GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKU S MI9 3231/-90 1/8 2 VIRTASALMI, KAOLIINIPROJE KTI

Samankaltaiset tiedostot
GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS Väli-Suomen aluetoimisto M19/3232/-96/1/82 VIRTASALMI Montilanlampi ) ZL~ Mauri Niemelä '

VIRTASALMEN MONTOLAN JA NIITTYLAMMEN KAOLIINI- ESIINTYMIEN TUTKIMUKSET VUOSINA

VIRTASALMEN HYVÄJÄRVEN KAOLIINITUTKIMUKSET VUOSINA Valtausalue Hyväjärvi 1-2, kaivosrekisteri n :ot 4922/1-2

KAOLIINITUTKIMUKSET SAVUKOSKEN PURNUOJALLA 1990

GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS M19/3733/-90/1/82 Pohjois-Suomen aluetoimisto Malmitutkimus Risto Vartiainen

VIRTASALMEN KAHDEKSAISIENSUON KAOLIINIESIINTYMÄN TUTKIMUKSET VUOSINA

VIRTASALMEN VUORIJOEN KAOLIINIESIINTY TUTKIMUKSET VUOSINA

Etelä-Suomen aluetoimisto Hannu Seppänen Timo Ahtola Jukka Reinikainen

GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS M19/3714/-91/1/82 Pohjois-Suomen aluetoimisto Malmitutkimus Risto Vartiainen

TUTKIMUSTYÖSELOSTUS KITTILÄN KUNNASSA VALTAUSALUEILLA KUOLAJÄRVI 1, 2 JA 3, KAIVOSREKISTERI NROT 3082/1, 3331/1 ja 2 SUORITETUISTA MALMITUTKIMUKSISTA

GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS M 06/2433/-91/2/10 Haapavesi Ängesneva, Kiimala Kaj J. Västi

TUTKIMUSTYÖSELOSTUS JUVAN KUNNASSA VALTAUSALUEELLA LUMPEINEN 1 KAIV. REK. N :O 3407 SUORITETUISTA TUTKIMUKSISTA

GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS

TUTKIMUSTYÖSELOSTUS PELKOSENNIEMEN PYHÄJOEN JA KAPUSTANVUOMAN KAOLIINITUTKIMUKSISTA VUOSINA

TUTKIMUSTYÖSELOSTUS KUUSAMON KUNNASSA VALTAUSALUEELLA OLLINSUO 1, KAIV.REK. N:O 3693 SUORITETUISTA MALMITUTKIMUKSISTA

GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS M19/3733/91/1/82 Pohjois-Suomen aluetoimisto Malmitutkimus Risto Vartiainen

Tunnusteluluonteisia painovoimamittausprofiileja tehtiin 73 koh - teessa yhteensä 117 kilometriä. Sampo-luotauksia tehtiin kymmene n kappaletta.

GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS 1 (6) M 06/1834/-88/1/10 Enontekiö Ruossakero Jorma Isomaa

TUTKIMUSTYÖSELOSTUS KITTILÄN KUNNASSA VALTAUSALUEELLA JALKAJOKI 1, KAIV. REK. N:o 2813 SUORITETUISTA MALMITUTKIMUKSISTA

GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKU S M19/ /-90/2/82 VIRTASALMI, KAOLIINIPROJEKT 1. Mauri Nlemelå

GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS M 06/3231/-84/x /10 Juva Rantala Hannu Makkonen

GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS 1 (4) M 06/3712/-88/1/10 Sodankylä Vuomanperänmaa ja Poroaita Antero Karvinen

TUTKIMUSTYÖSELOSTUS SULKAVAN KUNNASSA VALTAUSALUEELLA SARKALAHTI 1, KAIV.REK.N:O 4897/1, VUOSINA SUORITETUISTA Ni-MALMITUTKIMUKSISTA

TUTKIMUSTYÖSELOSTUS RANTASALMEN KUNNASSA VALTAUSALUEILLA PIRILÄ 2 ja 3, KAIV. REK. N:O 3682/1-2, SUORITETUISTA TUTKIMUKSISTA

SUOMENSELÄN TEOLLISUUSMINERAALIPROJEKTI KAUDEN 2000 VÄLIRAPORTTI, KESKI-SUOMI

Slingram- ja magneettisten mittausten lisäksi valtausalueella on tehty VLF-Rmittaukset

GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS M 06/2433/-91/1/10 Häapavesi Vesiperä Kaj J. Västi

TUTKIMUSTYÖSELOSTUS ENONTEKIÖN KUNNASSA VALTAUSALUEELLA AUTSASENKURU 1, KAIV.REK.N:O 3380/1 SUORITETUISTA MALMITUTKIMUKSISTA VUOSINA

Paadenmäen kalliokiviainesselvitykset Paavo Härmä ja Heikki Nurmi

TUTKIMUSTYÖSELOSTUS LIEKSAN KAUPUNGISSA VALTAUSALUEELLA TAINIOVAARA 1, KAIV. REK. N:O 2538/1 SUORITETUISTA MALMITUTKIMUKSISTA

Lestijärvi. Kaj J. Västi GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS M 06/2341/-91/1/10. Syri

Selostus malmitutkimuksista Kivijärven Lokakylässä Työmies Martti Pollari Kivijärven Lokakylästä lähetti Suomen Malmi

GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS Väli-Suomen aluetoimisto M19/2434/-97/4/10 VIHANTI, RUUKKI Kuusirati Jarmo Nikander

KAOLIINI- JA SULFIDITUTKIMUKSET TERVOLAN YMPÄRISTÖSSÄ, KL , 07, O8, , 03, JA 08 VUONNA 1992

TUTKIMUSTYÖSELOSTE KAUHAJOEN ALUEEN MALMITUT- KIMUKSISTA, KOSKIEN VALTAUSALUETTA VÄHÄMÄKI 1, KAIVOSREKISTERI NRO 3873/1

TUTKIMUSTYÖSELOSTUS JOROISTEN KUNNASSA VALTAUSALUEELLA TUOHI- LAHTI 1, KAIV.REK.NRO 4183/1, SUORITETUISTA MALMITUTKIMUKSISTA

GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS 1 M 06/1823/-87/1/10 Enontekiö Kilpisjärvi Ilkka Härkönen

Geologian tutkimuskeskus Pohjois-Suomen aluetoimisto M19/4611/99/1/82 KUUSAMO Kokanlampi Risto Vartiainen

RAPORTTITIEDOSTO N:O GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS M06/1244/-93/1/10 Isokyrö Orisberg Niilo Kärkkäinen

Lapin Malmi KAIVOSLAIN 19 :N MUKAINEN TUTKIMUSTYOSELOSTUS

TUTKIMUSTYÖSELOSTUS LUOPIOISTEN KUNNASSA, VALTAUSALUEELLA NIINIMETSÄ 1, KAIV.REK. N:O 4701/1, SUORITETUISTA TUTKIMUKSISTA

TUTKIMUSTYÖSELOSTUS ENONTEKIÖN KUNNASSA VALTAUSALUEELLA PAL- KISKURU 1, KAIV.REK. N: SUORITETUISTA MALMITUTKIMUKSISTA VUOSI- NA

TUTKIMUSTYÖSELOSTE ENONTEKIÖN RUOSSAKERON KULTA-AIHEIDEN TUTKIMUKSISTA VUOSINA

TUTKIMUSTYÖSELOSTUS KITTILÄSSÄ VALTAUSALUEELLA VUOMANMUKKA 1, KAIV.REK N:O 3605/1 SUORITETUISTA MALMITUTKIMUKSISTA VUOSINA sekä 1988

KAOLIINITUTKIMUKSET SODANKYLÄN SUOLAKAARKOSSA

Kauppa- ja teollisuusministeriö 2 kpl

ARK RAPORTT 1 080/ /AAK/1989. JAKELU Kauppa- ja te01 1 isuusministeriö TALLEN NE^^^ OKME/Outokumpu OKME/Vammala

Geologian tutkimuskeskus 35/2017 Pohjavesiyksikkö Espoo Tuire Valjus

Tutkimustyöselostus Vampulan kunnassa, valtausalueella Matkussuo (kaivosrekisterinumero 7822/1) suoritetuista kaoliinitutkimuksista vuosina

JA JUVAN KUNNISSA VALTAUSALUEELLA SUOTLAMPI 1, KAIV.REK. N :o 3316 SUORITETUISTA MALMITUTKIMUKSISTA

KARBONAATTIKIVITUTKIMUKSIA SIUNTION VEJANSISSA VUONNA Hannu Seppänen, Pekka Karimerto & Jukka Kaunismäki

M19/2432/-96/1/ ARKISTOKKA. GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS -*12& 9 Väli-Suomen aluetoimisto. VIHANTI, PYHÄJOKI, RAAHE Jarmo Nikander

RAPAKALLIOTUTKIMUKSET PELKOSENNIEMEN SUVANNOSSA 1998

30( GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS M06/3233/-91/1/10 Rantasalmi Putkela Olavi Kontoniemi

GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS M06/3231/-92/1/10 Juva Luomanen Hannu Makkonen

TUTKIMUSTYÖSELOSTUS ROVANIEMEN MAALAISKUNNASSA VALTAUSALUEILLA ROSVOHOTU 1-2 KAIV.REK.NRO 4465 SUORITETUISTA MALMITUTKIMUKSISTA

TUTKIMUSTYÖSELOSTUS KUUSAMON KUNNASSA VALTAUSALUEELLA SARKANNIEMI 1 KAIV.REK. N:O 4532 SUORITETUISTA MALMITUTKIMUKSISTA

TUTKIMUKSET AEROGEOFYSIKAALISISSA MITTAUKSISSA HAVAITULLA JOHDE- ALUEELLA SODANKYLÄN SYVÄOJALLA VUOSINA

Vuojarven kairaus v LI ITEKARTAT JA -SELOSTEET

RAPORTTI TUTKIMUKSISTA VALTAUSALUEELLA PIRTTI 1, TERINUMERO 4162/1.

