Espoon yksikkö Kallioperä- ja raaka-aineet M06/2341/2003/1 Toholampi Lylyneva Olli Sarapää Niilo Kärkkäinen 31.12.2003 TUTKIMUSTYÖSELOSTUS TOHOLAMMEN KUNNASSA VALTAUSALUEELLA LYLYNEVA 1-2 (KAIVOSREKISTERINUMERO 6141/1-2 ) SUORITETUISTA ILMENIITTITUTKIMUKSISTA VUOSINA 1994-1997. SWEDE FINLAND LYLYNEVA RUSSI NORWA HELSINKI
GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS KUVAILULEHTI Päivämäärä 31.12.2003 2 Tekijät Olli Sarapää ja Niilo Kärkkäinen Raportin laji Tutkimustyöselostus Toimeksiantaja GTK Raportin nimi TUTKIMUSTYÖSELOSTUS TOHOLAMMEN KUNNASSA VALTAUSALUEELLA LYLYNEVA 1-2 (KAIVOSREKISTERINUMERO 6141/1-2 ) SUORITETUISTA ILMENIITTITUTKIMUKSISTA VUOSINA 1994-1997. TIIVISTELMÄ Geologian tutkimuskeskus (GTK) on vuosien 1994-1997 aikana tutkinut Toholammen kunnassa peruskarttalehdellä 2341 05 sijaitsevaa Lylynevan ilmeniittiesiintymää. Esiintymä sijaitsee Koivusaarennevan esiintymän koillispuolella siirroksen erottamana. Tutkimuksen tavoite on ollut selvittää esiintymän käyttökelpoisuutta titaanidioksidipigmentin raaka-aineena. Paljastumaton esiintymä paikannettiin systemaattisin geofysikaalisin mittauksin ja kairauksin. Esiintymän ympäristön geofysikaaliset anomaliat ovat pääosin tutkimatta. Lylynevan ilmeniittiesiintymä on luokiteltavissa kerrokselliseen emäksiseen intruusioon liittyväksi magmaattiseksi titaanimalmiksi. Ilmeniittimineralisaatio muodostuu lähes pystyasentoisesta katkeilevasta laatasta, joka on kolme kilometriä pitkä ja jonka paksuus vaihtelee 2-20 metriin. Mineralisaatio koostuu pirotteisesta ja massiivisesta oksidimalmiosta. Varantoarvion perustana on 17 syväkairausreikää, joiden kokonaispituus on 1771 m. Mineralisaatio lävistettiin 11 kairanreiässä. Lylynevan mahdollinen ilmeniittivaranto on 1.8 Mt, keskipitoisuudella 31% ilmeniittiä ja 12 % magnetiittia tai 5.3 Mt keskipitoisuudella 10 % ilmeniittiä. Arvio ulottuu 70 m syvyydelle kallionpinnasta. Maapeitteen keskipaksuus on 13 m (5-20 m), joka koostuu turpeen peittämästä moreenista. Mineralisaation pintaosa on paikoin rapautunut. Malmimikroskooppisten tutkimusten perusteella ilmeniitti ja magnetiitti esiintyvät omina rakeinaan gabrossa, ilmeno-magnetiitti on harvinainen. Apatiittia on paikoin runsaasti. Ilmeniitti sisältää 50.2 % TiO 2, 47.1 % FeO tot, 0.17 % V 0.01 % Cr ja 0.2 % Mg, joten ilmeniitin koostumus on hyvä. Magnetiitti sisältää 0.8 % V. ABSTRACT Geological Survey of Finland (GTK) has during 1994-1997 explored the Lylyneva ilmenite deposit in the Toholampi municipality mid-western Finland, base map sheet 2341 05. The ilmenite deposit is hosted by gabbro and is situated northeast from the Koivusaarenneva ilmenite deposit, which previously was studied by GTK. The Lylyneva deposit has been explored as a possible source for a raw material of TiO 2 - pigment. The deposit was located by different scale geophysical surveys and drilling, and can be classified as a magmatic titanium ore in a mafic intrusion. The Lylyneva ilmenite deposit is almost vertical broken sheet that is composed of disseminated and massive Fe-Tioxide orebodies within the Lylyneva gabbro. The length of the deposit is 3 km, and it is 2-20 meters wide. The inferred resources are 1.8 Mt with the average grade of 31 wt % ilmenite and 12 % magnetite, or 5.3 Mt with 10 wt % ilmenite. The estimate extends down to the depth of 70 metres from the surface of bedrock. The soil cover is 13 m (5-20 m), and is composed of till and peat. Ilmenite and magnetite occur as individual grains, ilmeno-magnetite grains are rare. Ilmenite contains 50.2 % TiO 2, 47.1 % FeOtot, 0.17 % V and 0.01 % Cr 2 O 3. Magnetite contains 0.8 % V. Asiasanat (kohde, menetelmät jne.) malminetsintä; ilmeniitti esiintymä; gabro, titaanipigmentti; geofysiikka, syväkairaus, ilmeniittivarannot. exploration; ilmenite deposit; gabbro, Ti- pigment; geophysics, drilling, ilmenite resources Maantieteellinen alue (maa, lääni, kunta, kylä, esiintymä) Länsi-Suomen lääni; Toholampi; Lylyneva Karttalehdet Muut tiedot Arkistosarjan nimi Arkistotunnus M06/2341/2003/1 Kokonaissivumäärä Kieli Hinta Julkisuus Suomi julkinen
