Q OUTOKUMPU OY K MALMINETSINTA OKU-SYMPOSIUM 3398 Aarto Huhma totesi, että Vuonoksen löytöön johtaneen reiän paikan valintaan vaikuttivat Kivilajiassosiaatio; paksut serpentiniitit ja kvartsiitit 2 Tektoniikka: akselidepressio 3 Aikaisempien kairausten Co-anomaliat (geofysiik- ka tietefikin välttämätön raamien antajana) 3 vuotta myöhemmin Saramäen mineralisaation löy- töön johtamiseen voisi nimetä Kivilajiassosiaatio, kairattiin serpentiniittejä ja kvartsikiviä 2 Todetut Co-anomaliat profiilissa x = 83 3 Tektoniikka Kun profiilissa 83 todettiin raken- teen huomattava jyrkkeneminen ja haluttiin päästa alemmas siirryttiin akselin suunnassa kilometri etelään ja siellä reiällä 27 noin 5 metrin sy- vyydessä lävistettiin Oku-tyyppinen mineralisaa- tio Ei siita ainakaan vielä ole malmia kehkey- tynyt, mutta osoitti se prospektausidean toimivan Vuoteen 965 näitä töitä tehtiin separoimalla sulfidit ja analysoimalla ne sitten röntgenanaly- saattorilla 965 saatiin sitten käyttöön AAS- %' menetelmä ja hankalalkäsittely jäi pois Koko siihen mennessä kairattu materiaali analysoitiin (Oku-assosiaation kivet) ja siita lähtien litogeo- kemian voi sanoa olevan rutiininomaisessa käytös- sä Metallit, joita rutiininomaisesti on seurattu ovat Cu, Zn, Ni ja Co, Fe:n ja S:n analysoimisessa, on vä- lillä ollut hankaluuksia Analyysipätkien määrä oli noin 2 kun niita ryh- dyttiin viemään koneelle, että niitä y4+padd" m voi- taisiin käsitellä
Q OUTOKUMPU OY K MALMINETSINTA Tämä yksinkertainen tilanne: kgn-ml-oku-kivet-malmit, kuten arvata saattaa muuttui 6 vuoden aikana kairatuista kivistä se hullu löysi 42 eri kivilajia, No, Vuonoksessa oli M& jo joutunut tekemään numerokoodisysteemin, jota laajentaen ja soveltaen voitiin jokai- nen kivilaji ryhmitellä Koodauksesta on tämä kaavio, josta systeemi nakyy Yleensä laskuissa olen sitten käyttänyt kuutta kivilajiryhmää Tassa kuvassa on kuitenkin vähän tarkempi kivilajija& ae (kuparipitoisuudet) - Mediaani: arvo, jonka alittaa 5 % pitoisuuksista ja ylittää 5 % pitoisuuksista - Geom ka Nikkelipitoisuudet vast kuva - Huomattava sp:n nikkelin pieni hajonta - AKTKA:n ja muiden karsien ero Usein kaksi erotettavissa olevaa populaatiota Tähän palataan vielä Vilkaistaan kuva sinkkipitoisuuksista - Tassa nakyy mustien liuskeiden grfgneissien ja grfkvarsiittien noin -kertainen pitoisuus Kun sinkki-, sen lisäksi mitä sitä liittyy Oku-tyyppi- -l "- seen malmiin näin elimellisesti liittyy mustalius- keisiin on sen käyttöä indikaattorina vanhastaan varottu Kuitenkin nyt Markku Mäkelän julkaiseman ---,*- *- --"s -- --y-- - esimerkin valossa Ni-Zn -suhde olisi yhtä indikatiivinen kuin Ni-Co -suhdekin Palaan tähän * -,- ", --*> # **,&,- *-q*a, -~ takseni-eteenpäin on kosketeltava eräitä peruskä- k-- sittetä V O;,&LI** c m ~ o se,& a Kuvat ovat aitoja - Tassa on mustaliuskeiden Cu-pitoisuuden jakautuma Konstruoitu siten, että aineisto on jaettu pitoi- suusluokkiin kertoimena K, katsottu montako % aineistosta kuuluu mihinkin ja ynnätty Pystyakseli laskettu siten, että ns Gaussin käyrä kuvastui- si suorana, vaaka-akseli logaritminen,*- I
Q OUTOKUMPU OY K MALMINETSINTA Näkyy: Mediaani (25 ppm), standardipoikkeama 84 %:n kohdalta 55:25 noin 2,2 Anomaliarajoja 25 % ylapaasta 42 ppm 6 % ylapaasta 55 pprn % ylapaasta 66 ppm, 5 % 85 ppm, 2,5 % ylapaasta 5 tai 2,3 % ylapaasta Naita kaikkia näkee kay- tettavan On syytä huomata tällä tavalla samalla luotu automatiikka; joka aineistosta saadaan ennal- ta määrätty anomaliamaara vaikka niita ei olisi ollenkaan (ja jos jakautuma on normaali (tai logqr nom) ei niita oikeastaan olekaan) Kuvassa on ainakin 2,5 % ew w,?