1 GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS Väli-Suomen aluetoimisto M06/3242/-98/1/10 LEPPÄVIRTA Luusniemi 1, 2. Jari Mäkinen, Heikki Forss 11.12.1998 TUTKIMUSTYÖSELOSTUS LEPPÄVIRRAN KUNNASSA VALTAUSALUEILLA LUUSNIEMI 1 (KAIVOSREKISTERINUMERO 6404/1) JA LUUSNIEMI 2 (KAIVOSREK1STERINUMERO 6475/1) SUORITETUISTA MALMINETSINTÄTUTKIMUKSISTA VUOSINA 1995-1998
GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS KUVAILULEHTI Päivämäärä 11.12.1998 Tekij ät Jari Mäkinen, jari.makinen@gsf.fi Heikki Forss, heikki.forss@gsf.fi Geologian tutkimuskeskus, PL 1237 Raportin laji M06 Toimeksiantaja Raportin nimi Tutkimustyöselostus Leppävirran kunnassa valtausalueilla Luusniemi 1 (kaivosrekisterinumero 6404/1) ja Luusniemi 2 (kaivosrekisterinumero 6475/1) suoritetuista malminetsintätutkimuksista vuosina 1995-1998 Tiivistelmä Luusniemen nikkelimalmiaihe sijaitsee Leppävirran kunnassa n. 20 km kuntakeskuksesta pohjoiseen. Aihe liittyy gabro-peridotiitti-intruusioon. Tutkimuksessa tehtiin viisi kairareikää (yht. 1218 m) raskaalla kairauskalustolla ja kuusi reikää (yht. 359.90 m) Poka-kalustolla. Merkittäviä kiisuuntumia ei tavattu ja nikkelipitoisuus kivissä jäi erittäin alhaiseksi. Asiasanat (kohde, menetelmätjne.) Leppävirta, Luusniemi, nikkeli, kairaus, geologinen kartoitus, geofysikaaliset mittaukset Maantieteellinen alue (maa, lääni, kunta, kylä, esiintymä) Suomi, Itä-Suomen lääni, Leppävirran kunta, Länsi-Saamaisen kylä, Luusniemi Karttalehdet 3242 10C Muut tiedot Arkistosarjan nimi M-raporttisarja Arkistotunnus M06/3242/-98/1/10 Kokonaissivumäärä Kieli Hinta Julkisuus 13 Suomi
1 JOHDANTO Tutkimuskohde sijaitsee karttalehdellä 3242 10 Leppävirran kunnassa Länsi-Saamainen-nimisen kylän alueella n. 20 km suoraan pohjoiseen kuntakeskuksesta. Osa intruusiosta on paljastuneena Luusniemen kärkiosissa ja osa on Revonlahdessa veden peittämänä. Malminetsijä Oy on tutkinut kohdetta 60-luvulla paljastumalta tehtyjen kuparikiisuhavaintojen johdosta (x =6952.560, y =3538.290). Tässä tutkimuksessa selvitettiin intruusion malmipotentiaalia kallioperäkartoituksen, geofysikaalisten mittausten ja syväkairauksen avulla. Tutkimusten yleisjohdosta vastasi FT Elias Ejdahl ja tutkimuksista allekirjoittaneet. Moreenia ja hiekkoja sisältävät maapeitteet tutkimusalueella ovat loivapiirteisiäja ohuita. Paljastumaolosuhteet ovat kohtalaiset. Osa tutkimusalueesta on viljelyksessä olevaa peltoa ja järven rannoilla on kesämökkejä. Enin osa tutkimuksista suoritettiin Vehkataipaleen tilan ympäristössäja osa yhteisvesialueella. SUORITETUT TUTKIMUKSET Geologinen kartoitus Geologista kartoitusta tehtiin v. 1995 n. 58 km 2 :n alueella. Paljastumahavaintoja alueelta tehtiin 99. Toiminta liittyi sekä kohteessa tehtävään malminetsintätyöhön että Kuopion karttalehdellä (3242) käynnissä olevaan systemaattiseen kartoitukseen. Geofysikaaliset tutkimukset Magneettiset mittaukset Muodostuman peridotiittisten ja mahdollisten magneettikiisupitoisten osien erottamiseksi mitattiin magneettikentän totaalikomponetti kolmella erillisprofiililla, yhteensä 7.3 km, ja 3.5 km 2 :n systemaattisella mittausalueella. Proffilimittaus tehtiin syyskuussa 1996 käyttäen 10 m:n pisteväliäja systemaattinen mittaus helmi- maaliskuussa 1997 10 m:n pistevälilläja 50 m:n linjavälillä. Mittaukset teki GTK Scintrex MP-2 (profiilit) ja Scintrex Envi-mag (systemaattinen) protonimagnetometreilla. Maan magneettikentän ajallinen vaihtelu korjattiin maa-asemamittausten perusteella. Slingrarn-mittaukset Mahdollisten johteiden paikannusta varten mitattiin slingram-menetelmällä syyskussa 1996 3 profiilia, yhteensä 6.6 km, ja helmi-maaliskuussa 1997 systemaattisesti 3.5 km 2 alue. Profiilit ja systemaattinen