3 SISÄLLYSLUETTELO 1. JOHDANTO 4 1.1 Tutkimusten tausta 4 1.2 Tutkimusten tavoite ja vastuuhenkilöt 4 1.3 Valtausalueen sijainti ja kulkuyhteydet 4 2. SUORITETUT TUTKIMUKSET 4 2.1 Geofysikaaliset tutkimukset ja niiden tulokset 4 2.2 Geologiset tutkimukset 5 2.3 Kairaukset 6 2.4 Näytteenkäsittely 6 2.5 Kemialliset analyysit 6 2.6 Malmigeologiset tutkimukset 7 2.7 Mineraalivarantoarvio 7 3. TUTKIMUSALUEEN GEOLOGIA 8 4. ILMENIITTIESIINTYMÄN GEOLOGIA 8 4.1 Esiintymän rakenne ja litologia 8 4.2 Mineralisaation kemiallinen koostumus 11 4.3 Malmimineralogia 13 5. VARANTOARVIO 16 6. KOHTEEN ARVIOINTI 16 7. KIRJALLISUUSLUETTELO 8. LIITTYY 17 9 LIITTEET 18 1. Lylynevan valtausaluekartta 2 Magneettinen väripintakartta+ kairanreiät ja ilmeniittimalmiot 3. Gravimetrinen väripintakartta+ kairanreiät 4. Syväkairausprofiilit 5. CD: Kairareikäraportit, profiilit, kemialliset analyysit, valokuvat ja Gemcom aineisto
1. JOHDANTO 1.1 Tutkimusten tausta Ilmeniitti on tärkein maali- ja paperipigmenttinä käytettävän titaanidioksidin raaka-aine. GTK :n teollisuusmineraalitutkimuksissa ilmeniitti on muutaman vuoden ajan ollut yksi tärkeimmistä etsintäkohteista. Kälviä-Halsua-alueelta on aiemmin raportoitu Koivusaarennevan, Peränevan ja Kairinevan ilmeniittiesiintymien tutkimukset (Kärkkäinen ym. 1996, Sarapää ym. 2001, 2002). Näiden kohteiden valtaukset ovat siirtyneet Kalvinit Oy:n haltuun, joka on tehnyt esiintymistä kaivostoimintaan liittyviä selvityksiä. Kälviän-Halsuan alueen tutkimusten alkuvaiheessa tehdyissä geofysiikan maastomittauksissa havaittiin mielenkiintoinen häiriökenttä Koivusaarennevan koillisella jatkeella. Lylynevan esiintymä paikannettiin näiden painovoima- ja magneettisten anomalioiden kairauksissa. 1.2 Tutkimusten tavoite ja vastuuhenkilöt GTK :n tutkimusten tavoitteena oli selvittää Lylynevan ilmeniittivarannot ja näin kasvattaa Kälviä-Halsuan alueen ilmeniittiesiintymien kokonaisvarantojen määrää. Lylynevan tutkimukset tehtiin geologi Olli Sarapään johdolla. Geofysikaaliset tutkimukset tehtiin geofyysikko Jukka Lehtimäen johdolla. Mineralogisista tutkimuksista vastasi geologi Niilo Kärkkäinen. Maastotutkimusten käytännön puolen hoiti tutkimusassistentti Matti Huuskonen. Kairasydänten raportointiin osallistui geologian opiskelija Jukka Vatanen. 1.3 Valtausalueen sijainti ja kulkuyhteydet Lylynevan valtaus sijaitsee Länsi-Suomen läänissä Toholammen kunnassa karttalehdellä 234105 (kuva 1). Valtausalueen koko on 65,5 ha. Valtaus on rauennut 31.12.2000. Alue on enimmäkseen suomaastoa ja peltoa (liite 1). Valtausalueen luoteispään poikki kulkee päällystämätön Länttä-Sykäräinen maantie, jonka pohjoispuolelle valtausalue pääosin sijoittuu. Valtausalueen tuntumassa on Härkänevan kylän maatiloja ja vedenpullottamo. Valtausalue sijaitsee Koivusaarennevan ilmeniittiesiintymästä koilliseen sen välittömällä jatkeella. 4 2. SUORITETUT TUTKIMUKSET 2.1 Geofysikaaliset tutkimukset ja niiden tulokset Lylynevan geofysikaalinen maastomittaus tehtiin Kälviä-Halsuan alueen tutkimusten alkuvaiheessa, jolloin Koivusaarennevan ja Lylynevan alueelle tehtiin yhteensä 11.8 km 2 laajuinen systemaattinen magneettinen ja gravimetrinen mittaus 20 metrin pistevälillä (Lehtimäki 1996). Alue on linjoitettu siten, että LK-koordinaatisto yhteinen piste on x = 7054, y = 512, L = 51, K = 20.5. Tulokset on esitetty kuvassa 2, johon on koottu myös myöhempien Peränevan ja Kairinevan alueiden mittaustulokset (Lohva 2000, 2002). Lylynevalla magneettis- ten mittausten linjaväli on säännöllisesti 50m. Gravimetrauksessa linjaväli on 100m
(L50.50-53.50, K22.00-K24.50). Gravimetrisilla ja magneettisilla mittauksilla ohjattiin kairaus- ta. 5 Ullavanjärvi Toholampi Ullava Koivusaarenneva 1 Peräneva Lylyneva 1-2 Vesajärvi Kaustinen Kalvinit OY ilmeniitivaltaukset Kälviä Kaireneva 0 % 2 4 km Halsua Venetjoen tekojärvi Kuva 1. Lylynevan, Koivusaarennevan, Peränevan ja Kairinevan ym. valtausalueiden sijainti tiekartalla. Fig 1. Location of the Lylyneva, Koivusaarenneva, Peräneva and Kairinevan claim areas. Lylynevalla magneettinen anomalia on selvästi pienempi kuin Koivusaarennevalla ja sijaitsee intruusion luoteislaidalla (kuva 2). Katkeilevaan magneettiseen anomaliaketjuun liittyy gravimetrisella kartalla (liite 3, Lehtimäki 1996) näkyvä noin kolmen kilometrin pituinen positiivinen painovoima-anomalia. Kairausten perusteella se aiheutuu magnetiittiilmeniittiesiintymästä. Positiivinen painovoima-anomalia on mgalin suuruusluokkaa. Painovoimamaksimit näyttävät aiheutuvan lähes peridotiittisesta sarvivälkegabrosta. Gravimetristen profiilitulkintojen perusteella Lylynevan ilmeniitti-magnetiittiesiintymä ulottuu 50-90 m syvyyteen kallionpinnasta.