<tlt t': r<l ylapaastaseuraavassa ku- vassa anomaliarajaksi voisi hyvin ajatella 5 ppm, koska alempi pop loppuu silloin Kuva on hyvin tyypillinen muutenkin 96s ~g~ I Standardisointi: jos esim sp:n Cu-jak piirretään tähän olisi se taalla näin (med 7 pprn) p Jos katsotaan esim Cu-pitoisuuden vaihtelua reias- sa, nähdään miten kivilaji dominoi sen kokonaan Nyt vertaamalla analyyseja kyseisen kivilajin keski- pitoisuuteen ja mittaamalla ero standardipoikkeami- na paastaan tästä riesasta ja voidaan erottaa mah- dollisesta muusta syystä aiheutuva vaihtelu (malmin läheisyys) ' - Savonrannan Petä j aj arven profiili rril Alueellisesta vaihtelusta Tässä taulukossa on Holland niminen kaveri valinnut 2 nuoren (- milj v) ml-muodostuman korkeimmat mediaaniarvot Olen siihen lisännyt PK:n ml:n mediaa- nipitoisuudet ja 5 % ylapaasta rajan Havaitaan, et- ta Pk:n mustaliuskeet ovat raskasmetallirikkaita (5 % Cu-näkyy Cu-malmin ja 5 % Ni-rajalle serpentiniittien vaikutus)
Q OUTOKUMPU OY K MALMINETSINTX PK:ssa alueittain lasketut mustaliuskeen geom ka:t näkyvät oheisessa kartassa Samoin Co/Ni-suhde vaihtelee - Kuvat alueellisista vaihteluista: Tassa on nyt verrattu kunkin alueen kunkin kivilajin keskipitoisuutta koko materiaalin kyseisen kivilajin keskipitoisuuteen Ero standardipoikkeamina On ajateltavissa, että malmin aiheuttaman vaihtelun "aallonpituus" on pieni verrattuna laaja-alaiseen vaihteluun ja silloin analyysejä olisi verrataava alueellisiin keskipitoisuuksiin - Sr-Pe-profiili Tassa on paikallisille keskiarvoille ja hajonnoille standardisoidut Cu ja Zn ja Ni/Co ja Ni/Zn vaihtelut On selvää, että laskemalla yhteen standardisoidut pi- toisuudet painotettuna sopivalla + tai - merkkisellä kertoimella saadaan analyysien sisältämä informaatio f parenunin esiin, yhdellä summalla vaihtelusta selitg- osa, toisella lisää jne Kertoimet saadaan esim eri metallien keskinäisten korrelaatioiden avulla (varianssi-covarianssi-matriisista) - Petäjäjärven prof - Ju/Mi-profiili ~i~uksi: Kun tässä materiaalissa on analysoitu vain neljä metallia voi helposti todeta kuinka naiden parissa askaroidessa kehittyy sormituntuma siihen mitä esim kvartsiitissa tai kiillegneississä voi olla kuparia ja kun edellä kuvatulla tavalla saa esiin jonkin poikkeaman, sen kyllä sitten analyysilistasta jo löytää Saattaa tuntua tarpeettomalta pyöritellä niitä, mutta kyllä kaikki, jotka naiden Oku-tyyppisten malmien kanssa ovat olleet tekemisissä tietävät, kuinka vähän silmiinpistävät indikaatiot niistä saa Nyt kun meillä aivan äsken on lisätty huomattavasti analysoitavien
l C KGN, SP ML - Faktori 2 + fl OKUKAKVT + Faktori - nn U i h KGN, ML Faktori 2 OKUKAKVT + Faktori - SP + Faktori - b
+l-' KOKKA-NW KOKKA "W +2 I KA-KESKIOSA ' MIIHKALIN MUS TEYRIJARVEN S-PUOLI IIHKALINJARVESTA N MASKUNSUO NE-PAA SARAMAKI - LI PASVAARA - I HORSMANAHO +m 4 - Lj HIETAJARVI LAPINJARVI :P ',yp:- - - 2 SAUNALAHTI +'t -3 AKTKA, T KYLYLAHTI - v!p PETÄJAJARVI DIKA, SEDKATREKA DO AGN KLOL, SP, VUK ' K V T ML,GRFGN
KOKKA-KESKIOSA PARALLE LI --' 2 TEYRIJÄRVEN JA MIIHKALINJARVEN VALI LI PASVAAR A JUOJARVI +4 -- +,~+,,- +- - VIURUSUO -- - - SOLA KY LY LAHTI HORSMANAHO -- LAPINJARVI H I ETAJARVI PETÄJAJÄRVI q+if-l ~W-F-~ +- - -- 2- SAUNALAHTI - '' -, AKTKA DIKA SEDKATREKA = DO = KGN = KLOL SP VUK = KvT = ML,GRFGN
+l' - KOKKA- SW LOSOMAKI KOKKA-NW KOKKA-KESKIOSA -l' MIIHKALIN - MIIHKALIN PARALLE LI TEYRIJÄRVEN S-PUOLI MIIHKALINJARVESTA N MASKUNSUO NE-PAA MUSTARIMPI - LIPASVAARA - JUOJÄRVI HORSMANAHO SOLA - - KY LY LA HTI 7,GN KLOL, SP, VUK KVT ML,GRFGN
:p+-j-y+l- KOKKA-NW KOKKA-SW KOKKA-KESKIOSA - - - MIIHKALIN MUSTARIMPI PARALLE LI TEYRIJARVEN S-PUOLI MIIHKALINJARVESTA N MASKUNSUO NE-PA~ '? ~+l+r"-rb --'+ - - - - - SARAMAKP USI +lj -- - -2 TEYRIJÄRVEN JA MIIHKALINJARVEN VÄLI LI PASVAARA JUOJARVI +: +lj - URUSUQ VUONOS ;p+:)cl - u HORSMANAHO F 'ei4 H I ETAJARVI I- - 2 SAUNALAHTI - - KY LY LA HTI +' - AKTKA DIKA SEDKATREKA DO = KGN KLOL SP VUK = ML~GRFGN