alue ovat samat kuin magneettisessa mittauksessa. Profiilimittaukset tehtiin 6 taajuudella (f= 0.2, 0.8, 3.5, 14, 28 ja 56 khz), 20 m:n pistevälillä ja 100 m-n kelavälillä. Systemaattisessa mittauksessa käytettiin 20 m:n pistevälillä ja 50 m-n linjaväliä, 100 m:n kelaväliä ja yhtä, f=3.5 khz, taajuutta. Molemmat mittaukset teki GTK ja laitteistona oli Maxmin 11. Gravimetriset mittaukset Emäksisen muodostuman rajaamiseen käytettiin gravimetrista menetelmää. Mittaukset teki GTK Worden ja Scintrex CG-3 Autograv gravimetreilla syyskuussa 1996 sekä helmi- ja huhtikuussa 1997. Painovoimamittauksella mitattiin samat 3 profiilia kuin magneettisella ja sähköisellä menetelmälläkin sekä vesialueelle yksi lisäprofiilii, profiileja yhteensä 9.1 km. Mittaukset on sidottu valtakunnalliseen tasoon geodeettisen laitoksen I luokan painovoimaverkon pisteellä 620010 (Kuopio) ja korkeus on sidottu N60-
2 järjestelmään. Reikäloggaukset GTK teki reikäloggaukset kaikkiaan 4 reiässä, joissa mitattiin suskeptiivisuus ja omainaisvastus. Mittaukset on tehty helmi- ja huhtikuussa 1997. Suskeptiivisuus on mitattu RRK- 10 anturilla ja ominaisvastus RROM-2 anturilla. Petrofysiikan näytteet otettiin kairanrei'istä (R318,R319,R321,R360 ja R361). Tiheys, suskeptiivisuus ja remanenssi mitattiin kaikkiaan 84 kairansydännäytteestä, joista lisäksi mitattiin galvaanisesti ominaisvastus ja ip-arvot 72 näytteestä ja induktiivinen vastus kolmesta näytteestä. Raskas kairaus Suomen Malmi suoritti raskasta timanttikairausta T-46 kalustolla 8.10.1996-8.11.1996 viidessä pisteessä yhteensä 1218 m. Reiät sijoitettiin maastogeofysiikasta saatujen tulosten perusteella samaan profiiliin niin, että kairauksella pystyttäisiin lävistämään magneettiset ja gravimetriset anomaliat. Kairausprofiilin suunta on 125 ja työ tehtiin maa-alueella. POKA-kairaus Geologian tutkimuskeskus suoritti POKA-kairausta T-46-kalustolla 17.03.1997-15.04.1997 kuudessa pisteessä yhteensä 359.30 m. Kairauksen tarkoituksena oli selvittää yksittäisiä magneettisia, sähköisiä ja gravimetrisia anomalioita aiemmin tehdyn kairausprofiilin lähistöllä. POKA-kairaus suoritettiin osaksi jäältä ja osaksi maalta. Kemialliset analyysit Kymmenestä 0.5-1 m:n mittaisesta kairansydännäytteestä tehtiin osittaisuutosanalyysi (sulfidifaasi + liukenevat silikaatit). Kairansydämet halkaistiin timanttisahalla, jonkajälkeen puolikkaat murskattiin ja jauhettiin mangaaniteräslaitteistolla (menetelmä 33). Jauhe uutettiin 90 C kuningasvesiliuokseen (511), jonka jälkeen liuoksista analysoitiin ICP-AES-menetelmällä (51 1 P) seuraavat alkuaineet: Ag, Al, As, B, Be, Ba, Ca, Cd, Co, Cr, Cu, Fe, K, La, Li, Mg, Mn, Mo, Na, Ni, P, Pb, S, Sb, Sc, Si, Sr, Th, Ti, V, Y ja Zn. Osa jauheesta uutetiin n. 20 C kuningasvesiliuokseen (52 W) ja liuoksesta analysoitiin GFAASmenetelmällä alkuaineet Au ja Pd. Kokokivianalyysejä,tehtiin XRF-menetelmällä (175X) sekä kairansydännäytteistä (55 kpl.) että paljastumilta kerätyistä palanäytteistä (42 kpl.). Halkaistut kairansydännäytteet edustavat kiveä n. 30 cm matkalta. Suurin osa palanäytteistä kuluu kairauskohteen luoteispuolella olevaan gabro-osaan. Analyysiä varten näytteet murskattiin mangaaniteräslaitteistolla, jonka jälkeen murske jauhettiin volframikarbidi-jauhinastiassa. Jauheesta tehtiin puriste ja siitä tehtiin XRF-menetelmällä seuraavien alkuaineiden määritykset: Al, As, Ba, Bi, Ca, Ce, Cl, Cr, Cu, Fe, Ga, K, La, Mg, Mn, Mo, Na, Nb, Ni, P, Pb, Rb, S, Sb, Sc, Si, Sn, Sr, Th, Ti, U, V, Y, Zn ja Zr. Mineralogiset tutkimukset Mikroskooppitutkimuksia varten tehtiin kiillotettuja ohuthieitä 23 + 23 kpl GTK:n Kuopion hielaboratoriossa. Oliviinin koostumus määritettiin 18 hieestä Espoon mikroanalyysilaboratoriossa.
3 KOHTEEN GEOLOGIA Luusniemen intruusion SW-puolella on paikoin magneettisia ja sähköisiä anomalioita aiheuttavia grafiittija magneettikiisupitoisia kiillegneissejä. Intruusion E-reuria rajoittuu granitoideihin, jotka myös breksioivat ultramafisia kiviä. Kiillegneisseistä mitattu poimuakseli kaatuu n. 45 kulmassa SW-suuntaan. Alueella on myös kaksi likimain toisiaan vastaan kohtisuoraa rako-, hierto- ja liuskeisuustasoa. Niiden kulut ovat keskimäärin suunnassa 310 ja 45. Suunnassa 45 oleva hierto näyttää voimakkaimmin liittyvän intruusion breksioitumiseen. Luusniemen intruusio koostuu kahdesta osasta. 1) Kaakkoisosan ultramafinen osa näkyy aerogeofysikaalisissa kartoissa voimakkaana magneettisena anomaliana Luusniemen kärjessä. Ultramafisen osan pintapuhkeama on enimmillään n. 1 km kokoinen. Tämä osa intruusiosta on tulkittu geofysikaalisten ja kairaustietojen perusteella n. 45 kulmassa reunoiltaan alaspäin laajenevaksi kartioksi (Kuva l, Liite 4, 5). 2) Gabro-osan kivilajit sijoittuvat ultramafisen osan länsi- ja luoteispuolelle ja ne sijoittuvat Luusniemen rantapaljastumille ja Sotkanselän saarille. Gabroja tavataan Sotkanselän alueella ri. 5 km suruisella alueella. Gravimetrisella kartalla gabroja näyttää olevan kuitenkin eniten n. 3 km levyisellä alueella E-Wsuunnassa ultramafisen osan W-puolella. Gabro-osassa on sulkeumina ultramafisia fragmentteja, joten se on nuorempi kuin ultramafinen osa. Kairauslävistyksessä ultramafisen ja gabro-osan välissä on granitoideja melko runsaasti. Tutkimuksen pääpaino on ultramafisen osan kuvaamisessa. Ultramafinen osa koostuu klinopyrokseenivaltaisesta sarjasta, jossa on peridotiitteja, oliviinipyrokseniitteja pyrokseniitteja, magnetiittipyrokseniitteja ja gabroja. Peridotiiteissa ja oliviinipyrokseniiteissa esiintyy paikoin selvää laminaarisuuttaja kivilajiyksiköille on tyypillistä runsas välikerrosten esiintyminen. Geologisen ja geofysikaalisen tulkintamallin mukaan kerrokset ovat pystyjä ja intruusion stratigrafinen pohja on todennäköisesti kaakkoisosassa. Peridotiitti on paikoin serpentiiniytynyt, jolloin magnetiittia on muodostunut runsaasti. Magnetiittia esiintyy runsaasti myös magnetiittipyrokseniiteissa, mikä selittää ultramafiitin alueella olevan voimakkaan geofysikaalisen anomalian. Magnetiittirakeiden yhteydessä on ilmeniittiä itsenäisinä rakeina ja suotaumalamelleina. Sulfidisia malmimineraaleja kivissä esiintyy satunnaisena pirotteena hyvin vähän. Eniten on magneettikiisua, jonka yhteydessä esiintyy kuparikiisua, pentlandiittia, mackinaviittia ja kubaniittia. Sulfidifaasin nikkelipitoisuus on erittäin alhainen: n. 0.2 %. Oliviinin forsteriitti- ja nikkelipitoisuus on lähes koko näyteaineistossa hyvin alhainen, joten myös sen perusteella intruusion nikkelipotentiaali on pieni. Aineistossa on kuitenkin yksi näyte, jossa oliviinin nikkeli- ja forsteriittipitoisuus on verraten korkea. Sen perusteella näyttää, että intruusiossa on ollut tietty mahdollisuus nikkelimineralisaation syntymiselle, vaikka suurimmassa osassa intruusiota nikkelipitoisuus on erittäin alhainen. TUTKIMUSAINEISTON TALLENTAMINEN Kairasydämet on varastoitu GTK:n Lopen arkistoon ja raportit sekä ''Liittyy''-aineiston kartat, kairausprofiilikuvat, kairausraportit ja analyysilistat Espoon arkistoon. Liittyy-aineistoa on myös Kuopiossa (mm. hieet ja datalevykkeet). AIHEEN ARVIOINTI Ultramafiiteista ei tavattu merkittäviä kiisuuntumia ja kivien arvometallipitoisuudet olivat alhaisia. Tutkimusten perusteella kohteeseen ei liity taloudellisesti merkittäviä malmiutumia. Myöskään ultramafiitin W-puolella olevasta gabrosta ei tavattu malmiviitteitä. Näin ollen valtauksesta luovuttiin vuoden 1997 lopussa.
4 Jari Mäkinen erikoistutkija Heikki Forss geofyysikko