2.2 Geologiset tutkimukset Valtausalueella ei ole paljastumia, joten esiintymän geologinen kartta perustuu kairaustuloksiin ja geofysikaalisiin mittauksiin. 6 Kuva 2. Lylynevan, Koivusaarennevan, Peränevan ja Kairinevan kairauksin rajatut ilmeniittiesiintymät gravimetrisella (a) ja magneettisella (b) maanpintamittauskartalla. Mittausalue koko laajuudessaan. Fig. 2. The ilmenite deposits of Kälviä-Halsua area on the gravity (a) and magnetic (b) maps. 2.3 Kairaukset Vuosina 1995-1996 Lylynevan magneettisiin ja gravimetrisiin anomalioihin kairattiin 17 reikää, yhteensä 1771 metriä. Reiän R371 kairasi GTK, reiät R396-R403 Kalajoen timanttikairaus Oy ja loput reiät SMOY. Reikien paikat on sidottu geofysiikan LK-koordianttistoon. Reikien xy- ja LK-koordinaatit ilmenevät taulukosta 1 ja liitteestä 2 ja 3. Osa rei'istä on putkitettu (R398, R399, R400). 2.4 Näytteenkäsittely Kairasydännäytteet raportoitiin alustavasti maastossa ja yksityiskohtaisesti Lopen kairasydänarkistossa, jonne näytteet on varastoitu. Raportointi tehtiin GTK:n Kaira-ohjelmalla. Sydämet valokuvattiin ja niistä valittiin näytteet mineralogisiin tutkimuksiin, analysoitavaksi ja petrofysiikan määrityksiin. Analysoitavat näytteet valittiin noin kahden metrin pätkissä malmija kivilajirajoja noudattaen. Näytteet halkaistiin giljotiinilla ja niiden ominaispaino määritettiin koko näytteestä. 2.5 Kemialliset analyysit Kaikkiaan 180 näytteestä tehtiin kemiallinen analyysi XRF-menetelmällä GTK:n kemian laboratoriossa (menetelmäkoodi 175X). Analysoinnin määritysrajat selviävät liitteestä 6. Ilmeniitin määrä on
laskettu kemiallisesta analyysistä kaavalla ilmeniitti %p=2*tio 2 %. Magnetiitin määrä (paino %) perustuu GTK:n petrofysiikan laboratorion massasuskeptibiliteettimäärityksiin. 7 Taulukko 1. Lylynevan syväka iraukset vuosina 1994-1996. Reikä X-koord Y-koord Z-koord K L suunta pituus R371 7055071 2513050 135 22 51.015 315-60 74.8 R396 7055622 2513560 132 22.75 51.04 315-60 104.5 R397 7056086 2513662 135 23.15 51.3 315-60 95.4 R398 7055980 2513839 135 23.2 51.1 315-60 131.8 R399 7056138 2513891 133 23.349 51.175 315-60 79.3 R400 7056387 2514104 132 23.675 51.2 315-60 96.2 R401 7056849 2514666 128 24.4 51.13 315-60 94.6 R402 7056970 2514828 128 24.6 51.1 315-60 77.8 R403 7056687 2515012 127 24.53 50.77 315-60 100 R450 7055202 2512919 132 22 51.2 315-60 151 R451 7055237 2513237 132 22.25 51 315-60 83.6 R452 7055373 2513455 132 22.5 50.942 315-50 140.9 R454 7056017 2513805 132 23.203 51.15 315-45 194.55 R459 7055952 2513584 132 23 51.26 315-60 96.8 R460 7056616 2514334 130 24 51.2 315-60 76.9 R461 7056814 2514701 128 24.4 51.084 135-60 100 R462 7056885 2514630 128 24.4 51.18 135-60 72.5 2.6 Malmimineralogiset tutkimukset Lylynevan kairasydännäytteistä tehtiin mikroskooppitutkimuksia varten 23 kiillotettua ohuthiettä (ks. liittyy-osa). Mikroanalyysimäärityksiä tehtiin 37 ilmeniitistä ja 22 magnetiitista 14 eri hieestä. DDT-laitteella tehtiin märkämagneettinen erottelu 14 malminäytteestä (R371, 396, 398, 400). Tässä syötteen jauheesta 90% on alle 60 µm:n raekokoa. Mikäli DDT-testin magneettisen rikasteen määrä on suurempi kuin Satmagan laitteella määritetyn massasuskebtibiliteetin mukaan lasketun magnetiitin määrä, rikasteessa on epäpuhtauksia, tavallisesti magnetiitti-ilmeniittisekarakeita ja niukemmin magnetiitti-silikaattisekarakeista. 2.7 Mineraalivarantoarvio Lohkojen pinta-alat määritettiin Gemcom-ohjelmalla laadituista kairausprofiileista. Lohkojen keskipitoisuudet laskettiin SPSS-ohjelmistolla kairasydämien pituudella painotetuista analyysi- ja tiheystiedoista. Syvyysulottuvuus arvioitiin kairaustulosten ja gravimetristen tulkintaprofiilien avulla. Vaikutusmatkat laskettiin magneettisten maksimien jatkuvuuden mukaan. Kairauksen vähäisyydestä johtuen varantoarvion on luotettavuus on mahdollinen.