KOKKA-NW KOKKA- S\ KOKKA- KESKIOSA MIIHKALIN JAKSON TEYRIJARVEN PUOLI -AO MIIHKALINJARVESTA N MASKUNSUO NE-~AA MUSTLn:MPI "kj C -- -2-3 - - +:P= j$-- L LIPASVAARA " JUOJARVI VIURUSCO VUONOS v,orsmanaho +- +' -* - r - - C ' +4 SOLA KYLYLAHTI - +4 ' SAUNALAHTI ( AKTKA, DIKA, SEDKA,TREKA DO KGN KLOL, SP, VUK KVT m ML,GRFGN
PK:n KAIRAUSTIEDOSTO: KOODATUT PAARYHMAT JA YHDISTETYT SEKARYHMAT 4 PAÄRYHMAA, 4 SEKARYHMAA KATKOVIIVALLA YHDISTETTY RYHMA OKU-KVT (46 KPL) JA SP-VUK (4657 KPL), JOLLOIN SAADAAN KIVILAJIRYHMAA KVT 47+ 73+5+45+ 6+83 AKTKA
~ ~ J KOKKA-NW KOKKA-SW KOKKA-KESKIOSA, MIIHKALIN- 'ARALLELI l 7 SARAMAKI! TEYRIJÄRVEN l MASKUNSUO MIIHKALIN JAKSON NE-PÄÄ l [ ' LI PASVAARA ' USI VIURUSUO VUONOS ~ MUSTARIMPI 'r KY LY LA HTI HIETAJÄRVI JUOJARVI :? PETAJAJARVI l $ HORSMANAHO SOLA,, d LAPI NJÄRVI,* SAU NALAHTI
Co 2 Soo 9 5 8 So
(Ii -, 'D 'D : a 3 u(ii <D 5 - - L (Ii - (Ii < l x u ' ; u c - = 2 -,' 3 c C (Ii V, cc -r -' ri> - a - = V, rc 3 2 - X X - u - - - (Ii C C X V) - p
Pohjois-Karjalan kairaustiedoston kuparipitoisuuksia med iaa n I I geomlta I%25 2% 75 Vertailun vuoksi yläosassa Zn -ohj palanäytteiden vast tiedot
Kokko NW n Kokka SW Moskunsuo w MiihkaLin jörvi Lipasvaara Teyr ijörvi N MiihIcaLiparalleli Teyrijärvi S Sararnaki Kylylaht i ~ustarirn~i Horsmanaho I \ \ Varislahti I I * \ /' O~iurusuo ' \ / --d' Juojörvi o Leppalohti Peta~arvi OKU-KIVET
" => u C a 2s P b a, cl: 2+ cl U x 4 x s W U i P CO^ b 2 Ei H 2 9 H Ul acu rd Z+ I H 2 2 W H m a EW HE d m J a < 3 a P 9 * 4 E x r: x OW x u n C N O U i e m m ~ o o o m m o ~ w n r m N ~rl~>~i!rlrl r l m rl N m w - m O O O N m m o w ~ v m r l w c o o o 4 rl r l r l m r l m o r l m w n r I I I I I I I I I I W C O W ~ O N ~ w O ~ n m - w m r l r l o ~ r l m w c y r l r l m N W O P O O P c o P O W V O r l P r l r P r Q a G N L 7 r l O P N W r l Ln rl w 4 w - C O W N N ~ C ~ O ~ C O C O W~ P JN W P J r l ~ r l q w c o r l m m m ~ o c v m r l c o m m m w in rl CO rl N O O V N O W ~ n u > m o i n m o w w o r i m r - q r l w N W ' r l N mwln (U en w n m m m m m c s \ m o o ~ o o o o o N C O r l I,4rl m q' Q w m vi W V 8 P I I I I O I I I I ~ ~ I v rn l m~ m ~ O W O W ' m 8 m 6 l I I I m ~ m ~ r r l ~ v l m ~ m w m c o w ~ 8 - m rlrlul PJ Qcurl ~ ~ ~ -- -- - m L n m m o - J ~ P o ~ m o o P o m )o ~ w ~ m o w n i o u ~ w ~ rl ~ np m w ) 4 rl rl rl N,- - CQ C J r l m r l w m a J m COorlCOnim ';PwCOmmCONo Lnwrl w rl rl N w N N - O O O C o m o P 4 4 N w m o m P m m I I O r l r l rlrlrl - m o P w r l NCONNN CO w m o m o w ~ 3 m ~ Q P L n 4 m w w r l w rl D2 - i o o m N r - o r l r l A ' n P - 4 P 3 r i r P m N i O m r l W W W ' n ~ m c ~ m i nirm\oincna, m ~ 4 m - rl N 4 z 4 U 4 x x x a xlc E x L Z O Z E a w x L 4 X H O i Z U J 3 3 d C r l c 4 E 3 4 r ~ a o f 3 x z x x C m m ~ > in ra rl P w ~ r l P f l u 3 W O U ~ & N w w'n rl 3 a E B X 3 3 b d X X > H 4 4 x x x 4 s ~ 3 % ~ g&all U o w m
GEOM KA N MED IIEDI 25% -N ANOM RAJA GEOMKA C MED MED? 25% :N AMOM RAJA AFB 7 3 4 56-5 25 4 6 42 28-6 8 5 AK'I'KA 32 4 5 (26-74) (3) 2 5 25 4-43 7 DIKA 53 84 (57-2) 2 8 3 77 52-5 DO 796 (i2) 9CO-6 2 7 6 66 46-94 3 GRFGN K m 33 74 26 66 7-4 47-6 25 39 33 3 26 23-4 9-36 52 5 KLOL 39 (74) 5 2 5 33-75 KUEfX 5 4 5 2 KVT 22 - (5) 8 6 82 62-4 ML 3 59 3 3 2-48 7 3 9 32 27-47 6 SEDKA 2 C 25 6-37 5 5 6 3 4 28-66 9 6 S P 78 2CUO 8CC-22 243 8 2 82 62-32 C 5 TFE KA 736 989 68-35 2 5 9 58 4-84 VUK 8 3-6 2CO 6 4 62 52-76 9 GRFKVT 543 5 3-9 5 5 7 52 35-7 9 OKUKAKVT 29 3 9CO-8 25 7 7 72 5-4 SPKAKVT 63 8 54-2 8 6 3 54 35-85 3 SPKLOTLKDO 258 7 5-2 22 7 2 73 62-92 426 5 6
