Espoon yksikkö M06/2023/2004/1/84 SUOMUSJÄRVI SALMIJÄRVI Olli Sarapää Timo Ahtola Tegist Chernet Jukka Kaunismäki 31.12.2004 TUTKIMUSTYÖSELOSTUS SUOMUSJÄRVEN KUNNASSA, VALTAUSALUEELLA SALMIJÄRVI (KAIVOSREKISTERI N:O 7496/1) TEHDYISTÄ KALSIITTIKIVITUTKIMUKSISTA VUOSINA 2001-2003 SWEDEN FINLAND RUSSIA NORWAY Salmijärvi HELSINKI
2 GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS KUVAILULEHTI Päivämäärä 31.12.2004 Tekijät Raportin laji Tutkimustyöselostus Olli Sarapää, Timo Ahtola, Tegist Chernet ja Jukka Kaunismäki Toimeksiantaja GTK / Kauppa ja teollisuusministeriö Raportin nimi TUTKIMUSTYÖSELOSTUS SUOMUSJÄRVEN KUNNASSA, VALTAUSALUEELLA SALMIJÄRVI (KAIVOSREKISTERI N:O 7496/1) TEHDYISTÄ KALSIITTIKIVITUTKIMUKSISTA VUOSINA 2001-2003 Tiivistelmä Geologian tutkimuskeskus (GTK) on vuosien 2001-2003 aikana tutkinut Suomusjärven kunnassa sijaitsevaa Salmijärven kalsiittikiviesiintymää. Tutkimusten tavoitteena on ollut selvittää esiintymän käyttökelpoisuus paperipigmentin raaka-aineena. Tutkimukset käsittivät geologisen kartoituksen, magneettisen ja sähkömagneettisen mittauksen 2 km 2 ja kairauksen 22 reikää, yhteensä 2074 metriä. Kairasydämistä tehtiin kemiallisia analyyseja ja mineralogisia tutkimuksia sekä rikastuskokeita. Salmijärven kalsiittikivi on lähes pystyasentoinen lounais-koillissuuntainen graniitti- ja kiillegneissien ympäröimä. Kalsiittikivikerroksen paksuus vaihtelee 5-30 metriin ja sillä on pituutta noin kilometri. Todennäköinen varantoarvio Salmijärven esiintymästä on 100 metrin syvyyteen laskettuna 2.2 miljoonaa tonnia kalsiittikiveä, jonka karbonaattipitoisuus on 73 % (67% kalsiittia, 6 % dolomiittia, neutralointikyky 30,4). Kalsiittikivi on vaaleanharmaata tai punertavan harmaata, hieno- tai keskirakeista, ja sen kalsiittipitoisuus on 52-96 % ja dolomiittipitoisuus 6-27 %. Kalsiittikiven silikaattiraitojen määrä vaihtelee ja niissä on oliviinia, flogopiittia, serpentiiniä, diopsidia, wollastoniittia, kvartsia, maasälpää, klinohumiittia, kondrodiittia, spinelliä, granaattia, magnetiittia, magneettikiisua ja grafiittia. Salmijärven karbonaattikiviesiintymä ei ole laatunsa puolesta kiinnostava paperin mineraalisena raaka-aineena, mutta se soveltuisi kuitenkin maanparannuskäyttöön, koska karbonaattikiven neutralisointikyky täyttää maatalouskalkin laatuvaatimukset. Abstract Geological Survey of Finland (GTK) has carried out exploration on calcite marbles for several years in the Uusimaa Belt SW-Finland to discover deposits, which are suitable for the production of micronised calcite for paper industry. In the Salmijärvi area, in 2001-2003, geological mapping, magnetic and electromagnetic ground surveys were conducted and 22 diamond drill holes, altogether 2074 m were drilled, including also mineralogical and chemical analyses and processing tests from the drill cores. The Salmijärvi claim area is situated some 95 km northwest from Helsinki and there are no conservation areas near the deposit. The Salmijärvi marble deposit is at least 1 km long. The marble occurs as a subvertical 5-30 m thick layer surrounded by mica gneiss, amphibolite and granitegneiss. The indicated resources to the depth of 100 m are 2.2 Mt calcite marble with 73 % carbonates (67 % calcite and 6 % dolomite). The marble deposit is composed of light or reddish gray, fine to medium-grained marble, containing 52-96 % calcite and 6-27 % dolomite. The silicates impurities are olivine, flogopite, serpentine, diopside, wollastonite, quartz, feldspar, clinohumite, condrodite, spinel, garnet, magnetite, pyrrotite, and graphite. After the flotation and fine-grinding (D 50 =4-8 µm) the ISO-brightness (R457) of calcite concentrates is 85 92.1 %. Iron content of calcite in concentrates is rather low 0.08-0.17 %, but because of dolomite magnesium content is high 0.09-3.43 % MgO. The marble can be use as a agricultural limestone. Asiasanat (kohde, menetelmät jne.) Malminetsintä, teollisuusmineraalit, kalsiitti, dolomiitti, geofysikaaliset menetelmät, kairaus, mineraalivarantoarviot, rikastuskokeet, paperipigmentti, maatalouskäyttö, Exploration, industrial minerals, calcite, dolomite, geophysics, drilling, mineral recources, prosessing tests, paper pigment, agricultural use, Maantieteellinen alue (maa, lääni, kunta, kylä, esiintymä) Länsi-Suomen lääni, Suomusjärven kunta, Salmijärvi Karttalehdet Muut tiedot 202308 Arkistosarjan nimi Arkistotunnus CM06/2023/2004/1 Kokonaissivumäärä Kieli Hinta Julkisuus 26sivua, 5liitettä Suomi julkinen