8 3. TUTKIMUSALUEEN GEOLOGIA Toholammin Lylynevan ilmeniittigabro on samaa intruusioketjua Koivusaarennevan, Peränevan, ja Kairinevan ilmeniittigabrojen kanssa, mikä tulee selvästi näkyviin sekä magneettisilla kartoilla että painovoimakartoilla (Kärkkäinen et al 1997, Kärkkäinen 1999, Sarapää et al. 1999, 2001, 2003). Ilmeniittigabrolla tarkoitetaan gabroa, jossa ilmeniitti on vallitseva oksidimineraali. Kälviän-Halsuan- emäksiset intruusiot sijaitsevat Keski-Suomen granitoidi-kompleksin reunalla. Ne ovat tunkeutuneet tonaliiteista, kvartsidioriiteista ja granodioriiteista koostuvaan syväkivilajiympäristöön Pohjanmaan vulkaniittijakson reunalle (kuva 3). Koivusaarennevan ilmeniittigabron ikä on 1881 Ma, mikä on sama kuin Svekofennisten Ni-pitoisten intruusioiden ikä (Kärkkäinen 1999). Kälviä-Halsua-provinssin ilmeniittigabrot on luokiteltu magmaattisiksi titaanimalmeiksi kerroksellisissa emäksisissä intruusioissa. Ullava Lylyneva Koivusaarenneva Kaireneva Peräneva Lestijärvi 0 5km Kuva 3. Koivusaarennevan, Lylynevan, Peränevan ja Kairinevan emäksiset intruusiot. Fig 3. Mafic intrusions of Koivusaarenneva, Lylyneva, Peräneva and Kaireneva on the geological map. 4. ILMENIITTIESIINTYMÄN GEOLOGIA 4.1 Esiintymän rakenne ja litologia Lylynevan ilmeniittiesiintymällä on pituutta gravimetrisen ja magneettisen kartan perusteella 3000 m. Pystyasentoisen peitteisen esiintymän rajat perustuvat syväkairaukseen. Esiintymän päällä on 5-20 m paksu maakerros, joka koostuu turpeesta ja moreenista. Mineralisaatioon sisältyy sekä pirotteisia että massiivisia oksidikerroksia gabrossa (kuva 4 ).
Kuva 4. Sarvivälke-plagioklaasigabro (kairausprofiililla vihreä) vaihtuu mineralisoituneen oksidigabron (sininen) välityksellä kompaktiksi ilmeniitti-magnetiittimalmiksi (punainen), jota lävistettiin 7.7 metriä (52.2-59.9 m). Kompakti malmi sisältää 31 % ilmeniittiä ja 15.7 % magnetiittia. Syvemmällä, (stratigrafisesti ylempänä) gabro sisältää 3 % apatiittia ja 5 % ilmeniittiä, mutta ei juuri lainkaan magnetiittia. Edelleen syvemmällä gabro muuttuu plagioklaasisarvivälkegabroksi ja leukogabroksi. 9
Ilmeniittigabro on paikoin rikkonaista ja rapautuminen on paikoin voimakasta ulottuen R371:ssä 25 m kallionpinnasta alaspäin. Kompaktia tai runsaspirotteista (>20 % ilmeniittiä) ilmeniittimalmia lävistettiin neljässä reiässä 2-10 m (R371, R396, R400 ja R402) ja seitsemässä reiässä on pirotteista ilmeniittimalmia. Esimerkkinä kuvassa 4 on R396, joka edustaa Lylynevan parasta lävistystä. Lylynevan gabrointruusio koostuu valtaosin gabrosta ja gabronoriitista, jossa on oksidirikkaita kerroksia. Lisäksi on leukogabroa, melagabroa ja metadiabaasia, mutta intruusioketjussa muualla yleinen pyrokseniitti puuttuu. Leukogabrossa plagioklaasi on vallitseva mineraali ja melagabrossa vastaavasti sarvivälke. Gabron ja gabronoriitin pyrokseeni on metamorfoosissa korvautunut sarvivälkkeellä ja paikoin on myös granaattia (R402). Kivet ovat nykyisellään sarvivälkegabroja, joissa kiven primaarirakenne on kuitenkin melko hyvin säilynyt. Plagioklaasilamellit ovat paikoin suuntautuneet kuvastaen magman virtausrakennetta. Gabrot ovat melko karkearakeisia (1-5 mm) ja tekstuuri on usein lievästi porfyyrinen, vastaten siten Koivusaarennevan ylävyöhykkeen gabroja. Toinen vastaava piirre Lylynevalla on apatiitin runsas esiintyminen. Reiässä R402 on myös ilmenittirikkaassa kivessä poikkellisen runsaasti apatiittia, niin että kivi edustaa tyypillistä nelsoniitta, joka on nimitys magmaattiselle apatiitti-fe-ti-oksidikivelle (kuva 5). 10 Kuva 5. Apatiitti-ilmenitti-magnetiittikiveä Lylynevalta R402-55.40; vasemmalla omamuotoisia apatiittirakeita oksidimatroiksissa,kuvattu läpinäkyvä valossa; oikealla osasuurennos heijastavassa valossa. Lylynevan intruusion kemiallisessa koostumuksessa magnesiumin ja alumiinin pitoisuusvaihtelu vähäistä (2.6 9.0 % MgO,10.5-17.2 % Al 2 O 3 ) ja poikkeamat liittyvät oksidirikkaisiin kiviin. Titaanin suhde rautaan on korkeahko, magnetiittia onkin enimmillään kolmasosa ilmeniitin määrästä. Kasvavan apatiittipitoisuuden perusteella ainakin rei'issä R371, R398, R399 ja R400 syvyyden kasvaessa mennään stratigrafiassa ylöspäin. Lylynevan gabromuodostumassa on ilmeisesti edustettuna Koivusaarennevan keski- ja yläosa. Mineralisoituneet kivet kuuluvat valtaosin keskiosaan ja apatiittirikkaat gabrot sen yläosaan, joskin Koivusaarennevasta poiketen Lylynevalla
osa oksidirikkaista kerroksista sisältää runsaasti apatiittia Poimutuksessa alun perin sillimäinen intruusio on kallistunut siten, että katto-osa on lännessä ja pohja idässä. Ympäristön kivilajit ovat felsisiä ja mafisia metavulkaniitteja ja tonaliitteja, mutta intruusion tarkkoja kontakteja ei geofysiikalla ole voitu määrittää 4.2 Mineralisaation kemiallinen koostumus Mineralisoituneen kiven alarajana on pidetty 4 % TiO 2 -pitoisuutta, joka vastaa 8 % ilmeniittipitoisuutta. Ilmeniitin määrä korreloi hyvin magnetiitin määrän kanssa (kuva 6). Lylynevan mineralisoitunut kairasydän sisältää keskimäärin 14.6 % ilmeniittiä, 4.6 % magnetiittia ja 1.2 % apatiittia. Vastaavat maksimipitoisuudet ovat 34.9 % ilmeniittiä, 17 % magnetiittia ja 10.8 % apatiittia (taulukko 2). Lylynevalla on sekä apatiittia niukasti sisältävää ilmeniittiimalmia (R371, R396, R399) että melko paljon apatiittia sisältävää ilmeniittimalmia (R398, R402). Lylynevalla titaani-rautasuhde TiO 2 /Fe 2 O 3 =0.27 % on alhaisempi kuin Kairinevalla. 11 30 40 30 20 Lävistyksen pituus metreinä 10 0 371 396 397 398 399 400 401 402 ILMENIITTI 20 10 0 0 10 20 REIKA MAGNETIITTI Kuva 6. Lylynevan ilmeniitiittimineralisaatioiden lävistysten pituudet eri rei-issä (vasen kuva) ja oikealla magnetiitti-/ilmeniittijakauma p% Lylynevalta analysoiduissa näytteissä.
12 Taulukko 2. Lylynevan kairasydänten koostumus kairasydännäytteiden pituudella painotettuna. N on lävistyksen pituus. REIKA ILME MAGN APAT TIO2 FE2O3 V OMPAINO 371 Mean 18.8 4.5 2.6 9.4 28.2.1 3.3 N 19.1 19.1 19.1 19.1 19.1 19.1 19.1 Minimum 8.9.4.3 4.5 17.1.0 3.0 Maximum 34.9 10.7 6.5 17.4 42.1.3 3.7 396 Mean 28.6 15.4.3 14.3 40.9.2 3.7 N 9.2 9.2 9.2 9.2 9.2 9.2 9.2 Minimum 16.1 14.0.1 8.0 37.0.2 3.5 Maximum 32.6 17.0.4 16.3 42.9.3 3.7 397 Mean 8.3 2.6 1.1 4.2 19.7.1 3.1 N 13.4 13.4 13.4 13.4 13.4 13.4 13.4 Minimum 8.0.4.9 4.0 18.8.1 3.1 Maximum 8.5 3.7 1.2 4.3 20.5.1 3.2 398 Mean 9.8 1.1.5 4.9 18.0.1 3.1 N 7.5 7.5 7.5 7.5 7.5 7.5 7.5 Minimum 8.3.1.2 4.2 16.4.0 3.0 Maximum 20.0 9.7 1.5 10.0 31.4.1 3.4 399 Mean 9.4.5.4 4.7 19.2.1 3.1 N 20.1 20.1 20.1 20.1 20.1 20.1 20.1 Minimum 8.1.1.2 4.0 16.6.1 3.1 Maximum 18.1 8.4.8 9.0 36.6.2 3.5 400 Mean 25.6 10.8.6 12.8 36.5.2 3.6 N 6.8 6.8 6.8 6.8 6.8 6.8 6.8 Minimum 9.0.1.4 4.5 18.0.1 3.1 Maximum 34.4 15.4 1.4 17.2 45.4.2 3.9 401 Mean 10.4.1 1.7 5.2 20.2.1 3.1 N 3.6 3.6 3.6 3.6 3.6 3.6 3.6 Minimum 9.4.1 1.5 4.7 17.9.0 3.1 Maximum 11.2.1 1.9 5.6 22.0.1 3.2 402 Mean 22.2 9.9 10.8 11.1 33.9.1 3.6 N 1.8 1.8 1.8 1.8 1.8 1.8 1.8 Minimum 22.2 9.9 10.8 11.1 33.9.1 3.6 Maximum 22.2 9.9 10.8 11.1 33.9.1 3.6 452 Mean 9.1.1 4.6 17.0.1 N 8.0 8.0 8.0 8.0 8.0 Minimum 8.5.1 4.3 16.6.1 Maximum 9.6.2 4.8 17.2.1 454 Mean 8.0 1.6 4.0 18.7.1 N 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 Minimum 8.0 1.6 4.0 18.7.1 Maximum 8.0 1.6 4.0 18.7.1 462 Mean 14.4.9 7.2 24.7.1 3.2 N 11.6 11.6 11.6 11.6 11.6 11.6 Minimum 11.4.8 5.7 21.2.1 3.2 Maximum 17.2 1.1 8.6 26.9.1 3.3 Total Mean 14.6 4.6 1.2 7.3 24.6.1 3.3 N 103.1 81.5 103.1 103.1 103.1 103.1 93.1 Minimum 8.0.1.1 4.0 16.4.0 3.0 Maximum 34.9 17.0 10.8 17.4 45.4.3 3.9
4.3 Malmimineralogia Ilmeniitin ja magnetiitin koostumus vaihtelee vain vähän (taulukko 3). Ilmeniitissä on titaania keskimäärin 50.2 % TiO 2, vanadiinia 0.17 V %, kromia 0.01 % Cr ja mangaania 0.91 % MnO. Ilmeniitin hivenaineiden koostumusvaihtelu seuraa melko hyvin stratigrafiaa, mutta ei korreloidu kiven sisältämään oksidien kokonaismäärään. Esimerkiksi mangaanin ja titaanin pitoisuus kasvaa Lylynevan ilmeniitissä stratigrafiassa ylöspäin (rei'issä syvemmällä), kun taas vanadiinin pitoisuus laskee. Mineralisoituneissa kivissä ilmeniitin magnesiumin määrä on tasaisen pieni ( 0.2 % MgO). Kromia on ilmeniitissä yleensä alle 0.02 % Cr 2 O 3. Reikä R371 on poikkeava, sillä malmissa sekä ilmeniitin (0.02 0.12 % Cr 2 O 3 ) että magnetiitin (0.94 2.04 % Cr 2 O 3 ) kromipitoisuus on paljon korkeampi kuin muissa rei'issä, joissa magnetiitissa on <0.5 % Cr 2 O 3. Magnetiitin vanadiinipitoisuus on korkeahko, keskimäärin 0.78 % V, ja se korkea lukuunottamatta reikien R396 ja R398 stratigrafisesti korkealla olevia magnetiitteja (0.3-0.5 % V). Erillisinä rakeina esiintyvä ilmeniitti on yleisin malmimineraali: malmikerrostumissa 60 90 % kaikista oksideista on ilmeniittiä. Ilmeniitti esiintyy erillisinä usein omamuotoisina pyöreähköinä rakeina, joissa on hieman sulkeumina silikaatteja ja satunnaisesti sulfideja (Kuva 9). Ilmeniitissä on usein ohuita kaksoslamelleja ja aaltosammumista, jotka ilmentävät voimakasta deformaatiota. Ilmeniitin raekoko on tavallisesti 0.4 1 mm, ja magnetiitilla se on pienempi, 0.1 0.6 mm. Magnetiitissa ilmeniittilamellien määrä vaihtelee Lylynevan eri osissa: esimerkiksi reikien R371 ja R398 magnetiitissa on vain muutamia epäjatkuvia lamelleja tai ohuita lamelliparvia, kun taas reiässä R396 ristikkolamellirakenteiset ilmenomagnetiittirakeet ovat yleisiä. Magneettiseen rikasteeseen ilmeniittiä menee niukasti, koska petrofysiikan mukaan lasketun ja mitatun magneettisen rikasteen massat vastaavat hyvin toisiaan (Kuva 7). Rikki- ja magneettikiisua on oksidien yhteydessä yleisesti. 13
14 Taulukko 3. Ilmeniitin ja magnetiitin kemiallinen koostumus, keskipitoisuus mikro-analyyseistä; n= määritysten lukumäärä; mikroanalyysit on tehnyt Lassi Pakkanen, GTK. ILMENIITTI n Minimum Maximum Mean SiO 2 36.000.000.000 TiO 2 36 47.873 52.604 50.18 Al 2 O 3 36.000.000.000 Cr 2 O 3 36.000.120.015 V 2 O 3 36.083.459.247 FeO 36 43.111 48.743 47.09 MnO 36.334 2.279.908 MgO 36.010.799.242 CaO 36.000.129.016 NiO 36.000.029.007 CoO 36.000.031.008 ZnO 36.000.040.009 Nb 2 O 3 36.000.039.009 Ta 2 O 5 36.000.000.000 TOTAL 36 96.885 99.834 98.73 MAGNETIITTI n Minimum Maximum Mean SiO 2 22.000.000.000 TiO 2 22.037.413.186 Al 2 O 3 22.102.573.254 Cr 2 O 3 22.021 2.033.412 V 2 O 3 22.301 1.572 1.151 FeO 22 88.832 92.157 90.63 MnO 22.000.021.004 MgO 22.000.022.004 CaO 22.000.041.006 NiO 22.000.031.010 CoO 22.000.031.007 ZnO 22.000.105.009 Nb 2 O 3 22.000.025.003 Ta 2 O 5 22.000.000.000 TOTAL 22 91.988 93.327 92.68
Kuva7. Lylyneva ilmeniittimalmia ylärivissä R371-55.4: isohkot pyöreät kumulusrakeet ilmeniittiä; alarivissä vasemmalla on hieman karkearakeisempaa ilmeniittiä (R371-49.65) ja oikeanpuoleisen kuvan keskellä on magnetiitin ympäröimiä ilmeniittirakeita (396-58.80). 15
16 20 18 16 MAGNETIITTIRIKASTE (DTT) 14 12 10 8 6 4 6 8 10 12 14 16 REIKA 402 400 399 398 396 371 18 MAGNETIITTI % Kuva 8 DDT-testin magneettisen rikasteen määrä on vain hieman suurempi kuin magnetiitin määrä, mikä merkitsee, että rikasteessa on magnetiitti-ilmeniittisekarakeiden osuus on vähäinen.
17 5. VARANTOARVIO Lylynevan ilmeniittimineralisaatio on kolmen kilometrin pituinen, koillis-lounaissuuntainen katkeileva laatta, joka on pysty tai kaatuu kaakkoon noin 70 asteen kaateella. Laatan paksuus vaihtelee kahdesta kahteen kymmeneen metriin. Mineralisaation rikkaimmat osat sattuvat magneettisiin maksimeihin ja ne on lävistetty rei'issä R371, 396 ja 400. Lylynevan varantoarvion luotettavuus on mahdollinen, sillä kairaus ei ole riittävä todennäköiseen arvioon. Kompaktia ilmeniittimalmia esiintymässä on 1,8 Mt, sisältäen 31 % ilmeniittiä (15.5 % TiO2) ja 12.4 % magnetiittia. Pirotteinen varanto mukaanlukien on 5.3 Mt, missä on 10 % ilmeniittia (taulukko 4). Taulukko 4. Lylynevan mahdolliset ilmeniittivarannot pystyleikkauksittain ja yhteensä. Table 4. Possible mineral resources of Lylyneva in vertical sections and altogether. Pystyleikkaus Pinta-ala Vaikutus- Omp Massa ILME MAGN Lev X Syv (m 2 ) matka (m) (t/m 3 ) (1000t) (%) (%) Kompaktit Ilme>20 R371 8X70 300 3.62 600 29.1 6.9 R396 7x70 320 3.71 581 31.1 15.6 R400 5X70 300 3.81 571 31.8 14.8 yhteensä 1752 31 12.4 +Pirotteiset Ilme 8-20 R371-R462 8X70 3000 3.15 5292 10 3.1 6. KOHTEEN ARVIOINTI Geologian tutkimuskeskus luopui valtauksesta, koska tehtyjen tutkimusten perusteella ei ole todennäköistä, että Lylynevan valtausalueella olisi ekonomista titaaniesiintymää. Espoossa 31.12. 2003 Geologi, FT Olli Sarapää Geologi, FT Niilo Kärkkäinen
7. KIRJALLISUUSLUETTELO Kärkkäinen, Niilo & Koistinen, Esko & Lehtimäki, Jukka & Räisänen, Esko & Sarapää, Olli 1996. Tutkimustyöselostus Kälviän kunnassa valtausalueella Koivusaarenneva 1 (kaivosrekisterinumero 5192/1) suoritetuista ilmeniittitutkimuksista vuosina 1993-1995. 51 s., 17 liites. Geologian tutkimuskeskus, arkistoraportti, M 06/2341/96/1. Kärkkäinen, N. 1999. Titanium ore potential of small mafic intrusions based on two examples in western Finland. Houghton, MI: Michigan Technological University. 193 p. Kärkkäinen, N. 1999. The age of the Koivusaarenneva ilmenite gabbro, western Finland. In: Autio, S. (ed.) Geological Survey of Finland, Current Research 1997-1998. Geological Survey of Finland. Special Paper 27, 35-37. Kärkkäinen, N.; Appelqvist, H. 1999. Genesis of a low-grade apatite-ilmenite-magnetite deposit in the Kauhajärvi gabbro, western Finland. Mineralium Deposita 34 (8), 754-769. Kärkkäinen, N. 2001. Gabbro hosted ilmenite deposits in Finland. In: Korneliussen, A. (ed.) Abstracts - GEODE field workshop 8-12th July 2001 on ilmenite deposits in the Rogaland anorthosite province, S. Norway. NGU Report 2001.042, 66-70. Kärkkäinen, N. 1999. Ilmenite deposits in small mafic intrusions. In: Shchiptsov, V. V., Skamnitskaya, L. S. & Danilevskaya, L. A. (eds.) Industrial minerals : deposits & new developments in Fennoscandia : proceedings of the international conference, Petrozavodsk 1999. Petrozavodsk: Karelian Research Center. Institute of Geology, 55-56. Kärkkäinen, Niilo; Bornhorst, Theodore J. 2000. Magma flow genetic model for titanium ore in a small mafic intrusion. In: Geological Society of America 2000 Annual Meeting and Exposition, Reno, Nevada, November 13-16, 2000. Geological Society of America. Abstracts with Programs 32 (7), A-426. Kärkkäinen, Niilo; Bornhorst, Theodore J. 2000. Small mafic intrusions of the Lake Superior region : targets for titanium exploration. In: Kissin, S. A. (ed.) Institute on Lake Superior Geology, 46th Annual Meeting, Thunder Bay, Ontario, May 8-13, 2000. Part 1: Program and abstracts. Institute on Lake Superior Geology Proceedings 46, 26-27. Kärkkäinen, Niilo; Sarapää, Olli 2002. Kälviän-Halsuan ilmeniittiesiintymät. Vuoriteollisuus 60 (4), 33-37. Kärkkäinen, Niilo K.; Bornhorst, Theodore J. 2003. The Svecofennian gabbro-hosted Koivusaarenneva magmatic ilmenite deposit, Kälviä, Finland. Mineralium Deposita 38 (2), 169-184. Lohva, Jaana 2000. Geofysikaaliset mittaukset Kälviän ja Halsuan Peränevalla. Geologian tutkimuskeskus, Q 19/2341/00/1. Lohva, Jaana 2002. Geofysikaaliset mittaukset Halsuan Kairinevalla. Geologian tutkimuskeskus, Q 19/2341/02/1. Sarapää, O., Kärkkäinen, N. ja Appelqvist, H. 2001. Tutkimustyöselostus Kälviän kunnassa valtausalueilla Peräneva ja Peräneva 2 (Kaivosrekisterinumero 6341/1 ja 6828/1) suoritetuista ilmeniittitutkimuksista vuosina 1997-2000. 21 sivua, 8 liitettä. CM06/2341/2001/1. 21 sivua, 8 liitettä. Sarapää, O. and Kärkkäinen, N. 2001. Report of Investigations of the Peräneva ilmenite deposit in Kälviä, claim areas Peräneva and Peräneva 2, 6341/1 and 6828/1, in 1997-2000. 4 p.,1 app. Sarapää, O., Kärkkäinen, N., Ahtola, T., Lohva, J. ja Karttunen, K. 2002. Tutkimustyöselostus Halsuan kunnassa sijaitsevan Kairinevan ilmeniittiesiintymän (Valtausalue Kaireneva, kaivosrekisterinumero 7162/1) tutkimuksista vuosina 2000-2001. 28 sivua, 13 liitettä. 18
8. LIITTYY 19 Lehtimäki, Jukka 1996. Geofysikaaliset tutkimukset Kälviän Koivusaarennevalla ja Lylynevalla.5 s., 8 liites. Geologian tutkimuskeskus, arkistoraportti, Q 19/2341/96/1. Kairasydänraportit : M52/2341/-94/R371 M52/2341/-95/R396-403 M52/2341/-96/R450-452, 454, 459-462 Kemialliset analyysit tilaus nro 42978: R371, XRF tilaus nro 50300: R396-403, XRF tilaus nro 50318: R450-452, 454, XRF tilaus nro 50319: R459-462, 454, XRF Ohuthieet 371 49.65 pirotteinen ilmeniittimalmi 371 50.55 ilmenittiimalmi 371 55.40 ilmeniittimalmi 371 60.50 gabro 371 63.80 pirotteinen ilmeniittimalmi 371 71.40 gabro 396 44.10 gabro 396 54.80 ilmeniittimalmi 396 58.80 ilmeniittimalmi 398 58.00 gabro 398 59.00 ilmeniittimalmi 398 102.00 gabro 399 40.00 gabro 399 40.80 ilmeniittimalmi 399 43.30 gabro 400 58.10 gabro 400 61.30 pirotteinen ilmeniittimalmi 400 64.15 ilmeniittimalmi 400 67.40 gabro 400 95.80 gabro 402 37.20 ilmeniittimalmi 402 37.70 gabro
9 LIITTEET 1. Lylynevan valtausaluekartta 2 Magneettinen väripintakartta+ kairanreiät ja ilmeniittimalmiot 3. Gravimetrinen väripintakartta+ kairanreiät 4. Syväkairausprofiilit 5. CD: Kairareikäraportit, profiilit, kemialliset analyysit, valokuvat ja Gemcom aineisto 20
Liite 1 21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35