tj T < tj fvl P U OY OKU-SYMPOSIO 3398 Mt,!t'/-lNETSINTÄ ; E Lakanen/PAL -J'WJJIIII3"'---- 27298 (7) -------------------m----,------ -------- -- ---- --------------- GEOJt'Y SIIKKA Outokumpu-jakson tutkj mut-:3et ovat geofysiikalle suuri haaste Onhan sen yhteydessä Suomen suurin Cumalmi, jota geofysiikan tavanomaisilla menetelmillä ei suoraan pystytä havainnoimaan Tosin Keretin malmia ei ole päästy nykyisillä laitteilla mittaamaankaan neitseellisessä tilassa Tehdyt johtopäätökset ovat Vuonoksen malmista, joka on astetta vaikeampi, sillä se ei puhkea pintaan Tämän esityksen tarkoitus on selvittää nykyaikaisen geofysiikan mahdollisuuksia Outokumpu-jakson tutkimuksissa Aluksi luodaan katsaus siihen, mitä on tehty Miksi tavanomaiset menetelmät onnistuvat vain puolinaisesti? Mitkä erikoismenetelmät ovat tuoneet uutta informaatiota? Mitä on vielä kokeilematta? Eräiden erikolamenetelmien perusperiaatteet selvitetään lyhyesti ja niiden mahdo+lisuuksia kuvataan muutamalla esimerkillä Tulevai uuden näkymiä pyritään myös jossain määrin valottarnaan Kuva esittää tulosta magneettisen, Slingramin ja painovoiman osalta Vuonoksen malmin yli Mikään näistä menetelmistä ei osoita malmin olemassaoloa saati sitten rajaisi sen Anomaalisuutta alueella sen sijaan on yllin kyllin, mutta se johtuu Outokumpu-jaksoon liittyvistä kivilajeista, kuten karsi, serpentiniitti ja mustat liuskeet Ne c at magneettisia, johtavia ja osin ympäristöään painavampia (kuva 2) Malrnit ovat kyllä ominaisuuksiltaan vieläkin voimakkaampia, mutta pienempien dimensioidensa takia niiden anomaalisuus peittyy Tarkasteltaessa laajempia puitteita huomataan, että Outokumpu-jakson kivet eroavat ympäristöstään, kiilleliuskeesta selvästi Kontrasti malmien ja kiilleliuskeen välillä on niin hyvä, että mm Vuonoksen malmi olisi geofysikaalisesti hyvin havaittavissa vielä yli metrin sydyydeltä, mikäli noita anomaal:lsia kivilajeja ei sen ympärillä olisi Geofysiikkaa voidaan siten käyttää tehokkaasti hyväksi kartoitettaessa Outokumpu-jaksoa kokonaisuutena ja näin se epä suorasti palvelee myös malmin etsintää rajaten kriittisen vyöhykkeen 8 Magneettisen tuloksen hyväksikäyttöä on haitannut voimakas remanenssi (ks kuvaa 3) Viimeaikaiset rernanenssimittaukset ovat osoittaneet sen olevan varsin säännöllistä, 8- kertaa maan kentän arvoa voimakkaampaa ja suunnaltaan 45 inklinaatiolla itään päin Tämän huomioiminen tulkinnassa on antanut tyydyttävän lopputuloksen Rernanenssin esiintyminen on herättänyt eräitä ideoita sen hyväksikäyttä iseksi, mutta pitemmälle menevien johtopäätösten tekeminen edellyttää laajemman mittausmateriaalin keräämistä
OUTOKUMPU MALMINETSINTÄ OY 27 2 98 2 32 Poranreikämenetelmistä merkittävin on ollut latauspotentiaali Sen periaate on, että virtaa johdetaan tunnettuun johdekappaleeseen (kuva 4), tavallisesti lävistys kairanreiässä ja mitataan jännitejakaumaa jobteen ympärillä sekä kairanrei'issä että maanpinnalla Tuloksena saadaan tietoa jobteen koosta ja jatkuvuudesta Jälleen Outokumpu-jaksossa on tavallisuudesta poikkeavia ongelmia Pitkät, hyvin johtavat mustaliuskevyöhykkeet levittävät virran laajalle alueelle ja mitattavat jännite-erot jäävät pieniksi Hyvin suunnitellulla mittauksella ja parhailla laitteilla asiaa voidaan korjata Kuvassa 5 on esitetty tulos onnistuneesta mittauksesta Reikien käytön vaikeutena on se, että ne hyvin nopeasti valmistumisensa jälkeen menevät tukkoon Seismistä syväluotaustakin on alueella kokeiltu Vuosina 967 ja 975 seismologian laitos E Penttilän johdolla räjäytteli ja mittasi refraktiolinjoja yli jakson Outokummun koillispuolelta ja Miihkalista Kuvassa 6 tulos Miihkalin linjalta tulkituista heijasteista Reikä 78 kairattiin erään selvän heijasteep aiheuttajan toteamiseksi Ikävä kyllä syytä ei löytynyt Täytyy muistaa, että seismisen heijasteen synnyttää rajapinta, joka voi olla erilaisen ominaispainon omaavien kivilajien kontakti, mutta se voi myös olli ruhje- tai siirrosvyöhyke eli jokin sekundäärinen tektoninen tekij Menetelmä ei siten osoittautunut kovin lupaavaksi ja sen käyttömahdollisuuksia heikentää vielä menetelmän hitaus ja kalleus 8 Mielenkiintoiseksi on osoittautunut uusi