MALMITUTKIMUKSET VIITASAAREN KUNNASSA VALTAUSALUEELLA ISO-MÄKRÄLAMPI 1. (kaiv. rek. N:o 3385/1) JA SUOVANLAHTI 1 (kaiv. rek.

TUTKIMUSTYÖSELOSTE SODANKYLÄN MADONSYÖMÄMAAN JA LOHIVAARAN KAOLIINI-POTENTIAALIN SELVITTÄMISESTÄ

KUPARIMALMINETSINTÄÄ HYRVÄLÄN-ILVESKALLION ALUEELLA HATTULASSA V

GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS 1 (10) M 19/3714/-88/1/10 Sodankylä Riiminoja Heikki Pankka GEOKEMIALLISEN Cu-Ni-Co-ANOMALIAN TARKISTUS

JOHDANTO Tutkimusalue sijaitsee Juvan kunnassa n. 5 km Juvan kirkonkylästä luoteeseen (kuva ). Geologian tutkimuskeskus on tehnyt malmitutkimuksia alu

KAIVOSLAIN 19 :N MUKAINEN TUTKIMUSTYÖSELOSTUS

Petri Rosenberg

KAOLIINITUTKIMUKSET SODANKYLÄN SIURUNMAALLA VUOSINA

1,53 ,`ALE M 19/4241/-72/2/20. Pyhäselkä. Lauri Eskola Selostus Pyhäselässä suoritetuista geofysikaalisista töistä.

RAPORTTI KITTILÄN PETÄJÄSELÄSSÄ TEHDYISTÄ KULTATUTKIMUKSISTA VUOSINA

TUTKIMUSTYÖSELOSTUS LUHANGAN MUONASUO NIMISELLÄ VALTAUSALUEELLA KAIV.REK.Nro 2905/1-4 TEHDYISTÄ MALMITUTKIMUKSISTA

SODANKYLÄN KUNNASSA VALTAUSALUEELLA KORPISELKÄ 1 KAIV.- REK. N:o 2787 SUORITETUT MALMITUTKIMUKSET

TUTKIMUSTYÖSELOSTUS JOROISTEN KUNNASSA VALTAUSALUEELLA VIHOLANNIEMI 1-3, KAIV.REK.N:O 4014/1-3,SUORITETUISTA TUTKIMUKSISTA

Tutkimustyöselostus Kuhmo Siivikkovaara (8055/3), Niemenkylä (8055/4)

Kullaan Levanpellon alueella vuosina suoritetut kultatutkimukset.

TUTKIMUSTYÖSELOSTUS KUUSAMOSSA VALTAUSALUEELLA KESÄNIEMI 1 KAIV. REK. N:O 3338/1 SUORITETUISTA MALMITUTKIMUKSISTA VUOSINA

Niinimäki 7801/1. Tutkimustyöselostus Sanna Juurela. ALTONA MINING LTD/VULCAN KOTALAHTI OY Tutkimustyöselostus

RAPAKALLIOTUTKIMUKSET KOLARIN VAATTOJÄRVELLÄ, KITTILÄN KOTAVUOMALLA JA PELKOSENNIEMEN KILPIAAVALLA

TUTKIMUSTYÖSELOSTUS KITTILÄN KUNNASSA VALTAUSALUEELLA SUURI- KUUSIKKO 1, KAIV. REK. N:O 4283/1 SUORITETUISTA MALMITUTKIMUKSISTA

Venetekemän malmitutkimuksista

M 19/1823/-75/1/10 Enontekiö, Kilpisjärvi Olavi Auranen Selostus malmitutkimuksista Enontekiön Kilpisjärvellä v. 1974

U~O~U~PU. TUTKIMUSRAPORTTI 2 OOl/3234O8B/JJE1 RMP/1989 NiCu-PROJEKTI/ITÄ-SUOMI. J.Eeronheimo, R. Pietilä

Limingan Tupoksen savikivikairaus ja suoritettavat jatkotutkimukset

GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUKSEN MALMIOSASTON RAPORTTI TIMANTTIPOTENTIAALISTEN ALUEIDEN TUTKIMUKSISTA KUUSAMOSSA VUODELTA 1993.

Outokumpu Oy Malminetsinta. Yhteenveto Maliasalmella nrofiileilla v =

Kuva 1. Kairauskohteiden - 3 -

TUTKIMUSTYöSELOSTUS KITTILÄN KUNNASSA VALTAUSALUEELLA HAURESPÄÄ 1, KAIV. REK. N: TEHDYISTÄ MALMITUTKIMUKSISTA

-3- JOHDANTO Saarijärven kunnassa sijaitseva valtaus PIKKULA 1 (kuva 2), kaiv.rek. n:o 3271/1, KTM n:o453/460/81, tehty 7.l0.

SELOSTUS MALMITUTKIMUKSISTA KITTILÄN TIUKUVAARASSA vv

GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS Väli-Suomen aluetoimist o M19/2434, 2441, 2443/2000/1/1 0 VIHANTI, RUUKKI. PATTIJOKI Jarmo Nikander

GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS M 19/2732/-84/1/87 Kittilä Palovaara Kari Pääkkönen

ARKI, 1`t_'+i APU IALk GEO Väli-Suomen aluetoimisto M19/2431/2000/1/10 ALAVIESKA Juku Jarmo Nikander SKUS KULTATUTKIMUKSET ALAVIESKASSA KART

RAPORTTI PIELAVEDELLÄ VUONNA 1974 SUORITETUISTA U--MALMITUTKIMUKSISTA

TUTKIMUSTYÖSELOSTUS TAMMELAN KUNNASSA, VALTAUSALUEELLA KIETYÖNMÄKI 1, KAIV.REK.N:O 3991/1, SUORITETUISTA TEOLLISUUSMINERAALITUTKIMUKSISTA

SODANKYLÄN KOITELAISENVOSIEN KROMI-PLATINAMALMIIN LIITTYVIEN ANORTOSIITTIEN KÄYTTÖMAHDOLLISUUDET

KUUSAMON VITIKKOLAMMIN MALMITUTKIMUKSET VUOSINA

SELOSTUS URAANITUTKIMUKSISTA KITTILÄN JYSKÄLAESSA JA POKASSA VUOSINA 1977 JA 1979

2 1. Johdanto Tama Geologian tutkimuskeskuksen Kuopion yksikon tekema mineraalivarantoarvio koskee Niinikosken esiintymaa Kotalahden nikkelivyohykkeel

Polar Mining Oy/Outokumpu 1 kpl

TUTKIMUSTYÖSELOSTUS KUUSAMON KUNNASSA VALTAUS- ALUEELLA POHJASVAARA II, KAIV. REK. N:O 4432/2 TEHDYISTÄ MALMITUTKIMUKSISTA

Transkriptio:

GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKU S MI9 3231/-90 1/8 2 VIRTASALMI, KAOLIINIPROJE KTI Tapio Kulvaaaarl, Jukka Lehtimäk i Jukka Ralnikainen Ja Ol 1 1 Sarapää 31.12.1990 VIRTASALMEN UKONKANKAAN KAOLIINIESIINTYMÄ N TUTKIMUKSET VUOSINA 1986-1990

GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKU S M19/3231/-90/1/8 2 VIRTASALMI Ukonkanga s Tapio Kuivasaar i Jukka Lehtimäk i Jukka Reinikaine n 011i Sarapää 31.12.1990 VIRTASALMEN UKONKANKAAN KAOLIINIESIINTYMÄ N TUTKIMUKSET VUOSINA 1986-199 0 Valtausalue Ukonkangas 1, rek.n :o 4062/ 1 Ukonkangas 2, rek.n :o 4129/ 1 Ukonkangas 3, rek.n :o 4651/ 1 Nurkkakangas 1, rek.n :o 4150/2

