreeni on erittäin tiivistä hiesuista hietamoreenia. Moreenin hietapitoisuudessa on selvää vaihtelua alaosan ollessa hietaisempaa kuin yläosan. Tämä ilmenee sekä liitteenä olevista moreenin kokoomusta osoitt avist~ käyristä (seula-analyysi n:o 1-2) että kuvasta 2 0 Havaintojen mukaan näyttää lisäksi siltä, että moreenin

Kuva '1.. Yle:.i.snäkymä Hi tu,:ran a:volquhoksel ta maanpoistotöiden Kuva Zr> Tiivi.stä mo reo:n,ia, jon.ka alla on hibkkakorroksia e kohdalla..

hieta- ja hiekkapitoisuus kasvaa jonkin verran N-suuntaan siirryttäessä savi- ja hiesupitoisuuden vähetessä. Samoin moreeni on yläosastaan kivisempää kuin alaosastaan ja N-suuntaan siirryttäessä kivi syys laskee koko moreenipatjassa tuntuvasti. Varsinkin moreenin alaosan suurempien kivien alapuolella on kiveä myötäilevä hiesu-hieta ja hiekkakerros, joka on mahdollisesti syntynyt vesivirtausten aikaansaamina muinaisten routakausien kohottaessa kiveä (kts oheinen piirros). Hi.. ""o h,~ tj...",- (VO-... "i u..... s.,.,.",..., ~.;;:; «..." ) \.l.~<l... u..'-""''''''''' 'n;"""\.q,. ( '10...,,"'-"'-.....,."';.'" ~ <!.... ) Rakenteeltaan moreeni on kerroksellista, joka kuitenkin näkyy hyvin heikosti kaivetulla pinnalla (kuva 4), mutta sensijaan veden kuluttamassa seinämässä erittäin selvästi (kuva 3). Kerroksellisuus aiheutuu hiesu- ja hietarihl(aiden kerrosten vuorottelusta. }Ioreenin ja alla olevan hiekan kontaktissa on usein 5-15 cm paksu homogeeninen-hiesukerros, joka plastisesti myötäilee alustan, topografiaa. Vastaavasti moreenin ja sen päällä olevan saven kontaktissa tavataan paikoin 10-20 cm paksuinen hiekkakerros.!-foreenin ja sen alla olevien hiekkakerro sten välinen kontakti on suurissa puitteissa tasainen joskin pikkupiirteissä siinä esiintyy melkoisia vaihteluita (kuvat 7 ja 8). Moreenin alla on voim~d(aasti lajittuneita, usein virtakerroksellisia hielckoja (kuvat 7, 9, 10 ja 11), joiden sisässä on moreenimaisia sorakerroksia (kuvat 7 ja 12). Alempana hiekkojen osuus vähenee ja niiden tilalle tulee hietakerroksia. Suurin osa moreenin alaisista rnaalajeista on hienoa hiekkaa. Se on voimakkaasti lajittunutta seulontakäyrän ollessa melko jyrkän (seula-analyysi n:o 3). Siinä on yleisesti havaittavissa virtakerroksellisuutta sekä lukuisia siirroksia, jotka erottuvat varsin

.'"...-." ",-i... :/:.:f... Kuva l.j.., K.ivistä moreell:i.a~ jossa kerroksellista rakenjiltä juuri voi havaita ;; Hatkaa kuvan J kohtaan on :noin 15 m., Hiekan. ja mo:reenin. kontaktissa on noin 10 cm vahvuinen hiesukerros 1 joka kuvassa erottuu b.eikosti tummempana ja taipunee11.a..

5 Hituran moreenista. Kuva 6" Kerrolcsel1ista hietaraitaista moreenia patja:n alaosassa» Kivet o'vat yleensä voimakk.aasti pyöri.s tyne:i tä (lähikuva kuvan.5 rajatu.sta alueesta).

