t\~~..'r l F VALE GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS Väli-Suomen aluetoimisto M19/2443/-95/1/10 Ruukki Niemelä Kaj Västi 28.2.1995 GEOKEMIALLISEN SINKKI-KUPARIAIHEEN TUTKIMUKSET RUUKIN NIEMELÄSSÄ 1992-1994
Sisällysluettelo : 1 Johdanto 2 Tutkimusalueen sijainti ja luonnonolot 2 Tutkimuksen tausta 2 Suoritetut tutkimukset 2 Geofysikaaliset tutkimukset 2 Geokemiallinen tutkimus 2 Kairaukset 5 Kirjallisuusviitteet 7 Liittyy-aineisto 8
2 Johdanto Tutkimusalueen sijainti ja luonnonolot Tutkimusalue sijaitsee Pohjois-Pohjanmaalla Ruukin kunnassa, Paavolan taajamista n. 6 km kaakkoon, Rantsilaan vievän tien N-puolella (kuva 1). Ruukin keskustaan matkaa kertyy n. 15 km. Alue on topografialtaan tasaista suo- ja moreenimaastoa. Kalliopaljastumia ei alueelta tunneta. Moreenikumpareiden ja -selänteiden kohdalla maapeitteen paksuus on usein yli 15 m. Soiden kohdalla turvetta ja moreenia on yhteensä n. 10 m. Tutkimuksen tausta Tutkimuksen lähtökohtana oli GTK :n Väli-Suomen geokemian osastossa v. 1991 aloitettu geokemiallinen tutkimus Ruukin kunnan alueella (Mäkinen 1994). Organisaatiomuutoksen yhteydessä näytteenotto muuttui osaksi Vihanti-Pyhäsalmi-hankkeen toimintaa v. 1992 alusta lukien. Koska Niemelän alueelta saatiin useita voimakkaasti Zn-anomaalisia rapakallionäytteitä, päätettiin kohteessa tehdä lisätutkimuksia. Suoritetut tutkimukset Geofysikaaliset tutkimukset Kesällä 1992 kohteessa tehtiin 5.5 km2 :n laajuinen systemaattinen sligram- ja magneettinen mittaus (kuva 2). Sähköisessä mittauksessa käytettiin 3600 Hz taajuutta ja 60 m kelaväliä. Magneettinen mittaus tehtiin protonimagnetometrillä. Geokemiallinen tutkimus Geofysikaalisten mittausten perusteella tehtiin mittausalueen SE-päässä ja osittain sen ulkopuolella geokemiallinen näytteenotto Terriin asennetulla iskuporakalustolla. Yhdeksältä linjalta otettiin kaikkiaan 255 näytettä 173 pisteestä. Rapakallionäyte saatiin 82 pisteestä ja kallionäyte 19 pisteestä. 66 pisteestä saatiin moreeninäyte ja lisäksi 6 pisteestä sekanäyte, missä oli moreeni- ja rapakallioainesta. Pisteiden syvyys vaihtelee 4.8 ja 17.0 m välillä keskiarvon ollessa 12.1 m. Matalimmissa pisteissä ei päästy lähellekään kallion pintaa kivikkoisesta moreenista johtuen. Näytteenottolinjojen sijainti näkyy kuvassa 3. Moreeninäytteet seulottiin kahteen eri fraktioon : < 0.06 mm ja 2-8 mm. Geokemialliset analyysit tehtiin hienofraktiosta. Rapakallio- ja kallionäytteet kahtioitiin. Niistä toinen pantiin jauhatuksen jälkeen analyysiin ja toisesta tehtiin kivilajimääritys kuten myös moreenin karkeammasta fraktiosta. Kivilajimääritykset teki H. Koskivuori ja T. Stranius.