3 TIIVISTELMÄ Geologian tutkimuskeskus (GTK) on vuosien 2001-2003 aikana tutkinut Suomusjärven kunnassa peruskarttalehdellä 2023 08 sijaitsevaa Salmijärven kalsiittikiviesiintymää. Tutkimusten tavoitteena on ollut selvittää esiintymän käyttökelpoisuus paperipigmentin raaka-aineena. Tutkimusalueella on viisi vanhaa louhosta, joista suurin on 25x70 m. Salmijärven aiheen tutkimukset aloitettiin geologisella kartoituksella, magneettisella ja sähkömagneettisella mittauksella noin 2 km 2 alueelta, jonka jälkeen tutkimuksia jatkettiin kairaamalla 22 (R449-470) kairanreikää, yhteensä 2074 metriä. Lisäksi kalsiittikivestä tehtiin kemiallisia analyyseja ja rikastuskokeita. Salmijärven kalsiittikivi on pystyasentoinen lounais-koillissuuntainen graniitti- ja kiillegneissien ympäröimä kerros, joka kaatuu koillisessa 70 kaakkoon ja lounaassa 70 luoteeseen. Kalsiittikivikerroksen paksuus vaihtelee 5-30 metriin ja sillä on pituutta noin kilometri. Todennäköinen varantoarvio Salmijärven esiintymästä on 100 metrin syvyyteen laskettuna 2.2 miljoonaa tonnia kalsiittikiveä, jonka karbonaattipitoisuus on 73 % (67% kalsiittia, 6 % dolomiittia, neutralointikyky 30.4). Paras osa esiintymästä on sen koillisosa, jossa 400 metrin matkalla on 1.3 Mt 71 % kalsiittia ja 8% dolomiittia sisältävää kiveä, jonka neutralointikyky on 31.8 Kalsiittikivi on vaaleanharmaata tai punertavan harmaata ja hieno- tai keskirakeista (0.5-2.0 mm). Sen kalsiittipitoisuus on 52-96 % ja dolomiittipitoisuus 6-27 %. Kalsiittikiven silikaattiraitojen määrä vaihtelee ja niissä on oliviinia, flogopiittia, serpentiiniä, diopsidia, wollastoniittia, kvartsia, maasälpää, klinohumiittia, kondrodiittia, spinelliä, granaattia, magnetiittia, magneettikiisua ja grafiittia. Kairanreikänäytteistä tehtyjen laboratorio-mittakaavaisten rikastuskokeiden perusteella rikasteiden kalsiittipitoisuus on yli 95 %. Dolomiittia rikasteissa on XRD-määritysten mukaan 0-5 %. Alle 30 mikronin (d50 4-8 µm) raekoosta määritettyjen kalsiittirikasteiden ISO-vaaleusarvot ovat matalia 85.0-92.1 %, ja keltaisuusarvot korkeita, 0.7-5.9 %. Tämä johtuu rikasteiden dolomiittipitoisuuden lisäksi mangaanin ja raudan värjäämistä punertavista ja kellertävistä kalsiittirakeista sekä vihreästä serpentiinistä. Kalsiitin rautapitoisuudet rikasteissa ovat melko alhaisia 0.08-0.17 % Fe 2 O 3, mutta dolomiitista johtuen magnesiumpitoisuudet ovat korkeita (0.09-3.43 % MgO). Salmijärven karbonaattikiviesiintymä ei ole laatunsa puolesta kiinnostava paperin mineraalisena raaka-aineena. Esiintymä soveltuisi kuitenkin maanparannuskäyttöön, koska karbonaattikiven neutralisointikyky täyttää maatalouskalkin laatuvaatimukset. Hyödyntämisen kannalta kiinnostavin on esiintymän koillisosa. GTK luopuu alueen valtausoikeuksista vuoden 2005 loppuun mennessä.
ASTRACT 4 Geological Survey of Finland (GTK) has carried out exploration on calcite marbles for several years in the Uusimaa Belt SW-Finland. The aim is to discover deposits, which are suitable for the production of micronised calcite for paper industry. One of the prospects has been the Salmijärvi marble deposit, where GTK carried out exploration in years 2001-2003. In the Salmijärvi area geological mapping, magnetic and electromagnetic ground surveys were conducted and 22 diamond drill holes, altogether 2074 m were drilled, including also mineralogical and chemical analyses and processing tests from the drill cores. The Salmijärvi claim area is situated some 95 km northwest from Helsinki and 90 southeast from Turku in the Suomusjärvi municipality in SW-Finland. There are no conservation areas near the deposit. The Salmijärvi marble deposit is at least 1 km long. The marble occurs as a subvertical (dip70 degrees) SW-NE-trending layer. The width of calcite marble is 5-30 m. Country rocks are mica gneiss, amphibolite and granitegneiss. The indicated resources to the depth of 100 m are 2.2 Mt calcite marble with 73% carbonates (67 % calcite and 6 % dolomite). The marble deposit is composed of light or reddish gray, fine to medium-grained marble, containing 52-96 % calcite and 6-27 % dolomite. The silicates impurities are olivine, flogopite, serpentine, diopside, wollastonite, quartz, feldspar, clinohumite, condronite, spinel, garnet, magnetite, pyrrotite, and graphite. After the flotation and fine-grinding (D 50 =4-8 µm) the ISO-brightness (R457) of calcite concentrates is 85 92.1 %. Iron content of calcite in concentrates is rather low 0.08-0.17 %, but because of dolomite magnesium content is high 0.09-3.43 % MgO. The marble could be use as a agricultural limestone. The brighness value does not fulfil the requirement of the GCC and so GTK will give up the claim by the end of 2005.