sähkömagneettinen menetelmä, audiomagnetotelluurinen eli AMT-luotaus Toisin kuin seisminen se reagoi suoraan kivilajien johtavuuseroihin ja kuitenkin sen syvyysulottuvuus on hyvä, jopa muutama kilometri parhaassa tapauksessa Menetelmä on tunnetumman magnetotelluurisen (MT) luotauksen taajuusalueen laajennus Kuten sana audio ilmaisee, kyse on ihmiskorvan kuuloalueen taajuuksista noin 5 Hz:stä aina 2 khz:iin asti MT käyttää matalampia taajuuksia, tavallisesti yhdestä / Hz:iin Perusteorian ranskalainen Cagniard ja venäläinen Tikonov esittivät samanaikaisesti 953: Luonnossa esiintyvien sähkömagneettisten kenttien sähköisen komponentin suhde magneettiseen on homogeenisessa maaperässä vakiota vaille maaperän johtavuus Kun MT hyväksikäyttää maan magneettikentän nopeimpia vaihteluita, AMT:ssä lähteenä ovat ionosfäärin ja maanpinnan väliset sähköpurkaukset eli salamat
OUTOKUMPU MALMINETSINTÄ OY 27298 3 AMT:tä alkoivat kanadalaiset ja ranskalaiset ensinnä kokeilla 97-luvun alussa Se sai kuitenkin pian huonoa mainetta, koska johtavilla sedimenttialueilla sen syvyysulottuvuus jää muutamaan sataan metriin ja se on erittäin herkkä kulttuurihäiriöille Ovathan mitattavat magneettikentän arvot vain luokkaa sadasosa nano-teslaa Menetelmän toi Suomeen Oulun yliopisto ja ensimmäiset kokeilut tehtiin 975 ranskalaisten avustuksella Se osoittautui Suomen huonosti johtavassa kallioperässä ja korpiseuduilla mainettaan paremmaksi Rautaruukin 976 ja Outokummun 977 ja sen jälkeen suorittamat mittaukset geologisesti hyvin tunnetuissa kohteissa veivät menetelmää täällä niin nopeasti eteenpäin, että ranskalaisetkin ovat jo sanoneet meidän olevan menetelmän soveltamisessa heidän edellään Selvittelen vielä muutamalla kuvalla menetelmän periaatteita Kuvassa 7 on sähkömagneettisten menetelmien karkea jaottelu, jossa AMT sijoittuu ainutlaatuiseen asemaan muihin menetelmiin nähden Siinä käytetään luonnon omia kenttiä hyväksi, mutta eräillä ehdoilla voidaan käyttää myös voimakasta lähetintä Sekä sähköinen että magneettinen komponentti mitataan Tarvittavat laitteet ovat kuitenkin toisin kuin MT:ssä kannettavia (kaksi miestä), yhteensä painoa n 4 kg Mittaus tapahtuu myös huomattavasti nopeammin, 5- luotausta päivässä, kun se MT:llä on vain yksi ja tulokset on vielä jälkeenpäin käsiteltävä laajoilla tietokoneohjelmilla AMT:n haittana ovat heikommat ja ailahtelevat signaalit 33 Kuvassa 8 on esitetty AMT:n syvyysulottuvuus verrattuna muihin sähkömagneettisiin menetelmiin Se on ylivoimainen syvyysulottuvuudeltaan, mutta resoluutio on vastaavasti heikko pintaosissa ellei mitata riittävän korkeita taajuuksia 8 Esimerkiksi AMT:llä saavutetuista tuloksista olen valinnut profiilin 83, Saramäen malmin yli (paras lävistys 6 m:ä etelään, kuva 9) Tulokset on tulkittu kerrosmallilla, mikä tällaisessa tilanteessa aiheuttaa luonnollisesti virhettä Ensimmäinen luotauspiste on muodostuman pintaosista Saadaan selvästi kaksi johtavaa kerrosta, jotka vastaavat tyydyttävästi tunnettua geologiaa Toinen luotauspiste on kohdassa, missä muodostuma taipuu jyrkästi alaspäin ja voi vieläpä katketa välillä Tällöin AMTluotaus tulkittuna kerrosmallilla antaa johteen liian syvälle, on tunnettu tosiasia Kolme seuraavaa luotausta ovat Suomen syvimmän kairanreiän molemmin puolin Johtava muodostuma reiässä on tavattu noin kilometrin syvyydellä ja samaa todistaa AMT-tulos