ICP-AES-menetelmän avulla näytteistä määritettiin 31 alkuainetta. Au-määritykset tehtiin GAAS-menetelmää (grafiittiuuni) käyttäen. Näytteenottopisteiden syvimpiä näytteitä edustavat pitoisuuskartat on tulostettu vain 11 alkuaineesta. Lisäksi on tulostettu Cu/Ni*Pb/Co suhdekartta. 5 Samasta pisteestä otettujen rapakallio- tai kallionäytteiden pitoisuustaso on lähes poikkeuksetta selvästi korkeampi kuin välittömästi kallion pinnan yläpuolelta (n. 10 cm) otetuissa moreeninäytteissä. Korkeimmat pitoisuudet eräillä alkuaineilla ovat : Zn 4600, Cu 824, Pb 704 ja Ni 260 ppm sekä S 5.98 %. Kaikki pitoisuudet ovat rapakallionäytteistä. Kairaukset Koska monet geokemiallisessa tutkimuksessa saadut voimakkaasti anomaaliset pitoisuudet näyttivät liittyvän kiille- ja kvartsimaasälpägneisseihin, ja osittain myös slingramanomalioihin, tehtiin kohteeseen kuusi reikää (R301-R306, yht. 239.80 m) kevyellä kairauskalustolla (Lumikko) ko. anomalioiden selvittämiseksi. Reikien sijainti on esitetty kuvassa 3. Kohteen kivilajit ovat pääasiassa kiillegneissiä ja -liusketta, kordieriittigneissiä sekä mustaliusketta. Pegmatiittia on leikkaavina juonina vähemmän. Kiillegneissit ovat heterogeenisia, ja paikoin niissä on kvartsi-maasälpärikkaampia välikerroksia ja ohuita kordieriittipitoisia raitoja. Kiille- ja kordieriittigneissit ovat yleisesti pyriitti- ja grafiittipitoisia. Magneetti- ja kuparikiisua, sinkkivälkettä sekä ilmeniittiä ja magnetiittia on vähemmän. Arseenikiisua on myös satunnaisesti. Analyysitulosten mukaan em. kivien S-pitoisuus voi nousta > 8 % :iin ja C-pitoisuus lähes 3.5 % :iin. Paikoin kiillegneissi on granaattipitoista. Parissa reiässä kiillegneissi on paikoin breksioitunut. Hyvin usein kivet ovat rikkonaisia. Mustaliuskeet, ja osittain myös kiisu- ja grafiittipitoiset kiillegneissit ja kordieriittigneissit, osoittautuivat sekä geokemiallisten että sähköisten anomalioiden aiheuttajiksi. Malmimineraaleina on pääasiassa pyriittiä ja grafiittia. Sinkkivälkettä, kupari- ja magneettikiisua sekä imeniittiä ja magnetiittia on vähemmän. Mustaliuskeiden C-pitoisuus vaihtelee välillä 4.27-19.80 % ja S-pitoisuus välillä 2.74-15.60 %. Sinkin, kuparin ja lyijyn maksimipitoisuudet ovat vastaavasti 1850, 4830 ja 650 ppm. Nikkeliä on enimmillään 1140 ppm. l Uc'''~~
7 Kirjallisuusviitteet Mäkinen, J., 1994. Ruukin alueen moreenigeokemialliset tutkimukset 1991-1992. Julkaisematon raportti S/41/2443/1/1994. Geologian tutkimuskeskus. Väli- Suomen aluetoimisto.
8 Liittyy-aineisto (Geologian tutkimuskeskuksessa säilytettävä materiaali) Geofysikaaliset kartat Magneettiset kartat Q22.21/2443 04,07/1995/1 1 :10000 Q22.23/2443 04,07/1995/1 1 :10000 Sähköiset kartat Q24.11/2443 04,07/1995/1 1 :10000 Imaginaarikomponentti Q24.111/2443 04,07/1995/1 1 :10000 Reaalikomponentti Q24.112/2443 04,07/1995/1 1 :10000 Geokemialliset kartat M32.2/2443 07A,B/-95/Co M32.2/2443 07A,B/-95/Cu M32.2/2443 07A,B/-95/Fe M32.2/2443 07A,B/-95/Ni M32.2/2443 07A,B/-95/Pb M32.2/2443 07A,B /-95/Zn M32.2/2443 07A,B/-95/Ba M32.2/2443 07A,B /-95/Ca M32.2/2443 07A,B /-95/Mg M32.2/2443 07A,B /-95/P M32.2/2443 07A,B /-95/S M32.2/2443 07A,B/-95/ Cu/Ni*Pb/Co Geokemialliset analyysit N93316583-N93316837 Kairansydänraportit M52.5/2443/94/R301 M52.5/2443/94/R302 M52.5/2443/94/R303 M52.5/2443/94/R304 M52.5/2443/94/R305 M52.5/2443/94/R306 Kairansydänanalyysit N94321110-N94321138 Kiilloitetut ohuthieet Ku23157-Ku23161
GUOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS KEMIAN LABORATORIO 27.10.1993 KUOPIO 14 :43 :37 A N A L Y Y S I T U L 0 K S I A ------------------------------- TILAUSNUMERO : 36083 TILAAJA : KAJ VÄSTI OSOITE : K PROJEKTI/HANKE : 12203 KOHDE : RUUKKI/NIEMELÄ KARTTALEHDET : 2443 NÄYTETYYPPI : Moreeni VASTUUALUE : 122 NÄYTTEITÄ : 255 MENETELMÄKOODI NÄYTTEITÄ MÄÄRITYKSIÄ HINTA (MK) 511 255 0 4845 511P 255 7905 19380 519U 255 255 12240 10 255 0 2805 21 144 0 3888 40 111 0 2553 YHTEENSÄ : 45711 TULOSTUSTAPA : TOIMITETTU : 27.10.1993 LIITTEITÄ 43. Huomautukset ja menetelmäkuvaukset sivulla 2. PÄIVÄYS JA ALLEKIRJOITUS : KUOPIO 993 Lars-Martin Westerberg Laboratoriopäällikkö ------ ---------------------------------------------------------------------- Betonimiehenkuja 4 PL 1237 PL 77 02150 ESPOO 70701 KUOPIO 96101 ROVANIEMI tel. 90-46931 tel. 971-205111 tel. 960-2971 fax 90-462205 fax 971-205215 fax 960-297289
MENETELMÄKUVAUKSET JA HUOMAUTUKSET ---------------------------------- TILAUSNUMERO : 36083 RAPORTOINTIPÄIVÄ : 27.10.1993 MENETELMÄ 519U Kuningasvesiuutto huoneenlämmössä 1 g alkupunnituksesta. Kerasaostus elohopealla ja mittaus grafiittiuunitekniikatta. 5160 : As :n mittaus grafiittiuunilla samasta kuningasvesiuutteesta. MENETELMÄ 511P NÄYTE ON LIUOTETTU KAKSI TUNTIA KUNINGASVEDELLÄ (SUOLAHAPPO+TYPPIHAPPO, 3+1) 90 :SSÄ ASTEESSA. LIUENNEET ALKUAINEET ON MÄÄRITETTY INDUKTIIVISESTI KYTKETYLLÄ PLASMA-ATOMIEMISSIOSPEKTROMETRILLÄ (ICP-AES).
t GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS 19.01.1995 KEMIAN LABORATORIO KUOPIO 08 :59 :19 A N A L Y Y S I T U L O K S I A ------------------------------- TILAUSNUMERO : TILAAJA : OSOITE : 46348 KAJ VÄSTI K PROJEKTI/HANKE : KOHDE : KARTTALEHDET : NÄYTETYYPPI : 12203 RUUKKI,NIEMEL 2443 Kallio VASTUUALUE : 122 NÄYTTEITÄ : 29 MENETELMAKOODI NÄYTTEITÄ MÄÄRITYKSIÄ HINTA (MK) 33 29 2030 111E 29 29 1160 511 29 551 511A 29 203 2639 521U 29 29 1624 810L 29 29 1218 811L 29 29 1363 YHTEENSÄ : 10585 Huomautukset ja menetelmäkuvaukset sivulla ii. Tulokset sivuilla 1-2. PÄIVÄYS JA ALLEKIRJOITUS : KUOPIO l /. 11e5 5 -,--) sterberg äällikkö ---------------------------------------------------------------------------- Betonimiehenkuja 4 PL 1237 PL 77 02150 ESPOO 70211 KUOPIO 96101 ROVANIEMI tel. 90-46931 tel. 971-205111 tel. 960-3297111 fax 90-462205 fax 971-205215 fax 960-3297289
ii MENETELMÄKUVAUKSET JA HUOMAUTUKSET ---------------------------------- TILAUSNUMERO : 46348 RAPORTOINTIPÄIVÄ : 19.01.1995 TULOS PÄTEE VAIN TESTATUILLE NÄYTTEILLE. TESTAUSSELOSTEEN SAA KOPIOIDA VAIN KOKONAAN. TESTIT ON SUORITETTU 31.10.1994-17.01.1995 VÄLISENÄ AIKANA. MENETELMÄ 511 Kuningasvesiuutto 90 C-asteessa. A= mittaus liekillisellä atomiabsorptiotekniikalla. U= mittaus grafiittiuunutekniikalla. MENETELMÄ 521U Kuningasvesiuutto huoneenlämmössä 5 g :n alkupunnituksesta. Kerasaostus elohopealla ja mittaaminen grafiittiuunitekniikalla. MENETELMÄ 810L Näytteen poltto happivirrassa. S :n määritys IR-detektoinnilla. MENETELMÄ 111E Mittaus EDX-tekniikalla Cd109-herätelähteellä näytejauheesta.