SISÄLLYSLUETTELO 5 1. JOHDANTO 1.1. Tausta ja tavoitteet 6 1.2. Tutkimuskohteen sijainti 6 1.3. Aikaisemmat tutkimukset 6 2. SUORITETUT TUTKIMUKSET 2.1. Geologiset tutkimukset 9 2.2. Geofysikaaliset mittaukset 9 2.3. Kairaus 9 2.4. Karbonaattikivien analysointi 10 2.5. Rikastuskokeet 10 3. TUTKIMUSALUEEN GEOLOGISET PÄÄPIIRTEET 3.1. Karbonaattikivien alueellinen esiintyminen. 11 3.2. Salmijärven kalsiittikiviesiintymä. 11 4. KARBONAATTIKIVIEN KOOSTUMUS 4.1. Karbonaattikivien mineraalikoostumus. 13 4.2. Karbonaattikivien kemiallinen koostumus. 14 5. MINERAALIVARANTOARVIO 15 6. KARBONAATTIKIVIEN LAATUSELVITYKSET. 16 7. ESIINTYMÄN ARVIOINTI JA JATKOTUTKIMUKSET. 17 8. KIRJALLISUUSVIITTEET. 18 9. LIITTYY. 18 10. LIITTEET..18 1. Salmijärven valtausaluekartta, 1:15 000. 2. Salmijärven magneettinen maanpintamittaus, 1:10 000. 3. Salmijärven karbonaattikiviesiintymän kivilajikartta, 1:10 000. 4. Kairareikien koordinaatit, suunta ja pituus 5. Kairausprofiilit, 1:500 : R449-R470
1. JOHDANTO 6 1.1. Tausta ja tavoitteet Geologian tutkimuskeskuksen (GTK) teollisuusmineraalitutkimusten tavoitteena on paikantaa Etelä-Suomen alueelta taloudellisesti hyödynnettäviä kalsiittikiviesiintymiä paperipigmentin raakaaineeksi, samalla selvitetään kohteiden muita käyttömahdollisuuksia. Alustavissa kartoituksissa Salmijärvi valittiin tutkimuskohteeksi, koska vanhan louhoksen kalsiittikivi on laadultaan puhdasta ja se on leveimmillään 25 metriä. Salmijärven tutkimuksista on vastannut geologi, FT Olli Sarapää, tutkimuksiin on osallistunut geologi Timo Ahtola. Kairausten valvonnan ja raportoinnin maastossa on tehneet tutkimusapulaiset Jukka Kaunismäki ja Pekka Karimerto. Tekniikan tohtori Tegist Chernet on tehnyt mineralogiset tutkimukset ja kalsiitin rikastuskokeet GTK:n mineralogian laboratoriossa. 1.2. Tutkimuskohteen sijainti Salmijärven karbonaattikiviesiintymä sijaitsee Etelä-Suomen läänissä Suomusjärven kunnan Hinttalan kylän alueella, karttalehdellä 2023 08B. Geologian tutkimuskeskuksella on alueella 36 hehtaarin kokoinen Salmijärvi-niminen valtaus (Kaivosrekisteri n:o 7496/1), joka raukeaa 31.10.2007 (liite 1). Tutkimusalueella on viisi vanhaa louhosta, joista suurin on 25x70 m, muutoin kalsiittikivijakso on paljastumaton kulkien pitkin alavaa metsämaastoa graniittigneisseistä koostuvien kalliomäkien välissä. Esiintymälle pääsee soratietä, jota pitkin Ykköstielle on matkaa on 1,5 km ja edelleen Suomusjärven keskustaan kolme kilometriä ja Helsinkiin 95 km ja Turkuun 90 km. Uusi Ykköstien levennys tulee ulottumaan aivan valtausalueen eteläreunaan. Tutkimusalueella ei ole suojelukohteita. 1.3. Aikaisemmat tutkimukset Salmijärven karbonaattikiviesiintymä on tunnettu jo vuosisadan alkupuolella Kitula nimellä (Eskola ja muut, 1919). Ilmari Sallin (1955) laatimalla Suomusjärven kallioperäkartalla (2023) yhtenäisen kalsiittikivijakson pituus on 10 km ja siinä Salmijärven alue on jakson keskiosassa. Ympäristön kivilajit ovat happamia gneissejä. Lohjan alueella ovat Nordkalk Oyj Abp:n Tytyrin ja Mustion karbonaattikivikaivokset. GTK:n tutkimia karbonaattikohteita ovat Kiskon Iso-Sorro ja Hyypiämäki (Sarapää ja muut, 2000), Nummi-Pusulan Kalkkimäki ja Remo, Pohjan Kuovila, (Reinikainen ja muut, 2000), Karjalohjan Kärkelä ja Pellonkylä, sekä Kemiön saarella Norrlammala, Genböle ja Illo (kuva 2).
Kuva 1. Salmijärven valtausalueen sijainti peruskarttalehdellä 2023 08. 7
Kuva 2. Salmijärven ja Lounais-Suomen muut tunnetut karbonaattikiviesiintymät Korsman ja muut (1997) laatimalla geologisella kartalla. 8
9 Kuva 3. Salmijärven vanha kalkkikivilouhos, jonka pituus on noin 70 m ja leveys 25 m. Vettä montussa on muutama metri. SUORITETUT TUTKIMUKSET 2.1. Geologiset tutkimukset Salmijärven karbonaattikivikivijaksoon tehtiin 1:5000 mittakaavainen geologinen kartoitus, jolloin otettiin vasaranäytteitä ja paikkatiedot mitattiin GPS-laitteella (liite 2). Kartoituksen alueella tekivät tutkimusavustaja Jukka Kaunismäki ja geologi Olli Sarapää. 2.2. Geofysikaaliset mittaukset Salmijärven tutkimuskohteella tehtiin keväällä 2002 systemaattisia magneettisia ja slingrammittauksia 2 km 2 kokoisella alueella (Lohva 2004). Vaikka Salmijärven karbonaattikivet eivät ole magneettisia niiden kulkua pystyttiin seuraamaan, koska sivukivinä esiintyvät kiillegneissit ovat heikosti magneettisia. (liite 3). 2.3.Kairaus Salmijärven esiintymän näytteenotto tehtiin Geokeskus OY:n ja GTK:n POKA-kalustoilla kairaamalla syksyllä 2002 ja keväällä 2003 yhteensä 22 kairanreikää, yhteensä 2074 metriä (taulukko 1). Reiät on tehty 45 kaateella. Kairasydämet säilytetään GTK:n Lopen arkistossa.
10 Kairanreikien paikat on sidottu valtakunnalliseen X-Y koordinaatistoon GPS-laitteistolla ja Takymetrillä. Reikien sijaintiedot on esitetty liitteessä 4 ja kairausprofiilit liitteessä 5. Taulukko 1. Salmijärven karbonaattiesiintymän kairaus vuosina 2002-2003. Yritys Vuosi Reikänumerot Reikien lkm Kairausmetrit Geokeskus Oy 2002 R449-462 14 1291 GTK 2003 R463-470 8 783 YHTEENSÄ 22 2074 Kairansydämet raportoitiin KAIRA-ohjelmalla GTK:n Lopen kairasydänarkistolla. Samalla näytteet valokuvattiin ja niistä valittiin analysoitavat näytteet. Laboratoriotutkimuksiin valitut kairasydämet halkaistiin kemiallista analysointia ja rikastuskokeita varten 2-3 metrin pituisina näyteväleinä. 2.4. Karbonaattikivien analysointi Karbonaattikivinäytteet analysointiin GTK:n kemian laboratoriossa, Espoossa. Halkaistujen kairasydännäytteiden puolikkaat murskattiin leukamurskaimella 3-8 mm raekokoon (menetelmä 30) ja analyysiin kahtioimalla erotettu osa jauhettiin wolframi-karbidipannulla (43) alle 60 mikronin fraktioon. Näytteiden kemiallinen analysointi tehtiin kolmessa vaiheessa, 124 näytteestä (tilaukset 70789 ja 70793). 1) Leco-analysaattorilla määritettiin näytteiden hiilipitoisuus (811L). 2) Näytteistä tehtiin osittaisliuotus HCl:lla, ja liuenneesta aineksesta määritettiin pääalkuaineet ja joitakin hivenalkuaineita ICP-AES menetelmällä (analyysimenetelmä 406P). 3) Näytteiden kokonaiskoostumus, pää- ja hivenalkuaineet, analysoitiin röntgenfluoresenssimenetelmällä (XRF, menetelmä 175X). Tulosten tarkastelussa liuenneen Mg-pitoisuuden perusteella laskettiin dolomiitin määrä. Hiilidioksidipitoisuudesta vähennettiin dolomiittiin sitoutunut hiilidioksidi, joka vähennettiin hiilidioksidin kokonaismäärästä ja jäljelle jäävä hiilidioksidin määrä laskettiin kalsiitiksi. Dolomiitin osuus voi olla arvioitu hieman liian korkeaksi, koska osa magnesiumista voi olla oliviinista, serpentiinista tai klinohumiitista peräisin. 2.5. Rikastuskokeet Salmijärven karbonaattikivistä tehtiin GTK:ssa 12 rikastuskoetta (Chernet, 2003). Valitut näytteet edustavat esiintymän tyypillisiä karbonaattikiviä, ja ne yhdistettiin 4-15 metrin pituudelta 800 g
11 syötepanokseksi. Näytteet jauhettiin ja seulottiin vaahdotusta varten alle <250 µm raekokoon. Karbonaatit vaahdotettiin erilleen kahden litran vaahdotuskennossa ilman liejunerotusta. Rikasteet jauhettiin 20 minuutin ajan Mortal-jauhimella alle 30 mikronin raekokoon, jonka jälkeen niistä tehtiin vaaleus- ja keltaisuusarvojen mittaus Elrepho-laitteistolla. Rikasteiden syötteistä ja tuotteista tehtiin kemialliset analyysit (tilaus 80243, XRF, menetelmä 175X,811L) ja dolomiitin määrä määritettiin XRD:llä. 3. TUTKIMUSALUEEN GEOLOGISET PÄÄPIIRTEET Salmijärven karbonaattikiviesiintymä sijaitsee Svekofennisen Pääalueen Etelä-Suomen kaarikompleksissa (Korsman ja muut, 1997) ns. Uudenmaan liuskevyöhykkeen itäosassa (kuva 2). Uudenmaan liuskealueen kivilajiseurannot ovat 1905-1880 miljoonaa vuotta vanhoja ja sen suprakrustiset kivilajit ovat metamorfoituneet amfiboliittifasieksen olosuhteessa (Kähkönen, 1998). 3.1. Karbonaattikivien alueellinen esiintyminen Uudenmaan liuskealueeseen lukeutuu felsisten gneissien, amfiboliittien ja granitoidien lisäksi useita karbonaattikivikerroksia (Koistinen, 1992), jotka ovat Kemiön seudulla pääasiassa kalsiittisia ja Kisko-Lohja ja Suomusjärvi-Nummi-Pusula alueilla koostuvat yleensä vuorottelevista kalsiitti- ja dolomiittikivikerroksista (Reinikainen, 2001). Vaikka kallioperäkartoilla karbonaattikivet on tyypillisesti esitetty kapeina ja epäjatkuvina kerroksina, ne muodostavat yhtenäisiä ja vain osittain paljastuneita jaksoja, jotka ovat seurattavissa geologisen kartoituksen, kairausten ja geofysikaalisten mittausten avulla. Suomusjärven karttalehdellä kalsiittikivijakson pituus on noin 10 km ja monin paikoin kalsiittikivi on hienorakeiseksi hiertynyttä. Sen sivukivet ovat pääosin vulkaanisperäisiä happamia gneissejä. 3.2. Salmijärven kalsiittikiviesiintymä Salmijärven esiintymän kalsiittikivikerroksen paksuus vaihtelee 5-30 metriin. Koillisosassa se on paksuimmillaan, mutta hajoaa lounaassa kolmeksi erilliseksi kerrokseksi. Kalsiittikivikerros on melko pystyasentoinen ja lounais-koillissuuntainen. Se on graniitti-, kiille- ja sarvivälkegneissien ympäröimä ja kaatuu koillisessa 70-75 kaakkoon ja lounaassa 70 luoteeseen. Kalsiittikivi esiintyy katkeilevana, mikä osittain saattaa johtua loivasta venymästä, Salmijärven louhoksen eteläpäästä mitattiin venymäksi 60 /25. Kalsiittikivikerroksella on pituutta noin kilometri. Hyödyntämisen kannalta kiinnostavin osa on esiintymän koillispää, jolla on pituutta noin 400 m. Kalsiittikivi on valkoista, mutta siinä on paikoin mustia serpentiini, amfiboli ja flogopiitti raitoja. Kalsiittikiven sivukivenä on yleensä graniittigneissi, graniittipegmatiitti, kiillegneissi tai sarvivälkeneissi paikoin diopsidikarren erottamana. Sivukivet ovat usein hyvin rikkonaisia.
Kuva 3. Kairasydänvalokuvia (märkänä) Salmijärven koillisosan kalsiittikivestä ja sivukivestä R456. Yläkuvassa punainen graniittipegmatiitti vaihtuu alaspäin vaaleaksi kalsiittikiveksi. Kalsiittikivi on kerroksellista vaaleanharmaata ja siinä on tummia silikaattiraitoja (oliviinia, serpentiiniä, diopsidia ja granaattia sekä hieman wollastoniittia). Kalsiittikivessä on myös tummien silikaattimineraalien hapettumisesta johtuen punertavia raitoja. 12
13 4. KARBONAATTIKIVIEN KOOSTUMUS 4.1. Karbonaattikivien mineraalikoostumus Salmijärven kalsiittikivet ovat väriltään vaaleita ja paikoin puna- tai viherraitaisia silikaattien laadusta ja määrästä riippuen (kuva 3). Rakenteeltaan ne ovat granoblastisia ja yleensä keskirakeisia, tai hiertymisestä johtuen hienorakeisia. Mineralogiset tutkimukset osoittavat, että karbonaattimineraalien osuus on keskimäärin 80 %. Kalsiitti on vallitseva, dolomiittia on yleensä alle 10 %. Keskimääräinen raekoko vaihtelee 0.5-2 mm. Silikaattimineraaleista oliviini ja sen muuttumistuloksina serpentiini ovat yleisiä dolomiittisissa kerroksissa. Muita silikaattimineraaleja ovat flogopiitti, muskoviitti, diopsidi, kondrodiitti, klinohumiitti, granaatti, kvartsi ja maasälpä. Lisäksi tavataan tremoliittia, wollastoniittia, titaniittia, magneettikiisua, magnetiittia, spinelliä ja apatiittia. Kuva 4. Karbonaattikivien epäpuhtauksia silikaattiraidoissa. A. Karkearakeista muuttumatonta oliviinia ja flogopiittia kalsiittirakeiden välissä R455/34.6m). B. Voimakasta oliviinin sepentiiniytymistä kalsiittikivessä, opaakit spinelliä ja granaattia (R456/51.3m).
4.2.Karbonaattikivien kemiallinen koostumus 14 Salmijärven karbonaattikivet sisältävät keskimäärin 75.8 % (52-96%) karbonaattia. Kalsiitin määrä on 69.2 % (30-94 %) ja dolomiitin 6.6 % (0.2-27 %) (taulukko 2). Karbonaattikivien neutralisointikyky liuennut Mg kalsiumiksi laskettuna on 30.4 (21-39). Karbonaattikivien liuenneen magnesiumin osuus on 0.87 % Mg ( 0.02-3.6 %). Liuenneen mangaanin 169 ppm Mn (59-441 ) ja raudan 0.13 % Fe (0.03-0.57) vaihteluväli on suuri, mutta keskipitoisuudet melko alhaiset. Kalsiittikivet sisältävät 45-94 % kalsiittia ja 0-9 % dolomiittia. Kalsiitti-dolomiittikivet sisältävät 30-83 % kalsiittia ja 10-27 % dolomiittia. Kalsiittikiven neutralisointikyky on 30 ja dolomiitti-kalsiittikiven 33. Taulukko 2. Salmijärven kalsiittikiven (1) ja dolomiitti-kalsiittikiven (2) keskikoostumukset DOLO Ca % Mg % Mn C % kivilaji KARB % KALS % % ICP ICP Fe % ICP ppm Leco 1.00 Mean 74.6 70.1 4.4 28.8.6.13 170 9.0 N 155.1 155.1 155.1 155.1 155.1 155.05 155 155.1 Std. Deviation 12.6 12.5 2.6 4.6.3.08 68 1.5 Minimum 52.5 45.1.2 20.7.0.03 59 6.3 Maximum 95.6 94.1 9.8 38.9 1.3.41 411 11.5 2.00 Mean 80.9 65.6 15.3 29.8 2.0.17 165 9.8 N 39.0 39.0 39.0 39.0 39.0 38.95 39 39.0 Std. Deviation 12.7 15.1 4.6 4.8.6.08 78 1.5 Minimum 52.5 29.5 10.1 19.8 1.3.09 88 6.4 Maximum 94.4 83.4 27.2 35.4 3.6.57 371 11.4 Total Mean 75.8 69.2 6.6 29.0.9.14 169 9.2 N 194.0 194.0 194.0 194.0 194.0 194.00 194 194.0 Std. Deviation 12.8 13.1 5.3 4.7.7.08 70 1.5 Minimum 52.5 29.5.2 19.8.0.03 59 6.3 Maximum 95.6 94.1 27.2 38.9 3.6.57 411 11.5
5. MINERAALIVARANTOARVIO 15 Salmijärven kalsiittiesiintymän mineraalivaranto on arvioitu 100 metrin syvyyteen perustuen kairaustuloksiin jai paljastumien pintakartoitukseen (liitteet 1-5). Se on laskettu lineaarisella leikkausmenetelmällä, jossa kairausprofiilin vaikutusalue ulottuu aina seuraavan profiilin puoliväliin. Varantoarviossa kalsiittikiven tiheytenä on käytetty 2.7 t/m 3. Profiilit on kairattu 100-150 m profiilivälein, mikä ei ole riittävä luotettavan varantoarvion tekemiseen, koska Salmijärven kalsiittiesiintymä on epäyhtenäinen ja kuroutuu useiksi erillisiksi linsseiksi. Paras osa esiintymästä on sen koillisosa käsittäen kairausprofiilit R449-450 ja R455-456, jossa kerrospaksuus on 22-27 m. Nämä reiät on kairattu vanhojen louhosten alle. Tästä lounaaseen R457 ja 458-460 kerrospaksuus on enää vain 10 metrin luokkaa. Edellä mainitun neljän kairausprofiilin vaikutuspiirissä on 1.3 miljoona tonnia kiveä, jossa on 71.3% kalsiittia ja 8 % dolomiittia eli karbonaattipitoisuus on 79.3 % 440 metrin vaikutusmatkalla. Salmijärven kalsiittiesiintymän yhteenlaskettu todennäköinen kokonaisvaranto on 900 m vaikutusalueella 2.43 Mt karbonaattikiveä. Tästä raakkujen osuus on alle 10 % (taulukko 3). Taulukko 3. Salmijärven esiintymän mineraalivarantoarvio. Raakun osuus kokonaisvarannoissa noin 0.2 Mt. Kairaus pinta-ala karb % raakkuineen kerros m vaikutusmatka m m 3 tonnia karbonaattikiven koostumus kalsiitti% dolomiitti% karb % ilman raakkua neutralisointikyky R449-450 1114 69.1 22 110 122526 330821 67.8 10.6 78 31,5 R455-456 2438 64.4 27 95 231563 625219 72.6 6.5 79.1 31.8 R457 546 57.3 6 80 43680 117936 68.9 7.4 76.6 30.6 R458-460 484 68.6 8 155 75020 202554 75.7 7.5 83.3 32.9 R461-462 972 50.2 9 140 136080 367416 58.9 6 65 26.3 R463-465 1262 44.2 10 115 145073 391696 59.1 3.9 63 25.7 R466-470 608 60.9 5 ja10 110 66825 180428 62.5 1.5 63.9 25.3 R468-469 838 63.1 2x4 95 79563 214819 71.5 5.2 76.8 31 yhteensä 59.3 900 2.43 66.9 6 73
16 6. KARBONAATTIKIVIEN LAATUSELVITYKSET GTK:ssa tehtiin kaksitoista rikastuskoetta Salmijärven karbonaattikivinäytteistä (Chernet, 2003). Rikasteisiin on karbonaattimineraalien lisäksi jäänyt hieman kvartsia, maasälpiä ja kiillettä, jotka erottuvat analysoitaessa korkeahkoina SiO 2- ja Al 2 O 3- pitoisuuksina. Rikasteiden sisältämät punertavat ja kellertävät kalsiittirakeet, jotka ilmenevät analyysien kohonneina rauta- ja mangaanipitoisuuksina, laskevat vaaleus- ja nostavat keltaisuusarvoja. Myös rikasteiden dolomiittipitoisuus, joka ilmenee MgO-pitoisuuksina vaikuttaa negatiivisesti rikasteiden vaaleuteen (taulukko 4). Kalsiittirikasteista tehtiin hienojauhatuksen jälkeen vaaleus- ja keltaisuusmittauksia GTK:ssa. Rikasteiden ISO-vaaleusarvot ovat matalia 85-92 % ja keltaisuusarvot korkeita, 0.7-5.9.8 % Vaaleusmittaukset tehtiin alle 30 µm raekoosta, jolloin niiden keskimääräinen raekoko (d50-arvo) on 4-9 µm. Rikasteiden koostumuksen ja alhaisen vaaleuden perusteella Salmijärven kalsiittikivestä ei saada paperin päällystepigmentiksi soveltuvaa raaka-ainetta. Taulukko 4. Salmijärven rikasteiden kemiallinen koostumus (XRF+Leco), sekä vaaleus- ja keltaisuusarvot %. C CaO MgO Fe2O3 MnO Al2O3 SiO2 ISO-VAALEUS KELT R449 (60.15-68.10) 12.0 54.3 1.97 0.14 0.015 0.03 0.33 92 0.9 R449 (68.80-76.00) 11.9 54.2 1.96 0.17 0.021 0.06 0.54 89.7 1.8 R450 (121.00-127.10) 12.1 55.1 1.07 0.07 0.025 0.03 0.29 86.9 5.3 R450 (113.90-121.0) 12.0 53.1 2.92 0.12 0.020 0.05 0.49 88.4 3.4 R455 (5.90-20.20) 12.0 54.8 1.46 0.14 0.032 0.06 0.47 90.5 2.3 R455 (24.00-28.20) 12.0 55.1 1.50 0.10 0.029 0.03 0.44 84.8 5.9 R455 (29.40-39.90) 12.0 55.9 0.87 0.16 0.021 0.04 0.34 92.1 1.5 R456 (48.80-52.80) 15.1 51.9 3.43 0.16 0.019 0.04 0.69 88.8 0.8 R456 (52.80-59.75) 12.0 55.6 0.47 0.11 0.026 0.11 0.84 91.7 1.6 R456 (62.60-70.70) 11.9 54.7 1.55 0.16 0.037 0.04 0.47 86.6 1.1 R456 (70.70-80.75) 12.0 56.9 0.09 0.08 0.015 0.02 0.15 89.9 4.2 R458 (30.55-39.85) 12.0 53.6 2.54 0.13 0.020 0.07 0.56 89.0 1.5 Edellä esitettyjen tulosten perusteella Salmijärven kalsiittikivi ei vaaleutensa puolesta sovellu paperipigmentin raaka-aineeksi. Sen sijaan kiven karbonaattipitoisuus on riittävä, jos sitä käytetään maanparannus- tai muuhun vastaavaan tarkoitukseen.
17 7. ESIINTYMÄN ARVIOINTI JA JATKOTUTKIMUKSET Salmijärven kalsiittikivi ei kelpaa GTK:ssa tehtyjen laatuselvitysten perusteella raaka-aineeksi paperipigmentin valmistukseen. Esiintymän todennäköinen mineraalivarantoarvio on 2.2 Mt karbonaattikiveä, joka koostumuksen puolesta kelpaa maanparannuskalkiksi. Koska Salmijärven karbonaattikiviesiintymä ei kokonsa ja laatunsa puolesta ole taloudellisesti kiinnostava paperin mineraalisena raaka-aineena GTK luopuu alueen valtausoikeuksista vuoden 2005 loppuun mennessä. Esiintymä karbonaattikivi soveltuu maanparannuskäyttöön, sillä karbonaattikiven neutralisointikyky täyttää maatalouskalkin laatuvaatimukset. Hyödyntämisen kannalta kiinnostavin on esiintymän koillisosa. Karbonaattikivijakson tutkimukset jatkuvat Ykköstien eteläpuolella ja näiden myötä myös Salmijärven esiintymän hyödyntäminen saattaa tulla mahdolliseksi. Espoo, 31.12.2004 Olli Sarapää Timo Ahtola Tegist Chernet Jukka Kaunismäki Geologi, FT Geologi Tekniikan tohtori Tutkimusavustaja
18 8. KIRJALLISUUSVIITTEET Eskola, P., Hackman, V., Laitakari, A. ja Wilkman, W.W. 1919. Suomen kalkkikivi. Geoteknillisiä tiedonantoja 21, Valtioneuvoston kirjapaino, Helsinki, 265 s. Kähkönen, Y. 1998. Svekofenniset liuskealueet - merestä peruskallioksi. Teoksessa Lehtinen, M., Nurmi P. ja Rämö, T. (toim.) Suomen kallioperä 3000 vuosimiljoonaa. Helsinki: Suomen geologinen seura, ss. 199-227. Koistinen, T., 1991. Tammisaari. Suomen geologinen kartta 1:100 000 : tilapäinen kallioperäkartta 2014. Koistinen, T., 1992. Lyhyt kuvaus Tammisaaren kartta-alueen kallioperästä. Suomen geologinen kartta 1:100 000: tilapäisten kallioperäkarttojen selitykset 2014. 10 s. Korsman, K. (ed.); Koistinen, T. (ed.); Kohonen, J. (ed.); Wennerström, M. (ed.); Ekdahl, E. (ed.); Honkamo, M. (ed.); Idman, H. (ed.); Pekkala, Y. (ed.) 1997. Suomen kallioperäkartta = Berggrundskarta över Finland = Bedrock map of Finland 1:1 000 000. Espoo: Geologian tutkimuskeskus. Reinikainen, Jukka 2001. Petrogenesis of Paleoproterozoic marbles in the Svecofennian Domain, Finland. Geologian tutkimuskeskus. Tutkimusraportti 154. 84 p. + 1 app., 2 app. maps. Salli, I. 1955. Suomusjärvi. Suomen geologinen kartta 1:100 000 : kallioperäkartta 2023+karttalehtiselitys. Sarapää, O., Ahtola, T. & Reinikainen, J., 2000. Tutkimustyöselostus Kiskon kunnassa sijaitsevan Iso-Sorron kalsiitti- ja dolomiittiesiintymien tutkimuksista (valtausalueet Multsilta, kaivosrekisterinumero 6713/1 ja Kuohassuo, kaivosrekisterinumero 6871/1) vuosina 1998-2000. Geologian tutkimuskeskus, arkistoraportti, M06/2014/2000/1/8. 9. LIITTYY 1. Sarapää, Olli, 2004. Salmijärven kairasydänraportit R449-470, kemialliset analyysit ja valokuvat, sekä gemcom-data CD:llä. 2. Chernet, Tegist, 2003. Preliminary mineralogical descriptions and mineral processing tests on crushing and flotation of Salmijärvi, Suomusjärvi, calcite rock. Geological Survey of Finland, Report CM 16/2003/7, 17 p, 3 app. 3. Lohva, Jaana, 2004. Geofysikaaliset mittaukset Suomusjärven Salmijärvellä, koskee karttalehtiä 202308. CQ19/2023/04/1, 2 s, 7 liitettä. 10. LIITTEET 1. Salmijärven valtausaluekartta, 1:15 000. 2. Salmijärven magneettinen maanpintamittaus, 1:10 000. 3. Salmijärven karbonaattikiviesiintymän kivilajikartta, 1:10 000. 4. Kairareikien koordinaatit, suunta ja pituus. 5. Kairausprofiilit, 1:500 : R449-R470 6. Liittyy CD
Liite 2 19
20 Liite 3
Liite 4. 21
Salmijärven kairareikien koordinaatit, suunta ja pituus 22 Reikä x y z suunta kaade pituus R449 6696986.374 2480939.711 94.579 315 45 101.13 R450 6696958.008 2480968.141 94.579 315 45 146.2 R451 6697040.428 2481040.494 94.976 315 45 79.8 R452 6697005.058 2481072.219 95.250 315 45 49.89 R453 6696918.803 2480839.736 93.955 315 45 95.85 R454 6697054.779 2481028.545 95.103 135 45 49.19 R455 6696887.377 2480646.379 89.285 315 45 120.5 R456 6696867.478 2480675.628 90.931 315 45 99.43 R457 6696895.021 2480709.276 90.092 315 45 78.74 R458 6696820.237 2480520.561 89.656 315 45 78.33 R459 6696782.862 2480557.997 90.272 315 45 123.61 R460 6696743.777 2480594.321 93.525 315 45 80.98 R461 6696689.136 2480400.039 94.115 315 45 99.13 R462 6696660.203 2480426.933 96.518 315 45 88.36 R463 6696479.170 2480154.685 103.909 135 45 60.5 R464 6696511.769 2480126.302 101.730 135 45 103.8 R465 6696547.133 2480092.173 98.703 135 45 102.5 R466 6696569.193 2480245.213 101.290 135 45 91 R467 6696590.768 2480225.171 100.775 135 45 119.45 R468 6696587.188 2480365.482 102.777 315 45 91.35 R469 6696565.269 2480383.783 103.635 315 45 111.2 R470 6696640.556 2480177.682 96.848 135 45 103.6 2074.54
Kairausprofiilit, 1:500 : R449-R470 Liite 5. 23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35