6 hyvin huurteisilla leikkauspinnoilla. Hiekan mahdollista myöhempää tarvetta varten olisi syytä selvittää sen soveltuvuusominaisuudet ja pyrkiä keräämää.'1. se talteen. Hiekan sisällä on tavattu kolmessa eri tasossa moreenimaisia hiekkaisia sorakerroksia (seula-analyysi n:o 4), joiden paksuus vain joissakin kohdin ylittää yhden metrin. Sorakerrosten ja hiekan välisen kontaktin alapuolella ovat hiekkakerrokset paikoin def'ormoituneet (kuva 10), mikä viittaa sorakerrosten jäätikkösyntyisyyteen. Hiekan yläosassa on yleisesti tavattu ohut hiesukerros (seulaanalyysi n:o 5), joka on paikoin voimakkaasti def'ormoitunut (kuva 1J). 'Alempana hienon hiekan määrä vähenee ja valli tseviksi tulevat vuorottelevat hienot- ja karkeat hietakerrokset (seula-analyysit 6 ja 7), joiden välissä on paikoin noin 10-JO cm vahvuisia hiesupatjojaq Kerrosten vaihettuminen toisikseen on jyrkkää. Virtakerroksellisuutta ei näissä muodostumissa esiinny (kuva 14). Kallioperän topograf'ia on alueella pikkupiirteissään erittäin vaihteleva (kuva 15). Lajittuneiden maalajien ollessa kyseessä voidaan havaita kerrosten jossain määrin myötäilevän alustcta. Avolouhoksen li-osassa kohoaa kallion pinta moreenipatjan alaosan yläpuolelle.

Kuva %'een."1.mainen yli metr:in vahvui- ICllva Voi.makka.asti def'ormoi'tu"'; neito. h:iekkakerroksia mo'x:eenin kontaktissa" Hieman ~ryvemrnällä ovat kerrokset säilyttäneet alkuperäisen asnn.sa~ '.' '-:.:..,:~':':.!; :'; ~< ~,~,~,:' '~:~:,}~ ~. ~~, : J:-

8 jossa. nåorce:n,i.lna.:i:(~el1 sorr-{. vä.l iki':; rro B Kuva 10 0 (Lähikuva kuvan 9 rajatusta alueesta) ja alla olevan hiek.an kon takt:lssa voi es:iintyä myös dexor H1oittliuis"tal$ Kt1"\rassfl o'vat 11it~1{- kah:e.rrokse't kääntyn,(h?t pys tyyn ~ KU"'V2Ul alaosassa koholla oleva.-1;,juova t edustavat hiekan sisäisiä siirrospintoja.

9 <.... ~.. Virtakerroksellista hienorakeista :h.iokk.aa noin '1, '"{ maa.n pilu1lli"l ala p u.o 1011a. m ' ~A'I','- ' ':"'.:'... ~~,-. '.'/ ( Euva 12" Hi.(-;kan si<:;i:iine.ll moreenimai.nen soräkerro5 (vrt" kuva 7)

10 Ninikiviä laskettiin alueelta yhteensä 31 ori näytettä,,jotka sisälsivät 122 eri f'raktiota. Ne k2..sittivät 17 eri näytteenottopisteestä (kartalla merkintä 1-1) eri syvyy:<:siltä otettuja näytteitä, jotka fraktioitiin neljään osaan raekoon perusteella. Kuten liitteenä olevasta moreeni- ja sorakerrosten kivilajijakautumia esittävästä piirroksesta voidaan havaita ei moreenipatjan kivilajien keskinäisissä suhteissa ole suuriakaan eroja. Alinna olevassa osassa voidaan tosin havaita kivien tulevan vielä voimakkaammin graniitti- ja kiillegneissivaltaisiksi kuin ylemmissä horisonteissa p joskin muutos on täälläkin vähäinen. Samoin on laita sorakerrosten suhteen. Kivilajien keskinäisissä vaihteluissa ei paikallisia poikkeamia lukullllottamatta ole suuria eroja. Sen enempää moreenissa kuin sen alaisissa sorakerroksissakaan ei alustan kivien vaikutusta voi juuri helposti havaita. Aines on voimakkaasti sekoittunutta ja kivien pyöristyneisyydestä päätellen mahdollisesti melko pitkämatkaista. Vasta aivan alimmissa sorakerroksissa on joitakin serpentiiniytyneitä peridotiittikiviä. Sen sijaan alueella, missä moreeni ulottuu kallion pintaan, tulee noin 20-30 cm etäisyydestä kallion pinnasta otetuissa näytteissä alustan vaikutus erittäin voimakkaasti näkyviin (piirroksen kal~i alinta diagrammia). Kallioperän vaikutus heikkenee kuitenkin.jyrkästi ylöspäin siirryttäessä. Paitsi minikiviä, laskettiin avolouhoksen W-osasta moreenista 335 kpl yli 10 cm ~ suuruista kiveä. Saatu tulos on muilta osin verrattavissa minikivilaskuihin, mutta kiilleliuskeen ja amf'iboliitin osuus on siinä suhteellisesti hieman suurempi. Samoista pisteistä kuin minikivetkin otettiin myös näytteet analysointia varten. Horeenipatjan keskimääräiseksi pitoisuudeksi saatiin Co 8, Cu 14, Ni 12, Zn 27 ja Pb 4 ppm sekä Fe 1,3 %. Vastaavasti sorakerrosten osalta oli tulos Co 17, Cu 43, Ni 36, Zn 64 ja p~ 8 sekä Fe 3.:> 6 %, joten pi toisuuksien nousu on noin kolminkertainen kuparin, nikkelin ja raudan osalta sekä muiden kohdalla noin kaksinkertainen. Vasta aivan malmin päältä noin 20 cm kallionpinnasta otetussa moreeninäytteessä on havaittavissa selvä anomalia.