OUT OKUMPU MALMINETSINTÄ OY 272 8 4 selvästi ja yksiselitteisesti Seuraava luotaus 5 m:ä itäänpäin antaa olettaa, että muodostuma jatkuu sinne asti samalla syvyydellä Seuraavan 5 m:n matkalla se sitten katkeaa tai taipuu uudestaan jyrkästi syvemmälle Toinen esimerkki on samalta profiililta, josta aiemmin esitetty seisminen luotauskin Profiili on 7 km:ä pitkä ja luotauksia on tehty 2 m:n välein Tulos (kuva ) osoittaa alkumatkalla sen, minkä kairanreiätkin Idempänä muodostuma tulee pinneromalle ja katkeilee tai nousee paikoin pystyasentoon Sitten se käy syvimmillään kahdessa kilometrissä ja nousee jälleen idässä pintaan Tällainen tieto on erittäin arvokasta alueen rakenteen selvittämisessä ja se paikantaa ne kriittiset kohdat, joissa muodostuma on kairauksen ulottuvilla ja joissa saattaa vaikka malmikin istua Huolimatta AMT-luotaukseen liittyvistä periaatteellisista vaikeuksista, mittauksen epätarkkuudesta ja geologisen rakenteen monimutkaisuudesta saavutetut tulokset myös Outokumpu-jakson olosuhteissa ovat olleet rohkaisevia Suuri merkitys on ollut kokemuksen karttumisella ja tulkinnan kehittymisellä Tulevaisuuden näkymistä Verrattuna seismiseen syväluotaukseen AMT antaa -u; aan tietoa johteista ja se on lähes sata kertaa halvempi menetelmä Lyhyellä tähtäyksellä geofysiikan mahdollisuuksia tarkasteltaessa on ensiksi todettava, että meillä on valmius jo varsin hankalienkin ongelmien ratkaisemiseen, jos aikaa on käytettävissä riittävästi ja ongelman asettelu geologisesti on selkeästi rajattu Kansainvälisesti valmiuttamme verrattaessa, jos tällainen oma mielipiteeni tässä sallitaan, olemme muita pohjoismaita edellä ja sähkömagneettisten menetelmien soveltamisessa aivan kärkijoukossa koko maailmassa Meillä on myös tietokoneita hyväksikäyttävät tulkintarutiinit, joita ei tarvitse hävetä Suurin osa merkittävien tulosten saavuttamisesta on kiinni resursseista ja ajasta ' i ' Outokumpu-projekti on suunniteltu kestämään kolme vuotta Se on siksi lyhyt aika, että projektin geofysiikan on pakko tukeutua siihen, mitä jo osataan ja pyrkiä mahdollisimman tehokkaaseen soveltamiseen Ehkä jotain pientä uutta ehditään ottaa käyttöön tänä aikana ' r
OUT OKU MPU MALMINETSINTÄ OY 27298 5 Merkittävimpänä informaation antajana pidän tulevaa matalalentomittaustulosta, etenkin magneettisen osalta Meillä on näyttöä Katalahden kaivoksen ympäristön tutkimuksista, kuinka vastaavanlaisessa geologisessa miljöössä, laajoja mustaliuskekerroksia kiilleliuskeessa, voitiin onnistuneesti selvittää alueen rakennetta, lähinnä kiilleliuskeen paksuutta ja saatiin vihjeitä kerrosten läpikäymistä tektoonisista vaiheista Malleja voitiin sitten testata muilla menetelmillä, kuten AMT:llä Outokummun alueella lennettävä alue on kuusi kertaa Katalahden ympäristöä suurempi, joten varsin paljon annettavaa tuollaisella mittausmateriaalilla pitäisi olla Lentolinjojen väli saisi olla pienempi, jotta tulosten muuttamisessa kartoiksi ei tulisi häiritseviä vääristymiä AMT-luotauksilta odotetaan myös paljon Ensi kesänä pääsemme toivon mukaan kokeilemaan monipuolisempaa laitteistoa, johon kuuluu myös lähetin Pyrimme löytämään edullisimman mittausmenettelyn Outokumpu-jakson tutkimuksia silmällä pitäen AMT-luotauksia Outokummun lähistöllä ja Miihkalissa jatketaan sitten koko kesän ajan Tarkoituksena on selvittää johtavan muodostuman kulkua syvyyksissä ja koettaa löytää uusia alle kilometrin syvyydelle tulevia johteita 8 Kolmen seuraavan vuoden aikana on mahdollista saada jotain aikaan myös petrafysiikan avulla Keräämällä laajaa tilastoa jakson kivien fysikaalisista ominaisuuksista luodaan pohjaa muiden menetelmien tehokkaammalle hyväksikäytölle Etenkin remanenss n tarkempi tutkiminen voi tuoda arvokasta tietoa alueen eri paikoissa sijaitsevien mustien liuskeiden ja serpentiniittien sukulaissuhteista Mielestäni tämän tapainen lähestymistapa edellyttää, että vastaavat kivet on tutkittu tavallista tarkemmin myös geologisesti Mainita voi myös ns monikomponenttitulkinnan Tämän vuoden aikana on tarkoitus luoda valmius LANDSATmateriaalin ja lentogeofysiikan tulosten yhdistämiseen VTT:n värikuvien käsittelyohjelmilla On vaikea arvioida, mitä kaikkea sillä saadaan aikaan, mutta ainakin se huomattavasti helpottaa laajan tulosmateriaalin hyväksikäyttöä ( r!