TIIVISTELMÄ Ukonkankaan kaoliiniesiintymään porattiin ensimmäiset tunnus - telureiät kevyellä iskuporakalustolla syksyllä 1986. Vuosien 1987, 1989 ja 1990 aikana kohteen tutkimuksissa on käytett y syväkairausta sekä kevyttä ja raskasta iskuporausta. Kaikenkaikkiaan Ukonkankaan jaksoon on porattu 83 reikää, yhteens ä 2827 metriä. Kairausten ohella Ukonkankaalla on tehty geofysikaalisi a mittauksia (gravimetrisia, magneettisia, sähköisiä). Lisäks i on käytetty hyväksi 1960-luvun runsasta ja laaja-alaista geofysikaalista mittaustietoa, erityisesti gravimetrisia mi t- taustuloksia. Maastotutkimusten perusteella koko kaoliinijakso on yli 2 kilometrin pituinen, mutta pääasialliset kaoliinivarannot keskittyvät Ukonkankaalle, jossa kaoliinia on noin 700 x 10 0 m laajuisella alueella. Vaaleaa, hyvälaatuista kaoliinia o n 240 x 100 metriä laajalla alueella. Kaoliinikerroksen pak - suus on 10-40 metriä ja sitä peittää noin 20 m paksu mo - reenikerros. Laboratoriotutkimuksissa kaoliinista on määritetty raekoko - jakautuma, eri fraktioiden mineraloginen ja kemialline n koostumus sekä vaaleus- ja keltaisuusarvot. Raakakaoliini n kaoliniittipitoisuus on 44 % (10-100%) ja se sisältää alle 2 mikronin raekokoa noin 27 %. Alle 20 mikronin raekokoa o n noin 60 %. Kaoliinin (<20 µm) vaaleus on 67 %. Kaoliinin mineraloginen ja kemiallinen koostumus on vaihteleva. Laboratoriomittakaavaisista rikastuskokeista saatujen tulos - ten perusteella Ukonkankaan vaaleasta kaoliinista saadaa n parhaimmillaan päällystekaoliinin vaaleuskriteerit täyttävä ä tuotetta. Vaalean kaoliinin todennäköiset varannot ovat noin 0.8 mil - joonaa tonnia. Lisäksi Ukonkankaalla on noin 1.2 Mt kaoliini - pitoista kvartsikiveä, jonka sisältämän kaoliniitin määrää e i tiedetä tarkasti näytteenotossa tapahtuneen runsaan sydänh u - kan vuoksi. Grafiittipitoisen tumman kaoliinin todennäköiset kaoliinivarannot ovat 1.8 Mt. Ukonkankaan kaoliinijaks o rajautuu molemmin puolin dolomiittikiveen, joka soveltuu maatalouskalkiksi.

SISÄLLYSLUETTELO TIIVISTELMA 1. JOHDANTO 4 1.1 Tutkimusten tausta ja tavoite 4 1.2 Tutkimuskohteen sijainti 4 1.3 Kulkuyhteydet ja infrastruktuuri 6 1.4 Aikaisemmat tutkimukset 7 2. SUORITETUT TUTKIMUKSET 7 2.1 Geofysikaaliset tutkimukset 7 2.2 Kairaus 9 2.3 Näytteenkäsittely 1 2 3. TUTKIMUSKOHTEEN GEOLOGIASTA 1 3 3.1 Alueen kivilajit 1 3 3.2 Kaoliini ja muut rapautumat 1 4 4. KAOLIININ OMINAISUUDET JA LAATU 1 7 4.1 Kaoliinin yleiset laatuvaatimukset 1 7 4.2 Raekokojakautuma 1 8 4.3 Vaaleus ja keltaisuus 2 0 4.4 Mineraalikoostumus 2 1 4.5 Kemiallinen koostumus 2 3 4.6 Muut määritykset 2 6 5. UKONKANKAAN KAOLIINIESIINTYMÄ 2 7 5.1 Esiintymän muoto ja sisäinen rakenne 2 7 5.2 Kaoliinivarantoarvio 2 9 6. KARBONAATTIKIVI 2 9 7. AIHEEN ARVIOINTI 3 0 8. KIRJALLISUUTTA 3 2 9. LIITTYY 3 4 10. LIITTEET 35

4 1. JOHDANT O 1.1. Tutkimuksen tausta ja tavoit e Virtasalmen kaoliinitutkimukset aloitettiin syksyllä 198 6 GTK :n valtakunnallisen kaoliiniprojektin yhteydessä. Lähtö - kohtana tutkimuksille oli alueella 1960-luvulla kairatuist a rei'istä havaitut lukuisat, pitkät sydänhukkapätkät ja niihi n liittyvät kaoliinia sisältävät rapautumanäytteet. Jo ensim - mäisissä tunnustelurei'issä tavattiin kiinnostusta herättävi ä vaaleita kaoliinirapautumia. Kun lisäksi mineralogiset määri - tykset osoittivat näytteiden kaoliniittimäärän olevan 50-7 0 % ja raekokoanalyysin mukaan alle 2 mikronin fraktion osuu s oli korkea (30 %), pääsivät Virtasalmen kaoliinitutkimukset todella vauhtiin. Alkuvaiheessa tutkimuksia tehtiin Ukonkankaan, sittemmi n Litmasen ja Vuorijoen alueilla. Vuoden 1988 lopulla todettii n etenkin jälkimmäisten mandollinen potentiaali paperikaoliini n tuottamiseen. Tutkimuksia päätettiin tehostaa perustamall a Virtasalmen kaoliiniprojekti. Projektin tavoitteena on kolmen vuoden aikana (1989-1991 ) tutkia Virtasalmen alueen potentiaaliset kaoliiniesiintymät. Päämääränä on löytää riittävän suuri tai suuria esiintymi ä kaoliinituotannon aloittamiseksi. Vuoden 1989 aikana tutkit - tiin Litmasen ja Vuorijoen esiintymät ja niiden raporti t luovutettiin KTM :lle tammikuussa 1990. Vuoden 1990 tehtäväksi asetettiin mm. Ukonkankaan esiintymä n tutkimusten loppuun saattaminen ja tulosten raportointi. 1.2 Tutkimuskohteen sijaint i Tutkimusalue sijaitsee pääosiltaan Virtasalmen kunnan Hällin - mäen, Narilan ja Virtasalmen kylien alueella. Osa alueen kaakkoispäästä kuuluu Juvan Vuorenmaan kylään. Kunnat sijaitsevat Mikkelin läänin pohjoisosassa ja lähimmät kaupungit

ovat Pieksämäki luoteessa, Varkaus koillisessa ja Mikkel i etelässä. Litmasen kaoliiniesiintymä on Ukonkankaalta 1.5 km pohjois - koilliseen ja Vuorijoen esiintymä 3 km luoteeseen (kuva 1.). Kuva 1. Tutkimusalueen sijainti Karttalehtijaotuksen mukaan valtausalueet Ukonkangas 1, 2, j a 3 sekä Nurkkakangas sijaitsevat karttalehden 3231 09 C län - siosassa (liite 1). Vuonna 1983 toimintansa lopettanut Häl - linmäen kuparikaivos on Ukonkankaalta n. 2 km koilliseen

Maastotyypiltään tutkimusalue on rapautumisvyöhykkeen osalt a varsin tasaista sekametsdd ja osin soistuvaa maata. 1.3 Kulkuyhteyde t Sorapintainen maantie kulkee valtausalueiden poikki (kuva 2), joten pääsy kohteelle on helppoa. Myös pohjoisesta Mähölä n kautta on mandollista päästä Nurkkakankaalle johtavall e metsäautotieile. Kuva 2. Ukonkankaan rapautumajakso rajattuna peruskartall e (1 : 20 000).

7 Alueellisten kulkuyhteyksien ja infrastruktuurin osalt a viitataan aiempaan Litmasen kaoliiniesiintymän raporttii n (Pekkala et al. 1989). 1.4 Aikaisemmat tutkimukse t Geologinen tutkimuslaitos teki 1960- ja 1970-luvuilla syste - maattista malmitutkimusta Virtasalmen alueella, joiden tulok - sena paikannettiin vuonna 1964 Hällinmäen kuparimalmiesiintymä. Alueen kallioperä selvitettiin tuolloin varsin tarkasti, sillä tutkimusten tukena oli runsas syväkairausaineisto j a systemaattiset geofysikaaliset maastomittaustulokset. Tutkimusaineistosta on tehty kaksi väitöskirjaa, joista Hyvä - risen (1969) työ käsittelee sekä alueellista että Virtasalme n kuparimalmin geologiaa ja Siikarlan (1967) työ Virtasalme n alueen geofysikaalisten tutkimusten tuloksia. Lisäksi alueel - ta on käytettävissä Haukivuoren kivilajikartta (1 : 100 000 ) sekä useita aikaisempiin malmitutkimuksiin liittyviä geolo - gisia ja geofysikaalisia raportteja sekä geofysikaalise t maanpintamittauskartat ja matalalentokartat. Kaoliinitutkimukset Virtasalmella aloitettiin syksyllä 1986, jolloin Ukonkankaalta otettiin ensimmäiset porausnäyttee t (Sarapää ja Nissinen 1986). Ukonkankaan kaoliinitutkimuksi a käsitellään myös kaoliiniprojektin vuosien 1987-1988 yh - teenvetoraportissa (Sarapää ja Kuivasaari 1989). 2. SUORITETUT TUTKIMUKSE T 2.1. Geofysikaaliset tutkimukse t Ukonkankaan kaoliinirapautuma kuuluu alueeseen, jolla Hällin - mäen malmiesiintymän tutkimusten yhteydessä tehtiin syste - maattiset gravimetriset, magneettiset ja slingram-mittaukse t (Siikarla 1966, 1967). Tutkimusalue sisältää myös v. 1986