Kuva 13~ Hiekan sisäinen voima.kkaasti dsf'ormo:ltu:nut his8ukorros l~illellä mo.reenl"1. kontaktia@ Kuva 1 h", Sy"vommäJlä olev:la tasaisia 11i08U- ja h:i0takerx'oksia~ joissa ei ole havaittavissa virtakorroksel.lisuutta~

12 Kuva -15", Epätasaista b.{j liollpintaa }Ii tux'<.~.n. avolouh(:,kseu 1>l-osassa.. TälHi alueella morceni ulottuu kallion (k:i.il:l..e{;neissi) pinta&ll Ja. tä'y"ttää heikosti ke:croksellisena har Jan teiden välisiä pain.a:und.<''l.i!>'

" 13 Analyysipitoisuuksien vaihtelu on pyritty esittämään liitteenä olevassa piirroksessa, jossa Co, Cu, Ni, Zn ja Pb:n pitoisuudet on ilmoitettu ppm:nä ja Fe:n prosentteina. Kaavakuva on laadittu tyylitellen ja ylintä moreenia lukuunottamatta näytteenottopisteet sijaitsevat avolouhoksen eri osissa. Piirroksessa alimmaksi merkitty moreeni edustaa tilan..."1.etta, jossa moreeni on välittömästi kallion päällä, kuten on laita avolouhoksen W- ja SW-osassa. Viidestä eri kohdasta, jotka on kartalle merkitty kirjaimilla A, B - F, tehtiin moreenin kivien suuntausta osoittava diagrammi. Jo aikaisemmin voitiin havaita, että moreenipatjan ala- ja yläosa ovat eri tavoin suuntautuneet (diagrammit A-C). Tehdyillä lisä "tutkimuksilla voitiin osoittaa, että moreenin alaosassa on Slf-NE suunta selvästi voimakkaampi kuin moreenin yläosassa havaittu NH-SE o Diagrammin D tekopiste sattui kahden useamman kuution lohkareen väliin ja jo maastossa voitil~ havaita, että mitattavien kivien pituusakselit myötäilevät läheisiä kiviä, eivätkä näin ollen edusta jäätikön kulkusuuntaa tai sen normaalia, mikä ilmenee hyvin saadusta diagrammista. Lohkareet sijaitsivat noin 60 cm etäisyydellä toisistaan NE-Slf suunnassa. Suuntausdiagrammien antaman tuloksen tarkistamiseksi puhdistettiir: kiillegneissin alueelta kahdeksan noin neliömetrin laajuista tasaista tahi loivasti viettävää pintaa mahdollisten uurrehavaintojc tekemiseksi. Havain..."1.ot tehtiin avolouhoksen 'ii-osassa sen ainoalla silokalliolla. Niiden mukaan on U 115-120 suunta ehdottomasti selvin. Sen mukaisia uurtei ta ja mikrouurtei ta löytyi yli 20 kpl seld lisäksi yksi suurempi kourumainen uurre.. Sen lisäksi tavattiin alueelta useita U 50-55 suuntaisia uurteita ja mikrouurteita sekä muutamia U 80 suuntaisia heikkoja uurteita.. Koska U 50-55 on selvästi havaittavissa lähes tasaisilla ja S suuntaan viettävillä pinnoilla ja puuttuu tai näkyy hyvin heilckona NE suuntaisilla pinnoilla puoltaa tämä havainto jossain määrin m{-suunnasta tullutta kuljetusta. Vastaavia kuljetussuillltia on OKKO havain..'1.ut Pielaveden alueelta. IIi turan havainnot ovat kui te!". kin lähes samasta pisteestä tehdyt, ja :paikallisen topogra:fian tai muiden 01osul1teiden vaik-u tuksen eliminoimiseksi olisi havaintoja tehtävä laajemmalta alueelta varmei:1man yleiskuvan saa::1iseksi

Avolouhokselta löytyneitä lohkareita on kaikkiaan yli sata o ':;03- kin vain 51 :stä on otettu näytteet jatehty tarkemmat havaiili"j.ot. Kartasta puuttuvat lohkareet ovat läl1.es yhdestä kohdasta kontaktin läheltä ja ovat ne todennäköisesti peräisin kontaktista. Osan lohkareista on kuitenkin todettu poikkeav~~ emo kontaktityypistä. Koska ne kuitenkin ulkonäöltään muistuttavat vii:nemainittuja ei niitä kenttäolosuhteissa ole pystytty eroittamaan toisistaan. Melkein kaikki lohkareet ovat löytyneet moreenipatjan alaosasta läheltä hiekan kontaktia. Vain muutama lohkare on löytynyt alla olevasta hiekasta (erotettu kartassa merkinnällä Ele). Löydetyt lohkareet ovat kooltaan yleensä suuria, sillä useimmat pienemmät ovat todennäköisesti välittömästi kuljetettu pois maansiirron mukana. Liitteenä olevalla kartalla on esitetty lohkareiden sijainti ja pyöristyneisyysaste. Kartalle on lisäksi merkitty sinisellä sivukiven heikkopirotteiset lohkareet sekä kiillegneissin ja serpentiniitin kontakti pilkkuviivalla. Yhteenveto Tehtyjen havaintojen perusteella voidaan päätellä, ettei kivilaskujen, sen enempää tavallisen kuin minikivienkään a~llla saada vihjettä alla olevasta malmista. Samoin eivät moreenista tehdyt analyys:ltuloksetkaan osoittaneet anomaalisia arvoja. Näyttääkin siltä, että moreeni on hyvin se1coittunutta ja mahdollisesti pitkämatkaista, joten anomalian puuttuminen on hyvin käsitettävissä. Vasta aivan kallion pinnasta saadaan anomaalisia lukemia, mikä syvyys normaalissa näytteenotossa on tällaisella paksupeitteisellä alueella kuitenkin yleensä saavuttamattomissa. Moreenin alaosan suuntausdiagrammit ja uurrehavainnot sekä moreenin rakenne ovat kuitenkin antaneet aiheen epäillä alueella ole- \.: van kahden tai useamman kuljetussuunnan moreeneja. Mahdollisesti moreenipatjan alaosa, siis vyöhyke, josta enin osa anomaalisia lohkarei ta on tavattu, on S"\i-suuntaisen kuljetuksen paikalle tuomaa. Kiillegneissikohouman ylitettyään ovat lohkareet päässeet rikastumaan sen suojapuolella olleeseen "kuoppaan", josta S60E suuntainen kuljetus on niitä edelleen jossainmäärin levittänyt.

15 Tehdyt uurrehavainnot ovat kuitenkin siksi vähäiset, että kyseessä voi olla myös paikallinen poikkeama. Lisähavaintojen saaminen ympäristön kalliopaljastumista olisi näinollen tarpeellista. Lohkareita on sekä särmikkäitä, särmiltään pyöristyneitä että hyvinkin pyöristyneitä. Anomaalisia pitoisuuksia ja pyöristyneisyysastetta vertaamalla voitaisiin mahdollisesti päätellä jotain kiinnostuksen kohteena olevien lohkareiden kulkemasta matkasta. Koska lohkareita koskeva aineisto ei ole kuin osittain ollut käytettävissä, on työ näiltä osin jäänyt kesken. Lohk:areiden määrä ja ainakin näennäisesti suppea esiintymisala viittaavat kuitenkin melko läheiseen.alkuperään. Suoritettu tutkimus on pystynyt tuomaan vain lisäinformatiota Hituran lohkareprobleemaan. Sen selvittämiseksi olisi syytä jatkaa kysymykse::.:. selvittämistä auttavien havaintojen tekoa sekä maastossa että tutkimalla systemaattisesti löydettyjä lohkareita~ ~ PI t IDof, KV, EoP. arkisto

Lohkareiden ja näyheenottopaikkoje,n suolnti Nivala I Hltura N I 8M3 8H4 ffi 1110 1111 81'15-6 4l1HK.,y _50 43 45 - '16 li., 'l6 r \ [!]HI~ 39 32. 35'2' 1~ G 40 '1 391»- 31 ~'2. ~9 31, ~I 10. 51 81113 \ [!]Ml ElMIS. '3 1 \1 II \ 12. 6-." \ I 8 I 11118 \.,li ),, ( 1 19 \ \ [!] 11 JtO '1'2. Asteikko 1 I 50 rn Sarmikeh Sårmiltddn pyöristynyr pyöri s tynyt.. Sivukivien lohkared 0 (!J 112 Moreenin nåyheenottopiste. 0 SuuntQusdiagramrni,/ UurreSulwta Malm;n ja sivuk:ve.n ko\ to 1"

Kivilaiijakaut.umot morqqni - io sorakerroksissa SQk.ä samoista paikoista oiettuien hienojen frak tioiden pitoisuudqt So Co II Gil 9 Cu I~ Co 8 Co 0 CU I I Ni 6 1.n 1'1 Pb 2. Mr Hk Co Cu Hk-Ht F~ qr - P9 A~teikko: dl" kl- kgn prd- 5p gb- u.tb ma rnul.lt ~m '2.." ~ " F~ 4 " Co 1 Cu,Ni,211 io Pb= ppm 5 " FQ =%

MOfQQnipation KiviQn suuntdusdiogrommeio Nivala I Hituro koko more-e.nipatia 2.01 havaintoa "', morq.anipatian pintaosa 6" havaintoa suuntausdio~rammi mor'eenipa 1: ian alaosa '12 havaintoa

N D II Moreenin keski-ja alaosa 159 havaintoa M oreenin alaosa 100 havaintoa MorhQQ,niQ 010050 102 avamtoa NIVAL~ _, t1itura_~ Suuntaus diagramml Suhde. 3mm I hqv.

1969, -----

0eu/onla Seula S'7ula//g iöi 't.åpåi~ rjjmm 9 - ~ 1. I Poh;a - - - J.! --< : ~7lJ 1rl -- R,I), i, 0. 125-: 4'0 8. Zi :(,tj: ~-_. --- -.----._--~-~----....0 J -t---- -1 l 8.0! f--"--- /6.0 32.0 1-- - - 64. 0 - t ---i L0 1 I '190 I01Qs. /1,. l --._- _.~.._----_._-----------_._._._---=---~-_._--_... _- ------_. --_.-._------------._--------_._--~-~------- i

----.. { kiviö LODoratorio No Näy/e' No PI /5:;'8 J.loan(v.eden-Jpinnon kork.eus I' Syvyy~ 1'6,00,./ ' ". I 1 r-----------~-------~i 1 Seulonta Seula ~~'..!T-.P'!~ rfjmm Poh'o 1; _,--+ ~I; 0071s.237-93: (), : i -- ---- j ~ :". ~1!t~!~{!{-!~ 1.50. ijj,g~?s'~i,/.0 L-8-. 0,8 qq,z! 2.0! '-_.l-- t I U1J'0: 4.0 1', ' '. I,.. i I _ I --f--- 8.0! /6.0 i I j. 32.0 j ~. 64,0 1 I Il/; '11 1.<5.5!Oo,{!. i j!

0 I 8.0 - I! /6.0 32.0 "- 64. 0 l -. ---... I, Jb' n:..3g1i/uz~~, j.,