OUT OKUMPU MALMINETSINTÄ OY 27 2 98 6 35 Nostetaan sitten tähtäintä vielä kauemmaksi ja ajatellaan menetelmiä, jutka tekevät vasta tuloaan ja joista korkeintaan osaa ehditään kokeilla tulevien kolmen vuoden aikana Näiden menetelmien esittely ei ole helppoa, sillä ne perustuvat varsin monimutkaisiin ilmiöihin, kuten johtavuuden kompleksisuuteen ja sähkökemiaan eikä niillä ole vielä vakiintuneita nimiä Mainitsen tässä seuraavat nel jä menetelmää: laajakaista-ip, kontaktipotentiaali, metalli-ionien sähköinen keräys (TSIM) ja radioaaltoluotaus Kaikki nämä ovat käytössä Neuvostoliitossa, mutta tarvittavat laitteet ovat liian massiivisia meidän metsiimme Spekuloin lyhyesti menetelmien potentiaalisia mahdollisuuksia Laajakaista-IP eli tavallinen IP monella eri taajuudella mitaten Tuloksena saadaan tietoa maaper n polarisoituvuusominaisuuksista Eri materiaaleilla on yksi tai useampi tyypillinen "resonanssitaajuus" eli sillä taajuudella IP-efekti maksimoituu On olemassa koetuloksia, joissa on voitu grafiittiliuskeet erottaa vulkaanisperäisistä sulfideista (kuva ) Onnistuminen perustuu kokonaan paikallisten kivien ominaisuuksiin Mikä yhtäällä onnistuu, ei onnistu toisaalla On mahdoton veikata, miten käy Outokumpujaksossa, ennen kuin asia on empiirisesti todettu Kokeilemisen arvoinen se on joka tapauksessa 8 Kontaktipotentiaalissa johteeseen syötetään virtaa ja mitataan jobteen ja sen ympäristön välistä jännitettä (vrt latauspotentiaaliin) Virran määrää lisätään niin paljon, että jobteen rajapinnalla alkaa tapahtua sähkökemiallisia reaktioita Virta- jännite -kuvaajasta (kuva 2) on mahdollista päätellä, mitä metallimineraaleja rajapinnalla on ja suhteessa kuinka paljon Periaatteessa tällä menetelmällä voidaan edellistä varmemmin eliminoida grafiittiliuskeiden vaikutus Mutta epäilen, että Outokumpu-jaksossa käy samoin kuin latauspotentiaalille, laajat mustaliuskevyöhykkeet imevät virran niin, ettei riittäviä jännite-eroja saada syntymään
OUT OKUMPU OY MALMINETSINTÄ 27298 7 SIM on varsin mielenkiintoinen ja yksinkertainen menetelmä Asetetaan sopivaa nestettä sisältäviä keraamisia elektrodeja maahan ja johdetaan niihin virtaa Otetaan tietyin aikavälein näyte nesteestä ja analysoidaan siihen kertyneiden metalli-ionien määrä Jos lähellä on sulfidinen esiintymä, siitä alkaa tulla elektrodille tavallista enemmän ioneja ja piste havaitaan anomaaliseksi (kuva 3) Outokumpu-jaksossa voitaisiin Cu-ionien lisäksi seurata Co/Ni-suhdetta Radioaaltoluotauksessa lähetetään radiosignaalia toisesta kairanreiästä toiseen Jos reikien välillä on johdekappale, se "varjostaa" signaalia niin, ettei sitä havaita toisessa reiässä Sopivasti taajuuksia valiten ja lähetin sekä vastaanotinantennin sijaintia vaihdellen voidaan johdekappaleen tarkka sijainti ja muoto selvittää (kuva 4) Outokumpu-projekti tulee tekemään runsaasti syviä reikiä, joiden etäisyys on siksi suuri, ettei voida olla täysin varmoja siitä, mitä väliin jää Radioaaltoluotaus olisi mukava lisämenetelmä, joka onnistuessaan antaisi arvokasta tietoa Mustat liuskeet olisivat tämänkin menetelmän koetinkivenä Yhteenveto 36 Elektroniikan voimakas kehittyminen on heijastunut 8uoraan myös geofysikaalisten laitteiden parantumiseen Yhä monipuolisemmat, herkemmät ja tehokkaammat laitteet on saatu riittävän pieneen kokoon Samoin tietojenkäsittelyn nopea kehitys on vienyt geofysiikan käyttömahdollisuuksia eteenpäin Jo nykyisillä laitteilla, tiedolla ja taidolla on mahdollista kerätä merkittävää informaatiota maankamarasta, jos aikaa ja resursseja on riittävästi Outokumpu-jakso asettaa omat erityisvaatimuksensa Nykyisillä menetelmillä ei alueella pystytä tekemään suoraa malminetsintää, vaan on pakko lähestyä ongelmaa kiertoteitse Näköpiirissä on kuitenkin eräitä eksoottisia uusia menetelmiä, jotka odottavat instrumentointia ja joilla on sellaisia ominaisuuksia, että ne tullevat puremaan paremmin Varmuudella sitä on mahdoton tietää, ennen kuin kukin menetelmä on joutunut vastatusten luonnon moni-ilmeisyyden kanssa 8
MAGNETIC MAP CONTOURS N _s t l! l SLINGRAM MAP (REAL COMPONENT) CONTOURS=±4,8, 6% etc f=775 cps a=4 m olt) N GRAVITY MAP etc SOOni,, VUONOS AREA
nt 2 MAGNETIC 4 m9al GRAVITY 3 2 >< D MICA GNEISS OUARTZITE 8TI D I\IICA GNEISS OUARTZITE MICA GNEISS Q OUARTZITE {i] SKARN SKARN [!] SKARN B SER PENTINITE IL!] SERPENTINITE [}] SERPENTINITE &?:j BLACK SCHIST IDI ORE BODY VUONOS ORE BODY i!'!zd BLACK SCHIST ORE BODY VUONOS ORE BODY rn BLACK SCHIST,lilill ORE BODY VUONOS ORE BODY SLINGRAM AND RESISTIVITY CROSS SECTION MAGNETIC AND SUSCEPTIBILITY CROSS SECTIOK' GRAVITY AND DENSITY CROSS SECTION PROFILE Y 9425 PROFILE Y 9425 PROFILE Y 9425 m m m j l! :-, --- =,,="" \
Kuva 3 nt I MAGN ETIC INTERPRETATION MEASURED CURVE lt---ll 3 CALCULATED CURVE 2 3 nt k a 45 k c 265 JI MAGN ETIC INTERPRETATION MEASURED CURVE,_ CALCULATED (REMANENCE CORRECTED) CURVE 2 mgal GR AV ITY INTER PRETATION 6 4 2 ---«MEASURED CURVE CALCULATED CURVE p 275 SARAMÄKI AREA PROFILE X= 84 TWO-DIMENSIONAL m MAG NETLC AND GRAVITY INTERPRETATION
Kuva 4 ' MISE-A-LA-MASe,E MITTAUS PALJA TUMA T A --- ---- ---, VASTAAI OT\N VIRTAM/'l>DOITUS PALJASTUMASSA(O) ' -LIIKKUVA ELEKTROOI(M) o o v KAUKOMAAOOIIUS (D) MISE-A-LA-MA5SE MITTAUS,KUN VIRTAMAADOITU5 ON KAIRANREI:t:iSSÄ -------oc:t-!- KIINTE!tl ELEKT ROOI MALMIS A
Kuva 5 Re% 6 4 2 SLI NGRAM f;775cps a = 6 m NW- SE -2-4 -6-8 OV ERBURDEN BLACK SCHIST,SERPENTINITE AND SKARN D MICA SCHIST CHARGED POTENTIAL CROSS SECTION ( GROUNDING SYSTEM ) FIXED POTENTIAL ELECTRODE 6 NEGATIVE CURRENT ELECTRODE CHARGED POTENTIAL CROSS SECTION ( GROUNDING SYSTEM 2) f OUTOKUMPU AREA PROFILE Y=76 soom ---- -- - - fl ;!