tehtyyn alueellisen painovoimamittauksen ja vuoden 1988 mata - lalentomittauksen. Oy Lohja Ab :n toimeksiannosta Geologian tutkimuslaitos teki Ukonkankaalle useita refraktioseismisi ä profiileja (Lehtimäki 1984). Kaoliinitutkimusten yhteydessä gravimetristä mittausta o n täydennetty Luomasen osalta ja kaoliinirapautuman yli on tehty profiilimittauksia slingram-, VLF-, VLF-R -, IP-, j a Sampo-menetelmin. Tulosten tarkastel u Systemaattisissa slingram- ja magneettisissa mittauksiss a Ukonkankaan rapautuma sijaitsee voimakkaiden anomalioide n välisessä neutraalissa alueessa. Lyhyestä 40 m :n kelavälist ä johtuen slingram-mittaus ei läpäise kunnolla paksua irtomaa - peitettä. Matalalentomittauksessa rapautumasta saadaan heikk o imaginäärianomalia voimakkaiden, mustaliuskeesta syntyvie n häiriöjaksojen väliin. Sekä alueellisessa että systemaatti - sessa painovoimamittauksessa rapautumajakso aiheuttaa selvä n pitkänomaisen painovoimaminimin, jonka suuruus on paikoin yl i 1 mgal. Tulkintoja ja kuvankäsittelymenetelmin tapahtunutta kartta - tuotantoa varten Virtasalmen alueen painovoimamittaukset o n suurelta osin tallennettu tietokoneelle. Ukonkankaan alueen painovoimaprofiilit on mallisovitusta käyttäen tulkittu ti - heyserolla -0.7 t/m 3. Näytteenotto on osoittanut, että pai - novoimatulkinnoin on voitu luotettavasti määrittää rapautuma n rajat ja saatu tietoa sen sisäisestä rakenteesta. Refraktioseismiset luotaukset rajaavat rapautuman tarkasti. Seismisen aallon nopeus antaa tietoa rapautumisen asteesta j a osoittaa rapautumattomat vyöhykkeet. Risteävillä profiileill a muodostuman kulun suuntainen seisminen nopeus on 1.2-1. 3 kertainen verrattuna kohtisuoran profiilin vastaaviin arvoi - hin. Tästä voidaan tulkita muodostuman sisältävän geologisen kulun suuntaisia vähemmän rapautuneita vyöhykkeitä. Seismisin

9 luotauksin ei pystytty määrittämään rapautuman pohjaa, mutt a sen paksuuden on päätelty paikoin ylittävän 80 m. Sähköiset mittaukset osoittavat kaoliinirapautuman ns. hei - koksi johteeksi. Sampo-luotauksista (a = 100 m) laskett u näennäinen ominaisvastus on paikoin alle 100 Ohmm, jote n resistiivisen irtomaapeitteen alla oleva rapautuma on sel - västi johtavampi. VLF-R -mittauksista kaoliinirapautuma n ominaisvastukseksi voidaan tulkita n. 30 Ohmm. IP-G -mittauk - sessa muodostuman näennäisen ominaisvastuksen arvoksi o n saatu n. 40 Ohmm. Muodostuman ja sitä reunustavien grafiitti - liuskeiden sähkönjohtavuuden vuoksi alueen polaroituvuude n mittaus ei onnistunut. Ukonkankaan ja aikaisemmin raportoitujen Litmasen ja Vuori - joen kaoliinirapautumien petrofysikaaliset ominaisuude t vastaavat toisiaan. Muodostuma eroaa ympäristöstään selväst i seismiseltä nopeudeltaan, tiheydeltään ja sähkönjohtavuudel - taan. Geofysikaaliset mittaukset ovat osoittautuneet tehok - kaiksi Virtasalmen alueelta tavattujen kaoliinimuodostumie n etsinnässä ja tutkimisessa. 2.2. Kairaus Kairanreikien sidonta koordinaatistoo n Kairanreiät on sijoitettu maastoon käyttäen luode/koilline n erilliskoordinaatistoa (L/K). Sidottaessa tämä valtakunnalli - seen koordinaatistoon on yhteinen piste seuraava : L = 56.901 X = 6884.979 a = 315 K = 153.000 Y = 3528.25 5 Peruslinja (K = 150.500) on merkitty maastoon 50 metri n välein sijoitetuilla paaluilla. Kairauspisteet on merkitt y muovisilla putkilla, joiden yläpää on maalattu punaiseksi. Putkeen on kiinnitetty alumiininen kohokirjoitusliuska, joss a on ao. reikätunnus.

1 0 Iskuporaus vuonna 198 6 Syksyllä 1986 porattiin Ukonkankaan (Kangasaho-Luomanen-Ukon - kangas-rajakangas) painovoimaminimijaksoon 27 tunnustelurei - kää B-sondilla (Suomalainen Insinööritoimisto, SITO). Useiss a rei'issä tavattiin savirikkaita rapautumia, näiden joukoss a myös vaaleaa kaoliinia. Näytteenotosta saadut tulokset oliva t niin rohkaisevia, että kohteellisia tutkimuksia päätettii n jatkaa seuraavana vuonna. Syväkairaus ja iskuporaus vuonna 198 7 Ukonkankaan eteläpuoliseen painovoimaminimiin kairattiin kol - meen 100 m :n välein olevaan profiiliin yhteensä yhdeksä n wireline-syväkairausreikää (Suomen Malmi Oy). Lisäksi tehtiin yksitoista reikää raskaalla Valmet-metsätraktorin alustall e rakennetulla iskuporayksiköllä (Suomen Malmi Oy) ja seitsemä n tunnustelureikää A-sondi iskuporakoneella (Terraplan Oy). Iskuporaus vuonna 198 9 Kesällä 1989 jatkettiin tutkimuksia Ukonkankaan jaksossa. Näytteenottoyksikkönä oli Volvo-metsätraktorin varaan raken - nettu hydraulinen iskuporakone (Suomen Malmi Oy). Viitee n profiiliin tehtiin yhteensä 17 reikää. Syväkairaus ja iskuporaus vuonna 199 0 Jaksoon kairattiin yksi wirelinereikä tarkoituksena saad a näytteitä rapautuman alapuolelta muuttumattomista kivilajeis - ta. Tavoite osittain epäonnistui kairausvaikeuksie n vuoksi. Iskuporareikiä tehtiin yhdeksän. Näytteenottomenetelmien arviointi a Ukonkankaan tutkimuksissa käytetty näytteenottokalusto voi - daan jakaa kolmeen luokkaan. Kevyttä iskuporauskalusto a edustavat A- ja B-sondit ovat olleet käytössä tunnustelunäyt - teenotossa. Ongelmia ilmeni maapeitteen läpäisemisessä. Ilman

suojaputkitusta tehty poraus mandollisti vain muutaman näyt - teen reikää kohden, sillä reiän sortumisvaara ja kalusto n kiinnijuuttuminen oli jatkuvana uhkana. Raskaaseen luokkaan kuuluvat Valmet- ja Volvo-iskuporakoneet. Näistä edellinen oli heikkotehoinen ja osa rei'istä joudut - tiin lopettamaan teknisten vaikeuksien vuoksi. Volvolla ol i hankaluuksia kaoliinissa välikerroksina esiintyvän kvartsiki - vien lävistämisessä. Iskuporauksessa näytteen ottaminen tapahtuu kuivana ilma n vesihuuhtelua. Wireline-syväkairauksessa ongelmana on ollu t sydänhukan runsaus, rei'issä (R 382-386) keskimäärin 34 % (20-51 %). Eniten sydänhukkaa oli rei'issä, joissa o n rapautuneita kvartsikiviosuuksia (R 386). Mineraalivarantoarvio tällaisten reikien osalta on luotetta - vuudeltaan puutteellinen, erityisesti kvartsikiven sisältämää kaoliinin määrää on vaikea arvioida. Lisäksi kvartsikive n vuoksi osa rei'istä jouduttiin lopettamaan teknisiin vaikeuk - siin. Taulukko 1. Ukonkankaan näytteenotto vuosina 1986-1990. Laite yritys näyte- vuosi reikä- kairaus - koko määrä metrit B-sondi SITO 25 mm 1986 27 46 2 A-sondi Terrap. 25 mm 1987 7 19 7 Valmet SMOY 32 mm 1987 11 33 9 L-Y wl SMOY 56 mm 1987 9 50 4 Volvo SMOY 50 mm 1989 17 69 0 Volvo SMOY 50 mm 1990 11 52 7 DB wl SMOY 56 mm 1990 1 10 8 yhteensä 83 2827

1 2 2.4. Näytteenkäsittel y Kentäll ä Kairasydännäytteiden käsittely on tapahtunut samoin kuin Litmasen ja Vuorijoen esiintymien kohdalla. Kuivauksen ja kuorinnan jälkeen geologi raportoi kairasydäme t ja valitsi näytteet laboratoriotutkimuksiin, noin kolmen met - rin pätkinä. Raportoinnin jälkeen kairasydännäytteet valoku - vattiin. Noin 200 g painoinen näyte-erä kuivattiin 105 C läm - pötilassa vähintään kandeksan tuntia. Laboratoriotutkimu s 1. Kahtiointi. Kaikista näytteistä on otettu kahtiointilait - teella 70 g fraktiointiin. Lisäksi joka neljäs raakanäyte o n lähetetty XRF-, sedigraph- ja XRD-analyysiin. 2. Fraktiointi. Laskeuttamalla on erotettu alle 20 mikroni n fraktio, jossa on käytetty dispergenttinä Na-pyrofosfaati n vesiliuosta ja suodattamisessa flokkausaineena Magnafloc - flokkulanttia. 3. Vaaleus- ja keltaisuusmittaus on tehty kaikista alle 2 0 mikronin näytteistä, osa VTT :n laboratoriossa Outokummuss a Elrepholla ja osa Minolta-värimittauslaitteella GTK :ssa. Minoltalla määritetyt vaaleus- ja keltaisuusarvot on kalib - roitu KCL:n Elrepro-määrityksiä vastaaviksi. Briketit o n tehty Datacolor-puristimella. 4. XRF-silikaattianalyysit on tehty kaikista alle 20 mikronin näytteistä ja joka neljännestä raaka-näytteestä. 5. Sedigraph-raekokoanalyysit on tehty joka neljännest ä raakanäytteestä.

6. XRD-analyysit on tehty joka neljännestä raakanäytteest ä ja vastaavasta alle 20 mikronin näytteestä ja niistä o n määritetty semi-kvantitatiivinen mineraalikoostumus. Taulukko 2. Laboratoriotutkimukset vuosina 1989-1990. Määritys Laboratorio Menetelmä Kpl Raekoko < 20 µm GTK, teoll. min fraktiointi 7 0 Raekoko GTK, maaperä sedigraph 5 1 Vaaleus GTK, teoll. min Minolta 7 0 Silik. anal. GTK, geokemia XRF, Leco 14 0 Min. koost. GTK, kallioperä XRD 9 2 Rikastuskokeet Kemira 1 7 3. TUTKIMUSKOHTEEN GEOLOGIAST A 3.1. Alueen kivilaji t Tutkimusalueen lähiympäristön suprakrustiset kivilajit muo - dostavat pääpiirteissään NW-SE -suuntaisen, länteenpäin kaa - reutuvan vyöhykkeen, jota lävistävät kooltaan vaihteleva t syväkivimassiivit (liite 2). Rapautumisvyöhykkeessä maapeitteiden paksuus on 15-30 m. 1960-luvun kairausten ja geofysikaalisten mittausten perus - teella rapautumavyöhykkeen lähiympäristön kivilajit tunnetaa n hyvin. Tiedot kallioperän rakenteesta ovat intensiivisen j a monivaiheisen deformaation vuoksi puutteellisia. Kivilajie n liuskeisuus vaihtelee rajoissa 315-335 /70-85 NE. Ukonkankaan jakson kivilajit koostuvat kiillegneissistä, diopsidigneissistä, amfiboliitista/diopsidiamfiboliitista, karbonaattikivestä, karsikivestä ja kvartsimaasälpägneissis - tä. Lisäksi rapautumisvyöhykkeessä on tavattu rapautunutt a kvartsikiveä. Syväkairauksen perusteella granodioriittia ta - vataan rapautumavyöhykkeen koillissivustalla Ukonkankaan j a Luomasen välissä. Kairaustiedon mukaan rapautumajakso rajoit - tuu sekä lounais- että koillispuoleltaan karbonaattikiveen.

Kairausten perusteella em. kivilajit vuorottelevat kerrosmai - sesti. Ukonkankaalla kaoliinin isäntäkivenä on kvartsimaa - sälpägneissi, kiillegneissi ja granodioriitti. Jakson rapau - tumat ovat osana laajaa, sähköisillä ja magneettisella kar - toilla näkyvää neutraalia vyöhykettä. Vyöhykkeeseen 1960 - luvulla tehdyt syväkairaukset osoittavat sen koostuvan pää - asiassa epäpuhtaasta karbonaattikivestä. Taulukko 3. Ukonkankaan alueen kivilajien mineraalikoostumuksia (%). Laskettu pistelaskurilla (1000 pistettä ) 1 2 3 4 5 6 KVAR 18.7 26.1 35.7 22.1-1. 4 PLAG 49.9 54.1 43.6 49.7 24.3 26. 2 KALI 10.4 5.3 10.5 10.0 0.1 - BIOT 13.6 5.4 7.3 6.1 11.6 18. 9 SERI/ 4.3 6.1 1.6 11.9 3.3 + MUS K KLOR - - - - 2.4 - SARV 2.8 - - + 57.1 52. 3 OPAK.3 + 1.3 +.6. 2 AKSE - 3.0 -.2.6-100.0 100.0 100.0 100.0 100.0 100. 0 1. Granodioriitti M/52/3231/87/R387/39.6 m Ukonkanga s 2. Tonaliitti M/52/3231/87/R389/33.0 m -" - 3. Kvartsimaasälpägneissi M/52/3231/87/R384/40.5 m -" - 4. Kvartsimaasälpägneissi VRS-68/R180/45.8 m Nurkkakanga s 5. Amfiboliitti M/52/3231/87/R388/41.2 m Ukonkanga s 6. Amfiboliitti M/52/3231/87/R388/33.0 m Ukonkanga s 3.2. Kaoliini ja muut rapautuma t Kairausten perusteella rapautuma on in situ -tyyppinen. Kaoliinin on todettu vaihettuvan kvartsimaasälpägneissiks i (R384), kiillegneissiksi (R383) ja granodioriitiksi (R389). Ukonkankaan kaoliini on usein savinaista, joskus silttimäistä ja väriltään valkoista, vaaleanharmaata tai vaalean kellan - ruskeaa (kuva 3). Grafiittirikkaan kaoliinin väri vaihtelee

tummanharmaasta lähes mustaan (kuva 5). Rapautunut kvartsikivi esiintyy sepelimäisinä massoina, jonka välitiloj a täyttää kaoliinisavi (kuva 4). Rapautuma-nimitys käsittä ä vahvasti värilliset ja epäpuhtaat "raakku"kaoliinit ja toi - saalta kovat regoliitit. Kuva 3. (R 386). Ukonkankaan vaaleanharmaata, savimaista kaoliini a Kuva 4. Sepelimäinen kvartsikivi, jossa välissä kaoliinipät - kiä, vaihtuu vaaleaksi silttimäiseksi kaoliiniksi, huoma a runsas sydänhukka (R 385).

Kuva 5. Valkoista kaoliinia välikerroksina grafiittirikkaas - sa kaoliinisavessa (R 383). Kuva 6. Vaaleanvihreää rapautumaa ja ruskehtavanharmaat a kaoliinia Luomasen eteläpuolelta (R 687).

4. KAOLIININ OMINAISUUDET JA LAAT U 4.1 Kaoliinin yleiset laatuvaatimukse t Paperikaoliinin tärkeimmät laatuvaatimukset kohdistuvat sen vaaleuteen (ISO), keltaisuuteen, hienorakeisuuteen, viskosi - teettiin sekä kuluttavuuteen. Paperin päällysteaineena käy - tettävän kaoliinin vaaleusarvo on yleensä 85-86 %, alim - millaan 81,5 %. Raekooltaan päällystekaoliini on hyvin hieno - rakeista, yleensä alle 2 mikronin osuus on 60-80 % ja yl i 10 mikronin osuus 0,2-6 %. Viskositeettiarvo (Brookfield ) on 250-350 mpas ja kiintoainespitoisuus yli 66 %. Päällystekaoliinin kuluttavuusarvo saa olla korkeintaan 20-30 g/ m 2 (ECC :n SPS 18 g/m). Taulukko 4. Paperikaoliinin laatuvaatimukset. Viskositeett i Tuote Vaal. Kelt. <2 gm >10 µm >53 µm (Brookf.) (kiintoa.) ph (%) (%) min. max. max. mpas. % Engl. päällyst e SPS 85.5 4.7 80 0.2 0.02 350 69 5. 0 Superclay 81.5 5.0 43 6.0 0.02 250 66 7. 0 Dinkie B 83.0 5.5 63 2.0 0.02 350 68.5 5. 0 Täyte Grade B 82.5 5.2 50 8 0.05 5. 0 Grade C 81.0 5.7 50 8 0.05 5. 0 Grade D 79.5 6.2 50 8 0.05 5. 0 Filler M 79.0 6.0 30 11 0.05 5. 0 Grade E 76.5 8.0 25 25 0.05 5. 0 Amer. päällyst e Alphatex 90.5 4.0 91 0.01 5. 0 (kalsin. ) Alphagloss 88.5 4.5 94 0.02 72.5 7. 0 Alphaplate 86.5 5.5 80 0.02 70.0 7. 0 (delamin. ) Betagloss 85.0 7.0 95 0.02 73.0 7. 0 Täyteaineena käytettävän kaoliinin laatuvaatimukset ovat selvästi lievemmät. Suomessa käytetään pääasiassa englantilaista (80 %) ja amerikkalaista (15 %) kaoliinia, joten taulukoss a 4 on esitetty niiden tyypillisiä ominaisuuksia.

18 Keraamisen kaoliinin laatuvaatimukset ovat jonkin verra n erilaiset kuin paperikaoliinilla. Tärkeimmät laatuun vaikut - tavat ominaisuudet riippuvat : kemiallisesta koostumuksesta, mineralogiasta ja raekoosta. Parhaiden posliinikaoliinie n Fe2O3-pitoisuudet ovat 0,39-0,75 % ja Ti O2-pitoisuudet 0,02-0,03 %, alle 2 Mm :n fraktion osuus on 43-85 %, mur - tolujuus 7,5-27,0 kg/c m2, kiintoainepitoisuus 58-63 % j a vaaleus polton jälkeen 83-95 %. 4.2 Raekokojakautum a Ukonkankaan pääasialliset kaoliinivarannot sijaitsevat esiintymän keskiosassa, johon laatutarkastelussakin keskitytään. Ukonkankaan raakakaoliinia luonnehtii hienoaineksen runsaus. Sedigraph-määritysten mukaan kaoliinisaven alle 2 Mm :n rae - koon osuus on keskimäärin 27 % (taulukko 7). Vastaavast i alle 20 Mm :n osuus on 58 % ja karkeiden, yli 62 Mm :n fraktioiden osuus noin 35 %. Ukonkankaan kaoliiniesiintymässä on runsaasti kvartsirikkaita välikerroksia, mistä johtuen esiintymään poratuissa kaira - rei'issä hienoaineksen määrän vaihtelut ovat suuret (kuva 7). Toisaalta osittain tämä vaihtelu johtuu siitä, että kairauk - sessa on ollut vaikeuksia näytteen saannissa ja osa kaoliinisavesta on menetetty huuhteluveden mukana.

Taulukko 7. Ukonkankaan raakakaoliinin raekokojakautuma j a kaoliinin (<20 µm) vaaleus- ja keltaisuusarvot (%). <F20p=fraktioidun alle 20 µ :n osuus, N=analysoitujen näyt - teiden kokonaispituus. Variable Mean Std Dev Minimum Maximum N PITUUS 3.29 1.75.7 6.8 8 2 <0.5, 13.81 4.46 6.3 21.4 7 <1A 23.57 4.73 12.4 29.5 7 <2M 27.10 8.17 11.8 41.2 7 5 <6M 42.44 11.50 21.3 63.0 7 5 <10A 48.91 13.29 26.2 78.8 7 5 <20p 58.19 15.42 34.7 96.0 7 5 <62A 65.15 16.37 39.0 98.5 7 5 <F2A 14.97 5.61 7.4 25.8 2 9 <F20g 32.26 10.26 6.4 51.3 7 6 VAALEUS 67.01 6.31 45.80 79.90 7 4 KELTAISUUS 16.96 6.82 6.90 48.00 7 4 Kuva 6. Kaoliinin raekokojakautuma Ukonkankaan keskiosan kairarei'issä.

4.3 Vaaleus ja keltaisuu s Ukonkankaan kaoliininäytteiden vaaleusarvot alle 20 µ 7 fraktiossa ovat 46-80 % (taulukko 7, kuva 7). Keskimääräi ] vaaleus on 67 %. Kuorimattomiin näytteisiin on tehty +5 p ] senttiyksikön korjaus. Kaoliininäytteiden keltaisuusarvot vaihtelevat 7 ja 48 p ] sentin välillä ollen keskimäärin 17 %. Ukonkankaan kaoliinin alhaiset vaaleus- ja korkeat kelt b suusarvot aiheutuvat pääasiassa rauta- ja titaanimineraale : ta. Vaaleuteen vaikuttaa myös grafiitin ja sulfidimineraal : esiintyminen. Kuva 7. Ukonkankaan kaoliinin vaaleushistogrammi.

4.4 Mineraalikoostumu s Raakakaoliin i Ukonkankaan raakakaoliinin kaoliniittipitoisuus on XRD-määri - tysten perusteella keskimäärin 44 % (taulukko 8). Kaoliniiti n määrä vaihtelee yksittäisissä näytteissä 10-100 %. Sen jäl - keen eniten on kvartsia, jonka keskimääräinen osuus on 33 %. Lisäksi se sisältää muskoviittia, plagioklaasia ja kalimaa - sälpää. Satunnaisesti kaoliinissa on myös biotiittia, klo - riittia, grafiittia ja illiittiä. Kairanreikien mineraalikoostumus vaihtelu riippuu kvartsin j a maasälpien määrästä (kuva 8). Taulukko 8. Ukonkankaan raakakaoliinin mineraali- ja kemial - linen koostumus. Variable Mean Std Dev Minimum Maximum N KAOL 44.13 27.17 10 100 8 2 KVAR 33.03 18.54 0 70 8 2 MUSK 9.05 13.98 0 65 8 2 KALI 6.06 9.48 0 30 8 2 PLAG 6.55 17.87 0 60 8 2 BIOT.19 1.63 0 14 8 2 MONT.03.16 0 1 8 2 KLOR.18.95 0 5 8 2 SIO2 59.94 10.05 41.50 87.60 7 9 AL2O3 23.69 5.38 7.70 36.70 7 9 TIO2 1.06.87.19 3.23 7 9 FE2O3 1.81 1.95.40 8.17 7 9 MGO.36.36.03 1.43 7 9 CAO.51.73.03 2.53 7 9 NA2O.34.67.00 2.22 7 9 K2O 1.14.90.00 3.17 7 9 MNO.01.01.00.03 7 9 P2O5.24.43.02 1.80 7 9 SUM 87.63 3.14 83.52 93.96 3 0 C.49 1.06.05 5.82 3 0 S.68 1.64.00 6.43 7 9 H2O 9.34 2.33 5.36 13.62 30

Kuva 8. Keskimääräiset mineraalikoostumukset eräissä kairan - rei'issä. Alle 20 mikronin frakti o Alle 20 mikronin kaoliini koostuu lähes yksiomaan kaolinii - tista (taulukko 9). Kaoliniitin määrä on keskimäärin 89 %. Kaoliinissa on lisäksi kvartsia, muskoviittia ja kalimaasäl - pää. Grafiittia ja rikkikiisua esiintyy heikkona pirotteen a rei'issä R 86, 87 ja 384. XRD-määritykset savifraktiosta (- 2 µm) raskasnesteseparoinnin jälkeen osoittavat, että titaani - mineraali on anataasia.

Taulukko 9. Ukonkankaan kaoliinin alle 20 mikronin raekoo n mineraalikoostumus ja kemiallinen koostumus. Variable Mean Std Dev Minimum Maximum N PITUUS 3.14 1.74.7 6.8 7 8 KAOL 88.47 10.08 60 100 7 8 KVAR 5.37 4.58 0 20 7 8 MUSK 3.55 3.42 0 15 7 8 KALI 1.15 5.79 0 30 7 8 PLAG.49 4.14 0 35 7 8 BIOT.07.59 0 5 7 8 TALK.27 2.00 0 15 7 8 ILL.64 2.46 0 10 7 8 SIO2 46.01 1.73 42.15 50.04 7 6 AL2O3 35.99 1.09 32.60 37.50 7 6 TIO2 1.04.83.15 3.20 7 6 FE2O3.89.40.24 2.35 7 6 MGO.29.29.00 1.98 7 6 CAO.12.12.01.63 7 6 NA2O.21.24.00.85 7 6 K2O.71.46.00 1.30 7 6 MNO.01.01.00.02 7 6 P2O5.26.20.07 1.15 7 6 SUM 84.69 1.29 80.45 86.96 3 0 C.26.31.09 1.87 3 0 S.07.15.00.67 7 6 H2O 13.89 1.05 11.60 15.83 3 0 4.5 Kemiallinen koostumu s Raakakaoliin i Ukonkankaan raakakaoliinin Al2O3-pitoisuus on noin 24 % (taulukko 8). Kun otetaan huomioon maasälpiin ja muskoviit - tiin sitoutunut alumiini (XRD-tulosten suhteessa), saadaa n kaoliniittipitoisuudeksi 54 %. Reiän 386 raakakaoliini o n lähes puhdasta kaoliniittia ja sen A l 2O3-pitoisuus kohoaa lähes 37 %. Raakakaoliinin keskimääräinen Fe2O3-pitoisuus on 1.8 % j a TiO2-pitoisuus 1.1 %. Rauta- ja titaanipitoisuudet vaihtele - vat melkoisesti riippuen ilmeniitin, anataasin ja rautasulfi - dien määristä. Runsaasti titaania sisältävät kaoliinit ovat

väriltään vaalean kellanruskeita ja rautarikkaat tummanhar - maita. Tummanharmaat sulfidipitoiset kaoliinit sisältävät myös runsaasti grafiittia, mikä näkyy analyyseissä rikki- j a hiilipitoisuuden kohoamisena (R 86, 87, 384). Alle 20 mikronin frakti o Alle 20 mikronin fraktio koostuu pääosin kaoliniitista ja se n A l 2O3-pitoisuus on 36 % (taulukko 9). Merkittävimmät epäpuh - taudet ovat titaani (1.0 % Ti O2 ), rauta (0.9% Fe 2O3) ja hiil i (0.26 % C). Näiden komponenttien vaikutus kaoliinin vaaleuteen havaitaan kuvasta 9 ja taulukosta 10. Kuva 9. Ukonkankaan kaoliinin eri vaaleusluokissa. (<20 µm) kemiallinen koostumu s

Taulukko 10. Ukonkankaan kaoliinin (<20 µm) vaaleus- ja keltai - suusarvot ja niihin vaikuttavat kemialliset komponentit. REI VAALEUS KELTAISUUS FE2O3 TIO2 C S R8 6 Mean 62.93 19.09.57 1.96.32.0 5 StdD 4.52 3.77.20.73.53.0 2 Maxi 70.00 22.60 1.07 2.86 1.87.0 8 Mini 54.90 12.80.35.47.10.0 3 N 11 11 11 11 11 1 1 R8 7 Mean 67.75 11.85.74 1.03.28.3 2 StdD 3.36 1.26.34.58.06.2 1 Maxi 70.80 14.30 1.30 1.89.36.6 7 Mini 60.90 10.40.32.37.21.1 0 N 13 13 13 13 13 1 3 R38 2 Mean 55.47 27.66.66 2.52.0 2 StdD 4.57 10.01.36.48.0 1 Maxi 58.10 48.00 1.34 3.20.0 3 Mini 45.80 20.70.21 1.66.0 0 N 8 8 8 8 0 8 R38 3 Mean 67.80 13.34 1.45.21.19.2 1 StdD 6.24 9.75.76.08.09.1 7 Maxi 79.11 30.90 2.57.31.29.4 3 Mini 57.54 5.77.33.11.09.0 1 N 8 8 8 8 8 8 R38 4 Mean 71.59 9.97 1.14.67.0 2 StdD 5.85 3.37.51.72.0 1 Maxi 79.90 15.10 2.35 1.85.0 5 Mini 65.50 6.90.24.15.0 0 N 12 12 14 14 0 1 4 R38 5 Mean 66.72 22.09 1.07.23.0 0 StdD 3.49 1.18.37.08 0.0 0 Maxi 70.50 23.20 1.42.32..0 0 Mini 62.40 20.50.64.15.0 0 N 13 13 13 13 0 1 3 R38 6 Mean 68.32 19.25.97.82.12.0 2 StdD 5.18 5.42.30.15.04.04 Maxi 76.19 29.64 1.69 1.05.20.2 0 Mini 58.91 9.57.40.22.09.0 0 N 28 28 29 29 9 29

2 6 4.6 Muut määritykset Edellä esitettyjen määritysten lisäksi Ukonkankaan kaoliinis - ta on tehty myös muita laatumäärityksiä : kuluttavuus-, vis - kositeetti-, DTA- ja TGA-määritykset sekä SEM-kuvat. Kao - liinin rikastettavuutta on tutkittu Kemira Oy :n toimest a laboratoriomittakaavassa. Laatuselvityksiä on hankaloittanu t se, että häiriintymättömiä näytteitä ei ole ollut käytettä - vissä. Kuluttavuuskokeissa Ukonkankaan kaoliinille (R86) saatii n arvoksi 11.5 g/m3, mikä on varsin hyvä päällystekaoliinill e (EEC :n SPS :n arvo on 18 g/m3 ). Ukonkankaan kaoliinin viskositeettiarvot vaihtelevat. Syyt ä siihen ei ole onnistuttu selvittämään. DTA- ja TGA-määritysten perusteella Ukonkankaan kaoliinie n hienot fraktiot ovat puhtaita muista savimineraaleista ja sen kiteisyys vastaa SPS-kaoliinia. SEM-kuvassa kaoliinin kide - muoto ei ole täydellinen ja rakeiden rosoisuus saattaa aiheutua näytteenotosta. Kemiran toimesta tehdyissä rikastuskokeissa Ukonkankaa n kaoliinin vaaleutta on onnistuttu parantamaan jopa päällystekaoliinia vastaavaksi.

Kuva 11. SEM-kuva (scanning electron microscope) Ukonkankaan kaoliinista (R382,<2 A). Mittatikun pituus 1 gm (10000 x suurennus). 5. KAOLIINIESIINTYMA 5.1 Esiintymän muoto ja sisäinen rakenn e Ukonkankaan rapautumavyöhyke on kokonaispituudeltaan n. 3 km (liitteet 2 ja 5). Se on lähes yhtenäinen, jossa on erillisi ä syvempiä rapautuma-altaita, jotka voidaan paikantaa gravi - metrisistä minimeistä (Rajakangas, Ukonkangas, Nurkkakangas, Luomanen, Kangasaho). Vyöhykkeen kaakkoispäässä olevan Rajakankaan kandesta mini - mistä luoteisempaan kairattiin kaksi reikää (R 680 ja 681 ) (kuva 2). Minimistä tavattiin kova, huonolaatuista rapautuma a ja mikäli siihen liittyy parempilaatuista kaoliinia se n kokonaismäärä on vähäinen.

2 8 Ukonkankaan painovoimaminimiin, jonka pituus on n. 700 j a leveys 100-150 metriä, on kairattu viisi profiilia. Niide n mukaan maapeitteen paksuus alueella on 10-27 metriä, keski - määrin 19 metriä. Kairausten perusteella kaoliinin laatu a kontrolloi alkuperäinen kivilaji ja sen rakenne. Luoteisimmalla profiililla (L = 55.640) kaoliinirapautuman leveys o n 65 m ja maksimisyvyys 38 m (liitteet 3 ja 4). Kaoliinikerros - ten lähes pysty asento tulee parhaiten esille profiililla L = 55.550. Profiilin kohdalla kaoliinialtaan leveys o n 125 metriä ja syvyys 15-33 metriä, keskimäärin 26 m. Kao - liinissa on pystyasentoisena välikerroksena kaoliinia sisäl - tävää kvartsikiveä (leveys 15 m) ja grafiittirikasta kaolii - nia (leveys 12 m). Profiililla L = 55.450 kaoliinikerrokse n leveys on 50 m ja syvyys n. 10 metriä. Vaalea kaoliini saat - taa jatkua edelleen kaakkoon kartalla rapautumaksi merkityll e alueelle. Ukonkankaan eteläosassa (profiilit L = 55.200, L = 55.300 j a L = 55.450) rapautuman leveys on 130 metriä ja syvyys noin 3 0 metriä. Vaalean kaoliinin osuus on vähäinen ja vallitsevin a ovat kvartsikivi ja grafiittirikas kaoliini (liitteet 3 j a 4). Ukonkankaan ja Luomasen välille on kairattu viisi profiili a 200 ja 300 m profiilivälein. Lisäksi alueelle on tehty muuta - mia matalia tunnustelureikiä (R 89-93) (liite 5). Reiässä 62 6 on kuusi metriä vaaleaa kaoliinia ja lisäksi tehtiin muutama n metrin pituisia kaoliinilävistyksiä profiileilla L = 55.60 0 ja 55.400, joissa vallitsevina ovat tumman harmaat grafii t- tiset ja vihreät kloriitti-montmorilloniittirapautumat. Nurkkakankaan painovoimaminimissä lävistettiin tummaa, osaksi rapautunutta kiisua sisältävää rapautumaa (R 624 ja R 625). Kangasahon minimissä on tummaa, mandollisesti kiille - gneissin tai amfiboliitin rapautumistuotetta (liitteet 5, kuva 2).

2 9 5.2 Kaoliinivarantoarvi o Kaoliiniarvio on tehty leikkausmenetelmän lineaarisell a laskutavalla. Kairausprofiililta määritetyn lohkon vaikutus - alue ulottuu seuraavan profiilin puoliväliin saakka. Kairaus - profiilien välit vaihtelevat 90 :stä 150 metriin. Kairauksiss a lävistetyt kaoliinikerrokset on projisoitu rapautuman pintaa n olettaen kerroksen kaadesuunnaksi 70 astetta koilliseen. Kaoliinivarantoarvio perustuu lohkojen määrityksen osalt a kairauksiin. Gravimetrisia mittaustuloksia on käytetty ker - rosten jatkuvuuden ja rapautuman paksuuden arvioimisessa. Ne vastaavat hyvin kairaustuloksia. Arviossa on käytetty tuoreen kaoliininäytteen tiheyttä 1. 9 g/cm3, mikä perustuu petrofysikaalisten mittausten keskiar - voon. Todennäköisesti Ukonkankaan esiintymässä on vaaleaa kaoliini a 0.80 Mt, kaoliinipitoista kvartsikiveä 1.17 Mt ja grafiitti - pitoista kaoliinia 1.81 Mt (liite 6). 6. KARBONAATTIKIVE T Kairaustiedon perusteella rapautumavyöhykkeen lounais- j a koillispuolella on karbonaattikiveä, jossa on karsiutuneit a kvartsikivi-, kvartsimaasälpäkivi-, amfiboliitti- ja kiille - gneissivälikerroksia (liitteet 2 ja 3). Reikä 654 lävistä ä karbonaattikiveä noin 35 metriä edeten sen jälkeen rapautuma n sisäosiin. 1960-luvulla kairatut reiät, R 1 ja R 2, sijoittu - vat vyöhykkeen koillisreunalle, kiillegneissin ja karbonaa t- tikiven kontaktiin (liite 3). Ukonkankaalla rapautuma-aluee n lounaisreunan karbonaattikivestä on kaksi havaintoa (reiä t 611 ja 684). Karbonaattikiven jatkuminen luoteeseen Luomase n alueelle perustuu 1960-luvun kairauksiin (Pekkala, 1970). Karbonaattikiven kontaktit kivilajikartalla on piirrett y käyttäen hyväksi em. kairaustietojen lisäksi gravimetrisia, magneettisia ja sähkömagneettisia karttoja.

3 0 Ukonkankaan karbonaattikivi on väriltään vaaleanharmaata ta i harmaata/vihertävää (oliviinin serpentiitiytymisaste) j a asultaan usein rikkonaista. Se muuttuu rapautuneen aluee n kontaktia kohden rikkonaisemmaksi (R 654) ja kivessä on ha - vaittavissa karbonaattisen aineksen syöpymistä/liukenemista. Kemialliselta koostumukseltaan karbonaattikivi on dolomiitti - valtainen (dolo/kals -suhde noin 3.0) ja sen liukenemattoma n aineksen osuus on keskimäärin 25 %. Dolomiitin ja kalsiiti n lisäksi esiintyy ainakin oliviinia, serpentiiniä ja diopsi - dia. Silikaattimineraaleina tavataan myös mm. kvartsia, flogopiittia ja tremoliittia. Karbonaattikiven ja sitä ympäröivän kiillegneissin raja o n vedetty geofysikaalisen aineiston perusteella eikä site n yksityiskohdiltaan kairaamalla todettu. Karbonaattikiven määrän tarkka arvioiminen onkin ilman lisäkairauksia mando - tonta. 7. AIHEEN ARVIOINT I Ukonkankaan kaoliiniesiintymässä todennäköiset kaoliinivarannot ovat 0.8 Mt vaaleaa kaoliinia. Raakakaoliinin kaoliniit - tipitoisuus on 44 % ja siinä on alle 2 mikronin raekokoa 2 7 %. Kaoliinin (-20 gm) vaaleus on 67 %. Alustavien rikastus - kokeiden perusteella kaoliinista saadaan paperikaoliini n vaaleuskriteerit täyttävää tuotetta. Lisäksi esiintymässä on 1.2 Mt kaoliinia sisältävää kvartsi - kiveä. Kvartsikiven sisältämän kaoliinin määrää ei ol e runsaan sydänhukan vuoksi pystytty arvioimaan, mutta laadul - taan se on vaaleaa. Grafiittirikkaan kaoliinin todennäköine n määrä on 1.8 Mt ja se saattaa soveltua tiilisaveksi. Kaoliiniesiintymän läheisyydessä on runsaasti dolomiittist a karbonaattikiveä, jonka käyttö voisi tulla kysymykseen maatalouskalkkina.

3 1 Ukonkankaan esiintymä sijaitsee muutaman kilometrin pääss ä Litmasen ja Vuorijoen esiintymistä, joten se on potentiaa - linen kaoliinin louhintakohde, mikäli Virtasalmen kaoliinej a ryhdytään hyödyntämään. Espoossa 31. päivänä joulukuuta 199 0 Geologi v,,.... Tapio Kuivasaar i Geofyysikko Jukka Lehtimäk i Tutkimusassistentti kka Reinikaine n Geologi 011i Sa pää

3 2 KIRJALLISUUTT A Hyvärinen, Lauri, 1970. On the geology of the copper or e field in the Virtasalmi area, eastern Finland. Bull. Comm. geol. Finlande 240, 82 p. Hyvärinen, Lauri, 1970. Selostus Juvan-Virtasalmen aluee n malmitutkimuksista v. 1964-1970 I x=6880. 0 pohjoispuoli. 42 s. M 19/3232/70/1/1. Lehtimäki, Jukka, 1984. Työraportti seismisistä luotauksist a Virtasalmella. 4 s. Q 19/3231/84/1/23. Pekkala, Yrjö & Sarapää, 011i, 1989. Kaolin exploration i n Finland. Current Research 1988, ed. by Sini Autio, Geol. Surv. Finl., Special Paper 10 :113-118. Pekkala, Yrjö, Kuivasaari, Tapio, Lehtimäki, Jukka & Sarapää, 011i, 1989. Virtasalmen Litmasen kaolii - niesiintymän tutkimukset vuosina 1986-1989. M 19/3231/-89/1/82. Pekkala, Yrjö, Kuivasaari, Tapio, Lehtimäki, Jukka & Sarapää, 011i, 1989. Virtasalmen Vuorijoen kaolii - niesiintymän tutkimukset vuosina 1986-1989. M 19/3231/-89/2/82. Pekkarinen, Jouni, 1972. Selostus Juvan tutkimusprojekti n malmitutkimuksista vuosina 1962-1971 (x=6880. 0 eteläpuoli). 48 s. M 19/3231/72/1/10. Pekkarinen, Lauri J. & Hyvärinen, Lauri, 1984. Haukivuori. Suomen geologinen kartta 1 : 100 000 : kallioperäkartta (Geological map of Finland : pre-quartern a rocks.3231. Sarapää, 011i, 1987. Raportti kaoliinista ja Etelä- ja Keski - Suomen kaoliinipotentiaalisista alueista. 65 s., M82/1987/1.

3 3 Sarapää, 011i & Nissinen, Ahti, 1987. Väliraportti Virtasal - men kaoliinitutkimuksista. 16 s. M 19/3231/87/1/82. Sarapää, 011i & Kuivasaari, Tapio, 1989. Yhteenveto Virtasal - men kaoliinitutkimuksista vuosina 1987-1988. 2 5 s. M 19/3231/88/1/82. Siikarla, Toivo, 1966. Selostus geofysikaalisista tutkimuk - sista Karsikummussa Virtasalmen pitäjässä. 9 s. M17/Vrs-66/2. Siikarla, Toivo, 1966. Selostus geodeettisista mittauksist a Karsi kummun alueella Virtasalmella. 6 s. M17/Vrs-66/3. Siikarla, Toivo, 1967. On the geophysical investigation i n the Virtasalmi area. Bull. Comm. geol. Finlande 233, 85 p. Siikarla, Toivo, 1970. Selostus geofysikaalisista tutkimuk - sista Virtasalmen-Juvan tutkimusalueen pohjois - osassa vuosina 1963-1970. 21 s. M 19/3232/70/3/10.

3 4 9. LIITTYY (Säilytetään GTK :n arkistossa ) Kairausraportit M19/52/3231/-87/R 83-9 3 M19/52/3231/-87/R 382-39 0 M19/52/3231/ -89/R 611-62 7 M19/52/3231/ -90/R 65 4 M19/52/3231/ -90/R 667, 66 8 M19/52/3231/ -90/R 680-68 8 Kairausprofiilit M 52.7/3231/-90/R 84, R 682-68 4 M 52.7/3231/-90/R 85, R 388-39 0 M 52.7/3231/-90/R 86-88, 386, 387 M 52.7/3231/-90/R 89-9 1 M 52.7/3231/-90/R 92, 9 3 M 52.7/3231/-90/R 382-385, 654 M 52.7/3231/-90/R 611-614 M 52.7/3231/-90/R 615-617 M 52.7/3231/-90/R 618-62 3 M 52.7/3231/-90/R 624, 62 5 M 52.7/3231/-90/R 626, 627, 68 5 M 52.7/3231/-90/R 667, 66 8 M 52.7/3231/-90/R 680, 68 1 M 52.7/3231/-90/R 686-68 8 Geofysikaaliset mittaukse t IP-G Q28.42/323109C/198 7 SL Q24.117323109c/198 7 VLF Q24.31/323109C/198 8 VLF-R Q24.32/323109C/198 8 SAMPO Q24.15/323109C/1989/ 1 SAMPO Q24.15/323109C/1989/ 2 SAMPO Q24.16/323109C/1989/ 5 SAMPO Q24.16/323109C/1989/6

3 5 10. LIITTEE T 1. Ukonkankaan valtausaluekartt a 2. Hällinmäen kivilajikartt a 3. Ukonkankaan kaoliiniesiintymän kartta, 1 : 400 0 4. Kairausprofiilit, 1 : 50 0 M 52.7/3231/-90/R 84, R 682-68 4 M 52.7/3231/-90/R 611-61 4 M 52.7/3231/-90/R 85, R 388-39 0 M 52.7/3231/-90/R 382-385, 65 4 M 52.7/3231/-90/R 86-88, 386, 387 5. Kairareikien sijaintikartta 1 : 10 00 0 6. Kaoliinivarantokartta, 1 : 400 0 7. Tutkimuskustannukse t

Liite 4