SEISMINEN LUOTAUS 975 MIIHKALI X : 8 7 5 -- ' " ' ' ' - ' " "' ',,, ' ' \ " ' " - - -;-,, :-, ' - ' / ' \ "' '- ',, ' ',"' -,-_,, ' '- ' \ <-,, \ ' ' '-, "'' :;-- ' :::::-- -,,,, " ' --:::::- -,_ - - '' ' "' _ - :::: 5 km
Kuva 7 EM-MENETELMÄT PERUSTUVAT JOHTAVUUSVAIHTELUUN SEKÄ MAGNEETTISEN ETTÄ SÄHKÖISEN KENTÄN MITTAUS (KELA + ELEKTRODIT) SÄHKÖMAGNEETTINEN LUONNONLÄHDE "' r---- SÄHKÖMAGNEETTINEN KIINTEÄ LÄHDE INDUKTIIVISET (KELA) GALVAANISET (ELEKTRODIT) LUONNON SÄHKÖ- AFMAG r- MAGNEETTINEN KENTTÄ LUONNON VIRTALÄHDE ----t,;; l S ;:;;, P l KIINTEÄ SÄHKÖ MAGNEETTINEN KIINTEÄ VIRTALÄHDE r------- TURAM V KENTTÄ SLINGRAM f- LIIKKUVA SÄHKÖ KONTAKTI POTENTIAALI MAGNEETTINEN KENTTÄ PALJAS HARAVAT l LIIKKUVA VIRTALÄHDE VASTUS LUOTAUS IP
' - ------ '""= --- - -------' =-:;;-,_;- - - '' SÄHKÖISTEN JA SÄHKÖMAGNEETTISTEN ERI KOISMITTAUSTEN Syvyys SYVYYSULOTTUVUUS TAAJUUDEN FUNKTIONA l l (/) -- P EM T : : : : : : : : : ' : r! : : : : : : ' " t tl e e e e e e e e t e e e e e t e e t e e t e e II e e t e lt e e e e <II e Ilo l ' Radioaaltoluotaus SRP-7 6 Taajut ------ ) Hz
', ' ' g :: : 3 4 5 \ \ \ \ ',, '- - --- - --- ", I)! TH m CJ MICA GNEISS CJ BLACK SCHIST SKARN,DIORIT!,DOLOM ITE AND SERPENTINITE CJ OUARZITE MAGNETOTELLURIC CONDUCTOR (lhn) POLVIJÄRVI AREA MAGNETOTELLURIC CROSS SECTION PROFI LE X 83 t II - - ---;---
_, _,,_- MIIHKALI X= 875 SLINGRAM ) MAGNEETTINEN AMT- johteet r r r-r ' --""'" r km '
Kuva JOlr----r------------ ---------,----, 7 5 KIDD CREEK (mo sive sulfidcs) 5 - -] 3 - hl 7 -!i - n R= 57 rn=9 T=3os k :cl c=3g 3 2 - FREQUENCY (hz) ---- L J ---- -- j j 6" 6 2 3 4 5 >- - :::; äi 7 OG ('> cr <l X u 4 3 2 - - MASSIVE SUl(CA,BC /NVIL,YT (') SULrtiiDE$ Sl UPGLC\ l :;[, nrt W\ Tlo' l QI;T l<lll;j CkHK,'JiH,L L L t t j J ---l-- ---J GRAPIIITE l lj HtrlP(Ii CllffK,EIC Ii) AINi Yl C:l B NCRJf T O :T Ll!J L ( OUi: ilr;[j\,cl[ El!<;?;? Cf:EU: pr --------- ----! I ] 2 3 4 5 6 log TIME COI JSTANT
[ Kuva 2 PYRITE j (\J GALENA E ' ' ' \ ' \ \ E, 5 ', ' ' \GRAPHiT!:: C\ E E 2 5 2 - -2 2 POTENTIAL (SHE} VOL TS -ro ' \ ' \ ' ' \ \ --l_t_ I,J
- --------- -- ---'- uva 3 ( l( \! T S M- menetelmän periaate + ' + + + + + + + max 28 kpl tr + + + + + + + + + + +++ + + + + + +_ +-t + + + + + kw > CD + + + l ' '! II,, ' Me ppm 2 3 aika, tuntia
-- r Kuva 4 RADIOAALTOLUOTAUKSEN MITTAUSTAVAT S y n k ro nimen et e m ä T R t l - -- { \_ l/ i!,, ' II / :t ;{ / Ii t : /! /' '!! lf ' /, ' r r L_ Askelmenetelmä - - -- --: --R -~ T l i Ii /r ti lj :; II ; r/ ff jf d ; / /: