Hi-tech-metallitutkimukset Suomessa vuosina 2009-2012

GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS PSY, ESY,ISY,LSY Rovaniemi, Espoo, Kuopio, Kokkola 31.12.2013 161/2013 Hi-tech-metallitutkimukset Suomessa vuosina 2009-2012 Olli Sarapää, Timo Ahtola, Thair Al-Ani, Sari Grönholm, Antero Karvinen, Niilo Kärkkäinen, Seppo Lahti, Panu Lintinen, Akseli Torppa ja Pertti Turunen

GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS [Ylätunnisteen lisäteksti] 31.12.2013 GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS KUVAILULEHTI Päivämäärä / Dnro Tekijät Olli Sarapää, Timo Ahtola, Thair Al-Ani, Sari Grönholm, Antero Karvinen, Niilo Kärkkäinen, Seppo Lahti, Panu Lintinen, Akseli Torppa ja Pertti Turunen Raportin nimi Hi-tech-metallitutkimukset Suomessa vuosina 2009-2012 Raportin laji Loppuraportti Toimeksiantaja GTK Tiivistelmä GTK:n nelivuotisen valtakunnallisen hi-tech-hankkeen ( 2141007) päämääränä on ollut kartoittaa ja tutkia hi-tech-metallien potentiaalia ja esiintymistä Suomen kallioperässä. Useimpien hi-tech-metallien saatavuus on heikko, sillä niiden tuotanto keskittyy poliittisesti epävarmoihin maihin. Hi-techmetallien tarve kasvaa voimakkaasti uuden energiateknologian yleistymisen myötä. GTK:n tutkimuksessa arvioitiin litiumin, titaanin, galliumin, germaniumin, niobin, indiumin, tantaalin ja harvinaisten maametallien (REE) potentiaalia perustuen kirjallisuus- ja raporttitietoihin, olemassa oleviin tietokantoihin, kallioperä- ja moreenigeokemiaan, kairasydänten uudelleen analysointiin ja mineralogisiin tutkimuksiin. Tutkimuksissa keskityttiin erityisesti harvinaisiin maametalleihin (REE). Alueellisen geokemian ja säteilykarttojen avulla paikannettiin useita potentiaalisia REE-alueita. REE-kohteiden maastotutkimukset käsittivät geologista kartoitusta, geokemiallista näytteenottoa, geofysikaalisia mittauksia ja syväkairausta (yht. 11.6 km). Kohteina ovat olleet Soklin Kauluksen karbonatiittijuonet (REE- P), Tanabeltin Mäkärä-Vauloalueen arkoosigneissit (Au-REE), Vanttauksen, Lehmikarin ja Suhuvaaran appiniitti-intruusiot (P-REE), Iivaaran alkalikivi (P-REE), Kortejärven ja Laivajoen karbonatiitit (Kouva, P-REE), Pyhännän Lamujärven syeniitti (REE) ja Kovelan monatsiittigraniitti ( REE). Jatkotutkimusten kannalta potentiaalisimpia ovat Kauluksen, Korsnäsin, Panjavaaran karbonatiitit, Otanmäen, Lamujärven ja Iivaara alkalikivet, Etelä-Suomen rapakivigraniitit ja torium-pitoiset graniitit. Soklin Kauluksen ja Kouvan karbonatiiteissa ja Iivaaran alkalikivissä on geofysikaalisten mittausten ja kairausten perusteella todettu merkittävä fosforipotentiaali. Potentiaaliset titaaniesiintymät sijoittuvat gabro- ja gabronoriitti-intruusioihin, kuten hyödyntämistä odottavat Koivusaareneva-Peräneva-Kairinevajakson ilmeniittiesiintymät. Merkittäviä Ti-esiintymiä on lisäksi Kauhajoen, Otanmäen, Yli-Iin, Pudasjärven ja Kolarin mafisissa intruusioissa. Kruunupyy-Ullava alueen spodumeenipegmatiitit muodostavat suurimman litium- varannon koko EU:n alueella, myös Somero-Tammelan alueella on todennäköisesti vielä useita tuntemattomia Li-pegmatiitteja. Ge, Ga ja In osalta potentiaali on alhainen, mutta Nb- ja Ta-varannot ovat mittavat Soklin karbonatiitissa ja sen feniittikehällä. Tutkimusten tuloksia on julkaistu lukuisina raportteina ja julkaisuina. Asiasanat (kohde, menetelmät jne.) litium, titaani, germanium, niobi, tantaali, ja harvinaiset maametallit (REE), malmipotentiaali Maantieteellinen alue (maa, lääni, kunta, kylä, esiintymä) Suomi Karttalehdet Muut tiedot Arkistosarjan nimi GTK arkistoraportti Arkistotunnus 161/2013 Kokonaissivumäärä 97 Kieli Suomi Hinta Julkisuus julkinen Yksikkö ja vastuualue PSY, LSY, ISY, ESY Allekirjoitus/nimen selvennys Olli Sarapää Hanketunnus 2141007 Allekirjoitus/nimen selvennys

GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS [Ylätunnisteen lisäteksti] 31.12.2013 GEOLOGICAL SURVEY OF FINLAND DOCUMENTATION PAGE Date / Rec. no. Authors Olli Sarapää, Timo Ahtola, Thair Al-Ani, Sari Grönholm, Antero Karvinen, Niilo Kärkkäinen, Seppo Lahti, Panu Lintinen, Akseli Torppa ja Pertti Turunen Title of report Exploration potential of hi-tech metals in Finland Type of report 161/2013 Commissioned by GTK Abstract GTK s four-years research project Hi-tech metals evaluated the exploration potential of Li, Ti, Ga, Ge, Nb, In, Ta, and REEs in Finland by analysing existing relevant data (literature, databases, and drill cores) combined with new geochemical and geophysical surveys and drillings (11.6 km) in 12 REE- targets. Light REE (La-Eu) tend to concentrate in carbonatites and the more valuable heavy REE (Gd-Lu) are found in alkaline granites and pegmatites and may also be enriched by weathering processes. Carbonatites are marked by La anomalies in till. Prominent heavy REE anomalies (as revealed by Y in till) are shown in the Tana belt. The REE-targets include carbonatites (Sokli Kaulus, Korsnäs, Kouva), alkaline rocks (Otanmäki, Lamujärvi, Iivaara), arkose gneisses (Mäkärä-Vaulo in the Tana belt), appinites (Central Lapland), monazite granite (Kovela) and pegmatites (S-Finland) and kaolin weathering crusts (eastern and northern Finland). Typical minerals containing REE are monazite, britholite, ancylite, bastnäsite, allanite, xenotime, apatite, zircon and kaolinite. Geophysical studies and drilling results showed that Sokli Kaulus and Kouva carbonatites, and Iivaara alkaline rocks contain remarkable phosphorite resources. Titanium ores are mainly found in mafic (gabbroic or gabbronoritic) intrusions, e.g., the ilmenite deposits of Koivusaarenneva, Peräneva and Kairineva in Western Finland, which are currently evaluated by Kalvinit Oy. Other potential Ti-(Fe-V) provinces are located in Kauhajoki, Otanmäki, Pudasjärvi, Koillismaa and Kolari. The most promising Nb-Ta-resources locates in the Sokli carbonatite, the biggest Li-resources in EU may locate in the Ullava-Kruunupyy spodumene- pegmatite-province, but In, Ga, Ge potential in Finland is relatively low. Keywords Lithium, titanium, gallium, germanium, indium, niobium, tantalum, and rare earth elements (REE), exploration potential Geographical area Finland Map sheet Other information Report serial GTK report Total pages 97 Language Finnish Archive code 161/2013 Price Confidentiality public Unit and section PSY, LSY, ISY, ESY Project code 2141007 Signature/name Olli Sarapää Signature/name

GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS [Ylätunnisteen lisäteksti] 31.12.2013 Sisällysluettelo Kuvailulehti Documentation page 1 JOHDANTO 5 1.1 Tutkimuksen tausta, tavoite ja vaiheet 5 2 HANKKEEN ORGANISAATIO JA TYÖNTEKIJÄT 9 3 TUTKIMUSTEN KUSTANNUKSET 10 4 TUTKIMUKSET SUOMEN KALLIOPERÄN HI-TECH-METALLI POTENTIAALISTA 10 4.1 Kirjallisuusselvitys 10 4.2 Litiumesiintymät ja aiheet 11 4.3 Titaaniesiintymät ja aiheet 16 4.4 Gallium 18 4.5 Germanium 19 4.6 Niobi ja Tantaali 19 4.7 Indium 20 4.8 Harvinaisten maametalliaiheiden tutkimukset 21 4.8.1 Vanhan kairasydänaineiston tarkistukset 21 4.8.2 Geofysikaaliset tutkimukset 22 4.8.3 Geokemialliset tutkimukset 25 4.8.4 Kallioperäkartoitukset 27 4.8.5 Mineralogiset tutkimukset 29 4.8.6 Tutkimuskaivannot ja raskasmineraalitutkimukset 29 4.8.7 Kairaukset 32 4.8.8 Soklin Jammin ja Kauluksen karbonatiittijuonien P-REE-mineralisaatiot 34 4.8.9 Kouvan karbonatiittien P-REE-tutkimukset 38 4.8.10 Iivaara P-REE-tutkimukset 40 4.8.11 Mäkärän Au-REE-aiheen tutkimukset 42 4.8.12 Vaulon arkoosigneissin REE-tutkimukset 46 4.8.13 Suhuvaaran appiniitin P-REE-tutkimukset 49 4.8.14 Lehmikarin appiniitin P-REE-tutkimukset 51 4.8.15 Vanttauksen appiniitin P-REE-tutkimukset 53 4.8.16 Panjavaaran karbonatiittijuonet 56 4.8.17 Lamujärvi Nb-REE 57 4.8.18 Katajakangas Nb-REE 58 4.8.19 Kovela REE 61

4 4.9 Kulta-aiheiden tutkimuksia Pohjois-Suomessa 66 4.9.1 Oivan kultajuoni, Inarissa 66 4.9.2 Pajulammen kupari-kultajuoni Kuusamossa 68 4.9.3 Roivaisen alueen geokemialliset tutkimukset 69 5 HI-TECH-METALLIEN LÖYTYMISMAHDOLLISUUDET SUOMEN KALLIOPERÄSTÄ 70 6 KIRJALLISUUTTA 72 7 TULOKSET 76 7.1 Julkaisut 76 7.2 Raportit 78 7.3 Esitelmät 80 7.4 Muuta 81 7.5 Hi-tech-hankkeen vaiheet 2009-2012 81 8 LIITTEET 85 Liite1. Tarkistetut kairasydännäytteet Liite 2. Syväkairaus 2009-2012 Liite 4. Geokemiallinen näytteenotto vuosina 2009-2012

5 1 JOHDANTO 1.1 Tutkimuksen tausta, tavoite ja vaiheet GTK:n nelivuotisen hi-tech-hankkeen (hanke 2141007) päämääränä on ollut kartoittaa ja tutkia hi-techmetallien (litium, titaani, gallium, germanium, niobium, indium, tantaali ja harvinaiset maametallit) potentiaalia ja esiintymistä Suomen kallioperässä ja siten edistää niiden hyödyntämismahdollisuuksia kaivos- ja teknologiateollisuudessa kestävän kehityksen tueksi. Painopistealueena ovat olleet erityisesti harvinaiset maametallit. Hanke on ollut osa GTK:n luonnonvarojen kartoitus- ja tutkimusohjelmien strategiaa. Sen tarkoitus on ollut edistää uudentyyppisten malmien löytymistä Suomesta. Tutkimustuloksia on esitetty raportteina, julkaisuina ja esitelminä, liittyy osassa kohdat 6.1-6.4. Tutkimuksen vaiheet 2009-2012 on esitetty Q-raporttien yhteenvetona kohdassa 6.5. Hi-tech-metallit kuuluvat strategisiin metalleihin. Kehittyneiden maiden taloudellinen kasvu perustuu huipputeknologiaan, jossa hyödynnetään hi-tech-metalleja. Vaikka hi-tech-metallien käyttö on vielä määrällisesti vähäistä, uusien energiaratkaisujen myötä niiden kulutus tulee kasvamaan. Hi-tech-metallien saanti EU:ssa on pääosin tuonnin varassa. Kriittisiä raaka-aineita EU:lle ovat antimoni (Sb), beryllium (Be), fluoriitti (CaF 2 ), gallium (Ga), germanium (Ge), grafiitti (C), indium (In), koboltti (Co), magnesium (Mg), niobium (Nb), platinaryhmän metallit eli PGM:t (Ru,Rh,Pd, Pt, Ir, Os), harvinaiset maametallit (REE), tantaali (Ta) ja wolframi(w). Arvio perustuu raaka-aineiden saatavuuteen ja niiden taloudelliseen merkitykseen (COM, 2010, kuvat 1 ja 2). Erityisen kriittinen tilanne on harvinaisten maametallien osalta, joista tuotetaan 97% Kiinassa. Maapallon merkittävimmät harvinaisten maametallien varannot ovat karbonatiiteissa, alkalikivissä, lateriittisissa rapautumissa, rautaoksidi-kulta-kuparimalmeissa sekä graniittipegmatiiteissa. Näiden kivilajien hi-techmineraalipotentiaalin kartoittaminen Suomen kallioperästä on tärkeää. Entuudestaan tiedetään, että Soklin karbonatiitin mineraalivaroihin liittyy fosforin lisäksi myös huomattavia niobium-tantaali-varoja, mutta tutkimusta harvinaisten maametallien osalta sielläkin on tehty vain vähän. Tunnettuja REE-esiintymiä ovat Korsnäsin vanha Pb-REE-malmi Etelä-Pohjanmaalla ja Katajakankaan REE-Nb-esiintymä Otanmäessä. Suomea pidetään varsin potentiaalisena alueena monien hi-tech-metallien löytymiselle, koska tunnettuja esiintymiä on tiedossa (kuva 3). Tulevaisuudessa näiden metallien hinnat voivat nousta jyrkästi, jolloin nykyistä selvästi heikompipitoiset esiintymät tulevat kannattaviksi. Uudet innovaatiot voivat luoda nopeastikin kysyntää hi-tech-metalleille. Kaivosyhtiöt ovat kymmenien vuosien aikana inventoineet merkittävät platinavarannot Kemi- Näränkävaarajakson emäksisistä kerrosintruusioista. GTK:n hyötymineraalihankkeessa on vastikään arvioitu platinametallien potentiaaliset mineraalivarannot Suomen osalta, joten platinametalleihin ei tämän työn yhteydessä tarvinnut puuttua (Rasilainen et al. 2010). Tutkimuksen ulkopuolelle jätettiin myös sulfidimalmeihin liittyvä koboltti, jota on saatu sivutuotteena mm. Outokumpujakson massiivisista sulfidimalmeista ja Talvivaaran polymetallisesta mustaliuskemalmista. Samoin tarkastelun ulkopuolelle jätettiin tässä vaiheessa beryllium, molybdeeni, antimoni ja wolframi, joiden osalta kallioperämme potentiaali on hyvä, mistä ovat osoituksena Mätäsvaaran (Mo) ja Ylöjärven (W) entiset kaivokset ja lupaava esiintymä Seinäjoella (Sb) (Saltikoff et al. 2006).

6 Lisäksi GTK on kartoittanut Etelä- ja Länsi-Suomen pegmatiittien litium-, niobium ja tantaalivarantoja Kaustisen, Someron ja Kemiön kompleksipegmatiittialueilla. Keliber Oy:n toimesta Ullavan Läntän spodumeeniesiintymälle on suunniteltu kaivosta ja tuotantolaitosta Kaustiselle. Tavoitteena tuottaa litiumkarbonaattirikastetta akkuteollisuuden raaka-aineeksi. Titaani- ja litiumvarojen kartoitusta jatketaan edelleen GTK:n teollisuusmineraalihankkeessa, ja niiden osalta tässä työssä rajoituttiin olemassa oleviin tietoihin. GTK:n teollisuusmineraalihankkeessa on useiden vuosien ajan kartoitettu ja tutkittu emäksisiin magmakiviin liittyviä titaani-magnetiittigabroja mm. Kälviän, Kauhajoen ja Kolarin alueilla. Kälviän Koivusaaren ilmeniitti-esiintymästä on sen jälkeen Kalvinit Oy (nykyisin Endomines AB) tehnyt varsin pitkälle meneviä kaivossuunnitelmia. Vielä 1980-luvun alkupuolella Porin pigmenttitehtaille titaanidioksidin raaka-aineena käytettiin Otanmäen Fe-Ti-V-kaivoksesta saatavaa ilmeniittiä, mutta sen jälkeen ilmeniitti on tuotu EU:n ulkopuolelta Norjasta. Kuva 1. Alkuaineiden yleisyys järjestysluvun kasvun funktiona. Abundance of elements according to atomic numbers (USGS 2012). Kuva 2 EU:n kriittiset metallit saantiriskin ja taloudellisen tärkeyden mukaisesti luokiteltuna (COM, 2010).The EU critical mineral matrix.

7 Suomen kallioperää on tutkittu vähän galliumin, germaniumin, indiumin sekä harvinaisten maametallien osalta. Tosin indiumin osalta on tehty mielenkiintoisia havaintoja rapakivialueelta (Sundblad and Ahl, 2008). Taulukko 1. Eräiden Hi-tech-metallien käyttökohteet, kaivosten sijainti ja malmityypit. Use of hitech metals, operating mines and ore deposit types. Metalli Sovellutus ja tuote Kaivosten sijainti Esiintyminen Litium Titaani Akut ja paristot, lasi, keramiikka, ilmastointi, Alsulatus, voiteet, lääkkeet TiO 2 -pigmentti; maalit, paperit, aurinkokennot Ti-ja Ti-seosmetallit ; suihkumoottorit, lentokoneet Chile, Kiina, Argentiina, Brasilia, Australia, Kanada, Portugal Australia, E-Afrikka, Kiina, Kanada, Norja Suolajärvet, mineraalilähteet, pegmatiittigraniitit Raskashiekat, mafiset ja ultramafiset intruusiot Indium ITO eli Indium-Tina-Oksidi, LCD-näytöt, ICT, LED, aurinkopaneelit Kiina, Kanada, Korea, Venäjä Sinkkimalmien sivutuote Gallium IC, LED, diodit, aurinkokennot, erikoismetallit Kiina, Saksa, Kazakstan, ja Ukraina Bauksiitin ja sinkkimalmien sivutuote Germanium IR-ja kuituoptiikka, PETpolymeerit, aurinkokennot Kiina. USA, Kanada, Chile Sinkkimalmien sivutuote Niobium Erikoisteräkset, superseokset: suihkumoottorit, turbiinit Brasilia, Kanada Karbonatiitit, Lipegmatiitit, S-tyypin graniitit Tantaali Kondensaattorit, ICT, kovametallit, terät, lentokoneet ja raketit Australia, Brasilia, Kanada, Etiopia Karbonatiitit, Lipegmatiitit, S-tyypin graniitit Telluuri Aurinkokennot, termoelektroniikka Kanada, Kiina, USA Cu-malmien sivutuote REE Magneetit, loisteaineet, lasi, linssit, kiillotusaineet, laserit, kondensaattorit, katalyytit Kiina, Venäjä, USA, Australia, Intia, Karbonatiitit, alkalikivet, ioniadsorptiosavet, raskashiekat

Kuva 3. Tärkeimmät hi-tech-metalliesiintymät Suomessa. The most important high-tech metals in Finland (Fodd 2009). 8

9 2 HANKKEEN ORGANISAATIO JA TYÖNTEKIJÄT Hanke oli valtakunnallinen ja sitä johdettiin GTK:n Pohjois-Suomen yksiköstä. Hankkeen toimintamenot (palkat ja tutkimuskulut) resursoitiin vastuualueittain työntekijän toimipaikan mukaisesti. Näytteenottoja geofysiikan mittaus ja muut palvelut resurssoitiin Pohjois-Suomen vastuualueen VA 501 hi-techhankkeelle. Hankepäällikkö FT Olli Sarapää vastasi hankkeesta ja sen raportoinnista. Itä-Suomen alueellisena vastuuhenkilönä toimi geologi Akseli Torppa, Länsi-Suomen geologi Heidi Laxström (v. 2009), myöhemmin FT Olavi Kontoniemi, ja Etelä-Suomen FT Niilo Kärkkäinen. Hanke toimi yhteistyössä teollisuusmineraalihankkeen, mineraalipotentiaalihankkeiden kanssa sekä Etelä-Suomen yksikön tutkimuslaboratorion ja PSY:n maaperä- ja ympäristötoimialan kanssa. Hankkeen geologisiin tutkimuksiin osallistuivat PSY:stä geologit FT Olli Sarapää, Antero Karvinen, FT Laura Lauri, Pertti Heikura, Veikko Keinänen ja Panu Lintinen, LSY:stä Heidi Laxström, Jorma Isomaa ja ISY:stä Akseli Torppa, Asko Kontinen ja Aimo Hartikainen, ESY:stä FT Seppo Lahti, Sari Grönholm, Timo Ahtola, FT Niilo Kärkkäinen. Hankkeen mineralogisista tutkimuksista on vastannut FT Thair Al- Ani. Mineralogisia määrityksiä (SEM, EPMA, MLA) ovat tehneet myös FT Marja Lehtinen (GTK, Espoo) ja Jukka Laukkanen (GTK, Mintec). Geofyysikoista hankkeen mittausten suunnittelusta ja aineiston käsittelystä tulkintoineen ovat vastanneet Pertti Turunen, Heikki Salmirinne, Eija Hyvönen ja Eero Sandgren. FT Pertti Sarala on toiminut asiantuntijana maaperägeologisten tutkimusten suunnittelussa ja toteutuksessa. Tutkimusassistentti Jorma Valkama on avustanut tutkimuskaivantojen kartoituksessa ja separoinut raskasmineraalinäytteitä ja tunnistanut niistä raskasmineraaleja. Tutkimuksissa ovat avustaneet Pertti Telkkälä, Reijo Puljujärvi, Pauli Vuojärvi ja Martti Melamies. Tutkimusassistentti Jouni Aarrevaara on hoitanut hankkeen varaus- ja valtausasiat. Kausiapulaisina ovat toimineet Sakari Alaoja kesällä 2009, Akseli Salo ja Antti Kuikka kesällä 2010, Jussi Niemelä, Joonas Kurtti, Päivi Haaranen kesällä 2011, Jasper Tainio 2011,2012 ja Juuso Pynttäri, 2012. Hankkeen kaikki henkilötyövuodet olivat yhteensä htv 36.4, josta teknisten palvelujen osuus eli kairaukset ja geofysikaaliset maastomittaukset ovat 14.2 htv. Taulukko 2. Hi-tech-hankkeen toteutuneet henkilövuodet 2009-2012. Kapera yhteensä 2009 2010 2011 2012 Yhteensä 3.931 3.927 6.265 5.82 19.942 211 0.432 0.258 0.302 0.52 1.516 322 0.184 0.062 0.034 0.03 0.307 401 0.057 0.246 0.426 0.36 1.093 501 2.669 3.088 4.451 4.56 14.764 Muut 0.589 0.273 1.052 0.348 2.262 Tekniset 1.361 4.312 5.303 3.19 14.166 Kaikki Yhteensä 5.881 8.512 12.620 9.357 36.370

10 3 TUTKIMUSTEN KUSTANNUKSET Taulukoissa 3 ja 4 on esitetty hankkeen kustannukset vuosina 2009-2012. Valtaosa kustannuksista muodostuu ulkopuolisista kairaus ja analyysipalveluista (46 %), palkoista (43 %) ja matkoista, aineista, vuokrista ja tarvikkeista ja muista menoista yhteensä 11 % käsittäen kaikki yksiköt. Taulukko 3. Hi-tech-hankkeen kaikki kustannukset vuosittain. Vuosi Matkat Aineet, tarvikkeet ja tavarat Vuokrat Palvelujen ostot Muut menot Palkat Kaikki yhteensä 2009 29 316 6 226 7 907 119 508 4 203 234 748 401 906 2010 56 645 16 331 16 913 315 947 5 757 338 916 750 509 2011 80 281 19 393 18 197 639 710 5 923 473 781 1 237 285 2012 63 723 13 181 12 812 461 195 2 900 405 386 959 198 Yhteensä 229 964 55 131 55 828 1 536 360 18 783 1 452 832 3 348 898 Taulukko 4. Hi-tech-hankkeen palvelujen ostot kairausten ja analyysien osalta. Vuosi Analyysit Kairaus 2009 113 510 2010 191 525 109 930 2011 293 540 143 570 2012 205 502 240 574 Yhteensä 804 076 494 075 4 TUTKIMUKSET SUOMEN KALLIOPERÄN HI-TECH-METALLI POTENTIAALISTA 4.1 Kirjallisuusselvitys Kirjallisuudesta ja nettihakujen avulla on selvitetty tutkimuksen kohteena olevien hi-tech-metallien taustatietoja siitä mihin niitä käytetään, millaiseksi niiden käyttötarpeen ennustetaan tulevaisuudessa muodostuvan ja ovatko maapallon tunnetut varannot riittävät tulevan kysynnän tyydyttämiseen, toisaalta minkä hintaisia ne ovat ja millaisiksi niiden hintatason ennustetaan tulevaisuudessa muodostuvan. Kirjallisuuden avulla on perehdytty hi-tech-metalleihin ja niiden taloudellisiin kriteeriöihin, joita ovat mm. esiintymän koko, metallien pitoisuus, mineralogia, rikastettavuus, sijainti ja infrastruktuuri. Samoin on perehdytty hi-tech-metallien esiintymistä kontrolloiviin geologiin tekijöihin ja erilaisiin malmimalleihin Suomen kallioperän potentiaalisten jaksojen tunnistamiseksi.

11 Julkaisuista, GTK:n ja kaivosyhtiöiden raporteista sekä GTK tietokannoista, joita ovat mm. Fennoskandian malmitietokanta, teollisuusmineraalitietokanta ja kultatietokanta, on kerätty tietoa Suomen kallioperän hi-tech-metalliesiintymistä. Selvityksen tulokset on esitetty raportissa Sarapää ym. 2010. Taulukko 5. Maailmanlaajuinen uusien teknologioiden raaka-ainetarve vuonna 2006 ja 2030 suhteutettuna raaka-aineen nykyiseen maailman tuotantoon. Global demand of the emerging technologies analyzed for raw materials in 2006 and 2030 related to today s total world production of the specific raw material (COMM 2010). Raaka-aine Raw material Tuotanto Production 2006 (t) Raaka-ainetarve Demand of raw materials 2006 (t) Raaka-ainetarve Demand of rawmaterials 2030 (t) Indikaattori indicator 2006 1 Indikaattori indicator 2030 1 Gallium 152 28 603 0,18 3,97 Indium 581 234 1.911 0,40 3,29 Germanium 100 28 220 0,28 2,20 Neodyymi 16.800 4.000 27.900 0,23 1,66 Platina (PGM) 255 hyvin vähäinen 345 0 1,35 Tantaali 1.384 551 1.410 0,40 1,02 Hopea 19.051 5.342 15.823 0,28 0,83 Koboltti 62.279 12.820 26.860 0,21 0,43 Palladium (PGMi) 267 23 77 0,09 0,29 Titaani 7.211.000 2 15.397 58.148 0,08 0,29 Kupari 15.093.000 1.410.000 3.696.070 0,09 0,24 1 Indikaattori ilmaisee uusien teknologioiden raaka-ainetarpeen osuuden koko nykyisestä raaka-aineen kysynnästä vuosina 2006 ja 2030; 2 Malmirikaste. 1 The indicator measures the share of the demand resulting from driving emerging technologies in total today's demand of each raw material in 2006 and 2030; 2 Ore concentrate 4.2 Litiumesiintymät ja aiheet Suomesta tunnetaan yli 50 harvinaisia alkuaineita (RE) sisältävää pegmatiittialuetta (Alviola, 2003). Kymmenellä näistä RE-pegmatiittialueesta tavataan Li-pitoisia mineraaleja sisältäviä pegmatiittijuonia (kuva 4). Kaikkien kymmenen alueen Li pegmatiitit kuuluvat Černýn ja Ercitin (2005) luokittelussa LCT (Li,Ce,Ta) ryhmään. Näistä kaksi, Kruunupyy-Ullava (Kaustinen, Emmes) ja Somero-Tammela alue ovat litiumin suhteen selkeästi muita potentiaalisempia ja niihin on myös keskittynyt viimevuosina aktiivinen litiumin potentiaalikartoitus ja etsintä. Vuonna 2012 Kruunupyy-Ullava alueella oli neljä voimassaolevaa litiumvaltausta. Hakemusvaiheessa olevia valtauksia oli 53 ja vuoden 2011 uuden kaivoslain mukaisia malminetsintähakemuksia oli jätetty kahdeksan. Alueella sijaitsee myös litiumkarbonaatin tuotantoon lähivuosina tähtäävä kaivosprojekti. Somero Tammela alueella oli vuonna 2012 hakemusvaiheessa olevia litiumvaltauksia 19.

12 Kuva 4. Vasemmalla harvinaisia alkuaineita sisältävät pegmatiittialueet Suomessa (Alviola, 2003). Li-pegmatiitteja sisältävät alueet on ympyröity. Left; rare elements pegmatite occurrences in Finland. Oikealla kalliogeokemian ja alueellisen moreenigeokemian Litium-anomaliat yksinkertaistetulla Suomen kallioperäkartalla. Right; Li-anomalies of rock and regional till geochemistry on the simplified bedrock mp of Finland. Kruunupyy-Ullavan (Kaustinen, Emmes) n. 500 km 2 spodumeenipegmatiittialue sijaitsee Pohjanmaan liuskevyöhykkeellä Keski-Suomen graniittikompleksin ja Vaasan migmatiittikompleksin välissä. Alueen litiumrikkaat pegmatiitit kuuluvat LCT-ryhmään (Li, Ce, Ta) ja spodumeeni on esiintymien ainoa taloudellisesti merkittävä Li-mineraali. Useat eri yhtiöt ovat tehneet alueella spodumeenin etsintää 1950- luvun lopulta lähtien. Geologian tutkimuskeskus (GTK) aloitti alueen Li (Ta, Nb, Be) potentiaalin selvittämisen vuonna 2003. Kruunupyy-Ullavan alueella on lohkarekartoitusten ja timanttikairausten perusteella todennäköisesti kymmeniä spodumeenipegmatiittijuonia. GTK raportoi vuonna 2010 Työ- ja elinkeinoministeriölle (TEM) Leviäkankaan (Ahtola et al. 2010a) ja Syväjärven (Ahtola et al. 2010b) Liesiintymät (kuva 5). Vuonna 2011 päättyneen kansainvälisen tarjouskilpailun myötä esiintymät siirtyivät Keliber Oy:n haltuun syksyllä 2012. Vuonna 2009 GTK löysi Rapasaarten litium-esiintymän (Kuusela et al. 2011). Esiintymän myyntiraportti luovutettiin TEM:lle vuonna 2012. Leviäkankaan, Syväjärven ja Rapasaarten esiintymät nostavat Kaustisen alueen tunnetut litium-malmivarannot 12,5 miljoonaan tonniin (taulukko 6). Keliber Oy on jatkanut Läntän kaivosprojektia tavoitteena aloittaa litiumkarbonaatin

13 tuotanto lähivuosina. Läntän esiintymän Li-varannot ovat 2.47 Mt 0,921 %:n Li 2 O-pitoisuudella. Yhtiö on lisäksi tehnyt malminetsintää muuallakin Kruunupyy-Ullava alueella. Vuonna 2011 se ilmoitti nettisivullaan löytäneensä uuden Outoveden esiintymän (www.keliber.no). Emmesin esiintymän arvioidut varannot ovat 1.1-1.2 Mt, 1.3 % Li 2 O. Todennäköistä on, että Kruunupyy-Ullavan alueen spodumeenipegmatiitit muodostavat koko EU:n alueen potentiaalisimman Li varannon. Kuva 5. Taulukko 6. Li-valtausten sijainti Kruunupyy-Ullavan RE-pegmatiittialueen kallioperäkartalla. The Li-claims of the Kruunupyy-Ullava RE-pegmatite area on the bedrock map. Kaustisen alueen tunnetut litiumvarannot. Li-resources at Kaustinen. Esiintymä Varannot Mt Li 2 O p-% Nykyinen haltija Emmes 1.1 1.3 Keliber Oy Länttä 2.3 1.0 Keliber Oy Leviäkangas 2.1 0.7 Keliber Oy Syväjärvi 2.6 0.98 Keliber Oy Rapasaaret 3.7 1.02 GTK yhteensä 12.5 Somero-Tammelan n. 400 km 2 alueella tunnetaan ainakin 56 RE-pegmatiittia, joista yhdeksän sisältää litium-mineraaleja. Alueen kaksi suurinta Li-pegmatiittia ovat Hirvikallion petaliittipegmatiitti ja Kietyönmäen spodumeenipegmatiitti (Alviola, 2003, Ahtola, 2012). GTK kairasi vuonna 1958

14 Hirvikallion juoneen yhden reiän. Myöhemmin esiintymä on ollut Oy Lohja Ab/Partek Oy Ab:n valtauksessa vuosina 1974-1996. Juonella on pituutta 170 m, leveyttä 5-25 m ja sen keskimääräinen Li 2 O pitoisuus on 1,78 %. Li-varanto on n. 200 000 t 50 m syvyydelle arvioituna. Se on suurin tunnettu petaliittipegmatiitti Suomessa. Vuosina 1987-1988 GTK kairasi Kietyönmäen juoniparveen yhteensä 17 reikää. Pääjuonen Li-varanto on kairausten perusteella n. 300 000 t pitoisuudella 1.5 % Li 2 O. On todennäköistä, että Somero-Tammelan alueella on vielä useita tuntemattomia Li-pegmatiitteja, mutta ne eivät ole paljastuneena. Kitee-Tohmajärven alueella Itä-Suomessa tunnetaan n. 500 paljastunutta pegmatiittia. Näistä toista sataa on kompleksipegmatiitteja. Li-mineraaleja sisältäviä on 24. Taloudellisesti mielenkiintoisia mineralisaatioita ei ole löytynyt. Esimerkiksi Surmasuo-S pegmatiitin Li-mineralisaatio ei kairausten perusteella jatku 3-4 m syvemmälle. Haapaluoman ja Kaatialan pegmatiiteista tuotettiin maasälpää muutaman vuosikymmenen aikana yhteensä yli miljoona tonnia. Nyttemmin tuotanto on loppunut. Pegmatiitit ovat mineraalikoostumukseltaan hyvin samanlaisia. Haapaluoman ja Kaatialan Li-silikaatit (spodumeeni ja lepidoliitti) esiintyvät lähinnä aksessorisina mineraaleina ja ovat rikastuneina rakotäytteisiin. Kaatialassa on edellä mainittujen lisäksi myös Li-fosfaatteja. Kaatialan pegmatiitin keskimääräinen Li-pitoisuus on noin 150 ppm. Eräjärven pegmatiittialue sijaitee Orivedellä n. 50 km Tampereelta itäkoilliseen. Eräjärven alueelta tiedetään n. 70 kompleksipegmatiittia (Be-, Nb-, Ta- ja Li-pitoisia) ja noin sata mineralogialtaan yksinkertaista pegmatiittia (Lahti, 1989). Li-pegmatiitteja on alueelta löytynyt ainakin 20 kpl. Näistä Lisilikaatteja kuten spodumeenia, lepidoliittia ja cookeiittia sisältäviä on kahdeksan. Lähes kaikki Lipegmatiiteista sisältävät erilaisia Li-fosfaatteja. Li-mineraalien osuus ja samalla Li-pitoisuus jää Eräjärven alueen juonissa alhaiseksi. Seinäjoen alueelta tunnetaan yli sata harvinaisia alkuaineita sisältävää pegmatiittia. Seinäjoen pegmatiiteille luonteenomaisia mineraaleja ovat kassiteriitti, spodumeeni, tapioliitti, berylli, kolumbiitti ja fosfaattimineraalit (Alviola, 1986). Suurin osa alueen pegmatiittijuonista, n. 75 % on metrin levyisiä tai sen alle. Viidessä alueen pegmatiitissa on spodumeenia, mutta vain yhdessä se on päämineraalina. Tämä Tervasmäki S niminen pegmatiitti on kairausten perusteella 40 m pitkä ja n. 1 m leveä juoni (Alviola, 1986). Litiumia ei ole kairasydämistä analysoitu. Heinolan Rakokivenmäen petaliittipitoinen pegmatiittialue koostuu Rautaruukki Oy:n 1982 kairausten perusteella 2-7 m leveistä juonista. joilla on pituutta n. 1,5 km. Pegmatiittien uranäytteiden Li 2 O pitoisuus on maksimissaan 0.68 %. Juonten paljastumissa näkyvälle Li-pitoiselle osalle ei kairausten yhteydessä löytynyt kuitenkaan syvyysjatkeita. Kiskon Pukin alueen ainoa Li-mineraaleja sisältävä pegmatiitti on maantien nro 186 tieleikkauksessa. Siinä on karkearakeista (läpimitta jopa ½ metriä) petaliittia, vähän kolumbiittia, kassiteriittia, berylliä ja litiofiliittiä. Juoni on käytännöllisesti katsoen louhittu kokonaan pois tieleikkausta tehtäessä. Uusien kompleksi-pegmatiittijuonien löytyminen on Alviolan (1991) mukaan mahdollista tunnettujen juonten lounaispuolelta. Kemiön alueella on 20 tunnettua pegmatiittiesiintymää, joista vain kahdessa on tavattu Li-mineraaleja. Li-mineraalien määrä on molemmissa alhainen. Esimerkiksi Rosendalin pegmatiittijuonessa on keskimääräinen Li 2 O- pitoisuus kairasydämissä 136 ppm. Litium sisältyy siinä pääosin muskoviittiin, Likloriittiin, cookeiittiin ja trifyliittiin.

15 Kalajoen alueelta on löydetty lepidoliitti-pitoisesta pegmatiitista muodostunut lohkareviuhka, jonka alkuperää ei paljastumien puuttumisen ja asutuksen vuoksi ole pystytty selvittämään Suomessa esiintyy Li-pitoisia pegmatiitteja kymmenellä eri RE-pegmatiittialueella (kuva 4). Näistä taloudellisesti potentiaalisimmat ovat Kruunupyy-Ullava (spodumeeni) ja Somero-Tammela (petaliitti ja spodumeeni) alueet. Molemmissa on käynnissä Li-tutkimuksia yritysten ja GTK:n toimesta. Kruunupyy-Ullava alueen spodumeenipegmatiitit muodostavat yksistään potentiaalisimman Li varannon koko EU:n alueella. Kaustisen seudun litium-varannot hankkeessa (KaLi-hanke, EAKR) testattiin vuosina 2010 ja 2011 GTK:n vanhan linja-muotoisen moreeniaineiston soveltuvuutta Lipotentiaaliselvityksiin (Kontoniemi 2012). Työtä jatkettiin vuosina 2011 ja 2012 GTK:n omalla rahoituksella. Kaikkiaan 7662 näytteestä analysoitiin Li ja osasta (7120 näytettä) 40 muuta alkuainetta. Litiumin analysointiin käytettiin natriumperoksidisulatetta. Kontoniemen (2012) mukaan Kaustisen alueella voidaan rajoittaa kuusi Li-anomaalista aluetta, jotka luovat hyvän pohjan tuleville kohdentaville tutkimuksille (kuva 6). Kuva 6. Moreenin Li-pitoisuuksien jakautuminen koko tutkimusalueella (4 luokkaa). Rajattuna kuusi anomalia-aluetta. Li content of till samples within the whole study area (4 classes),six restricted anomaly areas (Kontoniemi 2012).

16 On todennäköistä, että myös Somero-Tammelan alueella on vielä useita tuntemattomia Li-pegmatiitteja, mutta ne eivät ole paljastuneena. Seinäjoen alueella runsaasti Li-mineraaleja sisältävät juonet ovat dimensioiltaan pieniä. Kitee-Tohmajärven ja Heinolan tunnettujen Li-pegmatiittien Li-mineralisaatiolle ei löytynyt syvyysjatkeita kairauksissa. Kiskon Pukin alueen ainoa Li-pegmatiitti on louhittu pois maantieleikkausta tehtäessä. Eräjärven, Kemiön, Haapaluoman ja Kaatialan Re-pegmatiittien Li-pitoisuus jää tunnetuissa juonissa vähäisen Li-mineraalien määrän myötä niin pieneksi, ettei litiumin tuotanto ole todennäköistä kuin korkeintaan sivutuotteena. Geokemiallisen aineiston perusteella Suomen kallioperässä on hyvä litium-potentiaali. Edellä esille tulleiden kohdealueiden lisäksi kartalla erottuu voimakkaita Lianomalioita Itä- ja Pohjois-Suomessa (kuva 4). 4.3 Titaaniesiintymät ja aiheet Suomessa on useita varteenotettavia titaanin raaka-ainelähteitä. Kaikki esiintymät liittyvät gabroluokan mafisiin intruusioihin ja siten Suomen ilmeniittiesiintymät muodostavat oman malmityyppinsä, koska tavallisesti magmaattiset ilmeniittiesiintymät liittyvät anortosiitteihin (kuva 7). Koivusaarennevan ilmeniittikenttä on kaivospiirihakemusvaiheessa. Mustavaaran Ti-magnetiittimalmin ekonomisuutta selvitellään siltä pohjalta, että malmista rikastettaisiin yhtenä tuotteena titaanisulate (Ti slag). Mikäli tämä toteutuu, myös muut kerrosintruusoiden magnetiittigabrot tai Yli-Iin alueelta löytyneen Hautakankaan tyyppiset Ti-rautamalmit tulevat mielenkiintoisiksi. Pohjanmaalla on Kauhajoen-Honkajoen alhaisen pitoisuutason titaani-fosfrori-rautamalmikentän suuri koko tekee sen mielenkiintoiseksi. Lisäksi voidaan todeta arviot siitä, että Otanmäen-Vuorokkaan kaivoskenttään olisi jäänyt huomattavasti louhimatonta malmikiveä. Kaivoksen jatkaminen olisi edellyttänyt murskaustason syventämistä, johon ei ryhdytty osittain siksi, että Mustavaaran kaivokselta saatiin vanadiinirikastetta. Tärkeä ja hyödyntämistä odottava esiintymä on Koivusaarenneva ilmeniitti-gabro ja sen satelliitit yhteensä 74 Mt malmivarannot, 8 wt% TiO 2 (eli 16 % ilmeniittiä) and 5.2 wt% magnetiittia (Kärkkäinen, 2012). Malmissa on vallitsevana Fe-Ti oksidina hyvälaatuista ilmeniittiä, jossa magnesiumin ja vanadiinin pitoisuudet ovat pieniä. Ilmeniitti esiintyy omina puhtaina rakeina, mikä pitää vaahdottamalla saatavan rikasteen teoreettisen Ti-pitoisuuden lähellä enimmäismäärää, n. 50 % TiO 2. Tämä on yksi ero anortosiitteihin liittyviin ilmeniittimalmeihin, koska niissä ilmeniitissä on aina paljon (10 25 %) Tipitoisuutta alentavaa hienorakeista hematiittia sulkeumina. Verrattuna useimpien placer-esiintymien ilmeniittirikasteisiin, täällä ei ole radon-ongelmia, jotka liittyvät raskasmineraalihiekkojen monatsiittiin tai ksenotiimiin. Koivusaarennevalla myös erillisinä rakeina esiintyvä magnetiitti on yleinen siten, että ilmeniitin ja magnetiitin määräsuhde on 3:1-4:1. Magnetiitti voisi olla vanadiinin lähde, sillä magnetiitissa on vanadiinia jokseenkin saman verran (0.6 %) kuin oli Otanmäen kaivokselta erotetussa magnetiisissa. Toinen merkittävä potentiaalinen fosfori-, titaani- ja rautaprovinssi on Etelä-Pohjanmaan ja Satakunnan rajamaille sijoittuva Kauhajoen-Honkajoen Ti-P-gabrokompleksi, käsittäen täydellisen differentiaatiosarjan peridotiitista anortosiittiin. Sen kaksi pääesiintymää ovat Perämaa ja Lumikangas, joissa alhaisen pitoisuustason (18-22%) apatiitti-, ilmeniitti- ja magnetiittimalmia on yli 500 Mt. Lisäksi pienehkö esiintymä on kairattu Kauhajärvellä, missä lähinnä on tutkittu esiintymätyypin geologiaa. Kauhajärven tutkimusalue rajoittuu paksun maapeitteen alla olevan magneettisen anomalian eteläkärkeen, ja paljon potentiaalia on on vielä varsinaisen anomalian alueella. Perämaan esiintymä sisältää maksimissaan 8-9 wt% TiO 2, 2.5 4.0 wt% P 2 O 5 and 20-27 wt% Fe, Kauhajärven esiintymä 4-8 w% TiO 2, 1-3.6 wt% P 2 O 5 and 13-28 wt% Fe (Kärkkäinen, Niilo, 1999).

17 Lumikankaan esiintymä sisältää 8.7 wt% ilmeniittiä (max 21 wt%), 5.4 wt% apatiittia (max 17 wt%) and 4.8 wt% magnetiittia (max 17 wt%) homogeenisessa kerroksellisessa gabrosta ja montsogabrossa (Sarapää et al. 2005). Näistä Perämaan malmikiveä on tutkittu vain apatiitin osalta, ilmeniitin ja magnetiitin laatua ei ole selvitetty. Kauhajärven kairasydämistä Siilinjärvellä Kemiran laitoksilla tehtyjen rikastuskokeiden perusteella apatiitin saanti rikastuksessa oli 100- %. Ilmeniitistä ainakin osa on omina rakeina ja siten rikastettavissa. Kauhajärvellä noin 50 % ilmeniitistä voi olla magnetiitissa lamelleina, joista osa voi olla konventionaalisesti rikastettavissa kohtalaisen suuren raekoon vuoksi. Magnetiitin ominaisuuksia ei ole systemaattisesti tutkittu. Oksidirikkaista kivistä tulisi tehdä massasuskebiliteetti ja DDT-testejä sekä mikroskooppitutkimuksia Fe-Ti-oksidien laadun selvittämiseksi ja vaihtoehtoinen rikastusmenetelmien pohtimiseksi. Kolmas potentiaalinen Ti-lähde Suomessa on Mustavaaran malmin tyyppinen Ti-magnetiitti, josta sulaton kautta tuotettaisiin Ti-sulate. Neljäs lupaava ilmeniitti-magnetiittimalmialue on Kolarissa, missä Karhujupukan ja Kortonlehdon esiintymissä on yhteensä n. 5 Mt kairattua hyvälaatuista malmia, jossa on 40 wt% Fe, 5.5 wt% Ti, 0.3 wt% V. Ilmeniitti esiintyy omamuotoisina rakeina (0.5-2.0 mm), joissa on hematiittisulkeumia. Malmin hyödyntäminen saattaa tulla ajankohtaiseksi jos Kolarin rautamalmien kaivostoiminta käynnistyy. Samantyyppisenä voidaan pitää vähän tutkittuja Silaskairan Pyhäjärven esiintymiä, joita aikoinaan selvitteli Rautaruukki Oy. Itä-Suomessa ilmeniittikriittisenä voidaan Otanmäen malmikentän lisäksi pitää Varissuon gabroa Sonkajärvellä. Etelä-Suomessa on paljon pieniä magmaattisia Fe-Ti-V-malmeja, joissa ilmeniitti ja magnetiitti ovat omina rakeinaan, mutta esiintymien koko ei ole riittävä. Lapissa kannattaisi selvittää Inarin anortosiittien ilmeniittipotentiaalia Angelin ja Partakon alueilla. Mikäli konventionaalinen rikastus, magnetiitin magneettinen erottelu ja ilmeniitin (ja apatiitin) vaahdottaminen voidaan korvata toisella rikastusprosessilla (esim. sulatto, hydrometallurgia) saattaa Timagnetiitin (ulvöspinelli-magnetiitti) tai ilmeniitti-magnetiittisekarakeiden eli hienojakoisia ilmeniittilamelleja sisältävän ilmenomagnetiitin ekonominen hyödyntämien mahdollistua. Tällöin kyseeseen voisivat tulla 2.4 Ga kerrosintruusioiden magnetiittigabrot, Yli-Iin Hautakankaan tyyppiset massiiviset ilmenomagnetiittimalmit tai joutunidiabaaseihin liittyvät Ti magnetiittiesiintymät.

18 Kuva 7. Suomen titaaniesiintymät Kärkkäisen (1999) mukaan (Raajärvi on pelkästään Femalmi). Ti-deposits in Finland. 4.4 Gallium Sahama on raportoinut Etelä-Lapin graniiteista ja syeniiteistä 74 ppm Ga pitoisuuksia (Rankama ja Sahama 1950). Suomen rapakivigraniitit; Viipurin, Ahvenanmaan, Laitilan, Vehmaan batoliitit ja lukuisat pienemmät intruusiot kuuluvat keski-proterotsooisiin (1.67-1.47 Ga) anorogeeniseen magmaattiseen provinssiin, jolle on luonteenomaista A-tyypin graniittien korkeat Fe/Mg, K/Na, Ga/Al, Zr, F ja LREE pitoisuudet (Rämö and Haapala 2005). Haapalan rapakivigraniittitutkimuksissa on havaittu mielenkiintoisia gallium-pitoisuuksia Laitilan ja Viipurin rapakivialueilla (Haapala 1977). Galliumin suhteen korkeimmat pitoisuudet ovat Kymin ja Eurajoen stokeissa, jotka edustavat rapakivigraniittien myöhäisintä kiteytymisvaihetta. Väkkärän topaasipitoinen graniitti sisältää keskimäärin 67 ppm Ga, 55 ppm Nb, 83 ppm Sn ja sen pinta-ala on noin 10 km 2. Kymin stokissa gallium-pitoisuus vaihtelee 24-92 ppm ollen korkein tasarakeisessa graniitissa (Haapala and Lukkari 2005). Pohjois-Suomen kairasydän- ja kartoitusnäytteet tarkistettiin galliumien osalta Kalpea- ja Kairatietokannoista. XRF-menetelmällä analysoiduissa näytteissä merkittävin rikastuma on Kolarin Karhujupukan ilmeniitti-magnetiittiesiintymässä. Ilmeniitti-magnetiittimalmin gallium-pitoisuus vaihtelee 50-73 ppm. Sallan Vittajängän kaoliiniesiintymässä R346:ssa gallium-pitoisuus kohoaa paikoin yli 50

19 ppm:n, joka on Virtasalmen kaoliinien gallium-pitoisuuksien kanssa samaa luokkaa (Sarapää 1996). Sodankylän Ruosselän R338:n rapautumassa tavattiin korkea 169 ppm:n galliumpitoisuus. Kartoitusnäytteistä korkein pitoisuus 163 ppm Ga on Savukosken Värriön ultramafiitissa. Kalliogeokemian aineiston perusteella korkeimmat Ga-pitoisuudet sattuvat Kaakkois- ja Lounais- Suomeen, Puolangan, Ylitornion ja Sodankylän alueille (Sarapää ym. 2010). Suomen kallioperän potentiaalisimmat gallium-kohteet ovat sinkkimalmit, rapakivialueiden Sn-Znmalmit, kaoliinirapautumat ja Ti-Fe malmit. Myös mafisiin intruusioihin näyttää liittyvän galliumpotentiaalia. Galliumin tuotanto Suomen kallioperästä tulisi kysymykseen ainoastaan muun malmintuotannon sivutuotteena, josta se voitaisiin erottaa malmirikasteesta sulattovaiheessa. 4.5 Germanium Suomessa germaniumin rikastumista kallio- ja maaperässä ei ole juurikaan tutkittu. Osittain syynä on se, että germaniumin analysointi on vaikeaa, eikä sitä ole sisällytetty geokemian paketteihin. Julkaisemattoman aineiston perusteella GTK:ssa on analysoitu 1980-luvulla malminäytteiden Gepitoisuuksia alueellisen tinatutkimuksen yhteydessä (Kärkkäinen 1984). Kvalitatiivisissa optisissa emissiospektrografianalyyseissä, joissa germaniumin määritysraja on ollut 5-15 ppm, määritysrajan ylittäviä pitoisuuksia on ollut 54 malminäytteessä, joissa päämalmimineraalina olivat kupari-, arseeni- tai rikkikiisu, scheeliitti jne. Kalliosalon Sb-aiheessa 10 näytteen keskipitoisuus on 35 ppm (max 60ppm), mutta 61 näytteessä alle 10 ppm. Puolangan oksidi-silikaattifasieksen rautamalmeissa korkeimmat pitoisuudet ovat 22-24 ppm Ge. Kittilän jaspiksessa ja Mäkärän kulta-kvartsijuonessa on alle 5 ppm. Kaatialan pegmatiitin keskimääräinen Ge-pitoisuus on 2.5 ppm, jossa sitä on eniten kolumbiitissa (15 ppm), apatiitissa (8 ppm) ja kiilteessä (7.5 ppm) (Nieminen 1978). Sotkamon Talvivaaran mustaliuskeesta on 7 analyysiä, maksimi 9 ppm Ge, 10 m kairasydänlävistyksessä (Ervamaa ja Heino 1980). 4.6 Niobi ja Tantaali Suomessa on kaksi tunnettua tantaaliesiintymää, nimittäin Rosendahl Kemiössä ja Kietyömaan Tammelassa. Näistä Rosendahl on merkittävämpi. Muita tantaalia sisältäviä malmiesiintymiä Suomessa ovat Soklin karbonatiitti ja Katajakankaan alkaligneissi Otanmäessä. Kemiön Rosendahlin Be-Taesiintymän isäntäkivi on apliittinen graniittipegmatiitti. Sen sivukivenä on gabro (Alviola 1997). Pegmatiitista on louhittu aikoinaan kvartsia ja maasälpää. Pegmatiittijuoni on 500 m pitkä ja 5-15 m leveä ja pystyasentoinen. Kairausten ja profiilinäytteenoton perusteella Alviola on arvioinut sen sisältävän 100 metrin syvyyteen 1.3 Mt mineralisoitunutta kiveä, jossa on 322 ppm BeO ja 289 ppm Ta 2 O 5 lisäksi 0.08 % Sn ja 0.012 % Li. Pegmatiitti koostuu albiitista, kvartsista, krysoberyllistä, beryllistä, tapioliitista ja tantaliitista. Alueella on noin 30 pegmatiittijuonta, joihin mahdollisesti liittyy Be-Ta-mineralisaatioita, mutta joita ei ole tutkittu. GTK:n jälkeen esiintymän tutkimuksia on jatkanut Tertiary Minerals. Someron Kietyömaan Li-Ta pegmatiitissa on arvioitu olevan 0.4 Mt 0.07 % Li, 30 ppm Ta ja 0.016% Sn sisältävää kiveä (Alviola 1993). Kohdetta on käsitelty litiumin yhteydessä. Otanmäen Katajakankaan lantanidi-niobiaihe kvartsi-maasälpägneississä sisältää huomattavia määriä tantaalia. Kairasydännäytteistä tarkistusten yhteydessä tehdyissä määrityksissä tantaalipitoisuus kohosi maksimissaan 675 ppm ja näyte sisälsi 0.4 %Nb. Otanmäen alueelta tunnetaan toinenkin Nb-REE-esiintymä Kontioaho. Yhteensä näissä esiintymissä on n. 4.5 Mt malmia, jonka Nb 2 O 5 -pitoisuus vaihtelee välillä 0.12 0.76 %. Niobimineraaleja Katajakankaalla ovat fergusoniitti (Y,Er,Ce,Fe)(Nb,Ta,Ti)O4 ja kolumbiitti FeNb2O6 (Hugg ja Heiskanen, 1986). Soklin karbonatiitin pyroklooriesiintymässä on 50ppm Ta, 2100 ppm Nb, 0.13% Zr ja

20 0.01% U. Alueen karbonatiitin ja feniitin Nb-Ta potentiaali on merkittävä, koska esiintymä on kooltaan valtava (Fodd 2009). 4.7 Indium Erämetsä (1938) teki laajahkon selvityksen indiumista Suomen kallioperän eri mineraaleissa. Se käsittää yli 600 In määritystä optisella emissiospektrografilla, eri puolilta Suomea. Tavallisissa kiisumineraaleissa indium-pitoisuus osoittautui alhaiseksi < 10 ppm, lukuun ottamatta kuparikiisua ja sinkkivälkettä. Oksideissa indiumia tavattiin vain Kiskon kolumbiitissa, siinäkin vain 10-100 ppm. Erämetsä havaitsi, että indiumia on rikastuneena Venäjän puolella sijaitsevan Pitkärannan monimetalliesiintymässä ja Siuntio-Inkoo-alueella. Pitkärannassa sinkkivälke sisälsi 50 100 ppm, jopa 1 % indiumia. Borniitissa ja kuparikiisussa indiumia oli enimmillään 0.1 %. Korkeimmillaan Pitkärannan serpentiniitissä hän havaitsi 0.05% In ja sarvivälkkeessä 1 %. Kiskon kolumbiitti sisälsi 10 100 ppm In. Inkoon Lågnäsin sinkkivälkkeessä analysoitiin jopa 0.5 % In, Fiskarsissa 100 ppm, Lohjan Paavolassa 50 100 ppm, Perniön Träskbölessä ja Enon Otravaarassa100 ppm. Pitkärannan karsimalmin muodostus liittyy Salmen rapakivibatoliitin intrudoitumiseen ja hydrotermisten fluidien reaktioon kalkkikiven kanssa. Valkaman (2009) mukaan malmityyppejä on neljä: 1) Fe-Sn(-Zn), 2) Cu-Zn-Ag-In-Snb, 3) Zn-In(-Sn), 4) Zn-Fe. Viipurin batoliitin länsiosassa esiintyy massiivisia In-pitoisia magnetiitti-sinkkivälke (Getmossen, kuva 8), greisen-tyyppisiä (Jungfrubergen) ja kuparivaltaisia polymetallisia kvartsijuonia (Sarvlaxvikenissa). Kuparivaltaisille (kuparikiisu-borniitti), Zn-köyhille kvartsijuonille on ominaista korkea In/Zn-suhde (<3000), joissa roquesite on hallitseva indiumia sisältävä mineraali, lisäksi sitä on sinkkivälkkeesä, kuparikiisussa ja arseenikiisussa. Sinkkivaltaisissa juonissa indium on pääosin sinkkivälkkeessä, 500 1500 ppm (Sundblad and Ahl 2008, Cook et al. 2011). Kuva 8. Viipurin rapakivibatoliitin länsiosan polymetalliset mineralisaatiot. 1-3 Sarvlaxviken alue, (Korsvik 1, Korsvik 2, Högberget 1, Virbäcken ja Mölknäs), 4. Getmossmalmen, 5. Jungfrubergen, 6. Liljendal, 7. Forsby, 8. Kymi, 9. Sääksjärvi, 10. Pahasaari. N.J. Cook et. al. 2011. Polymetallic mineralizations in the Viipuri rapakivi.

21 4.8 Harvinaisten maametalliaiheiden tutkimukset Harvinaiset maametallit eli REEt ovat välttämättömiä hi-tech-raaka-aineita ja erityisesti uusissa energiaratkaisuissa tarvittavista raskaista maametalleista (HREE) on pulaa. REEt eivät esiinny luonnossa metallisina, mutta muodostavat yli 200 omaa mineraaliaan halideina, karbonaatteina, fosfaatteina, oksideina ja silikaatteina. REEt jaetaan atomipainon kasvun mukaan kevyisiin La-Gd (LREE) ja raskaisiin Tb-Lu (HREE), eli Ceja Y-ryhmiin. Tärkeimmät REE-malmimineraalit ovat bastnäsiitti (La,Ce,Nd), monatsiitti (La,Nd, Th) ja ksenotiimi (Y,Dy,Er,Ho) sekä lopariitti ( La,Nb,Ti), eudialyytti, fergusoniitti (Y,Nb,Ti), zirkoni, apatiitti ja kaoliniitti. REE-tuotannosta 97% saadaan Kiinan karbonatiittien bastnäsiitista (Bayan Obo, LREE) ja kaoliniittisista ioniadsorptiosavista (LREE+HREE), loput 3 % saadaan Kuolan Lovozeron alkalikiven lopariitista ja Intian monatsiitti-ilmeniitti-raskasmineraalihiekoista. Lähivuosina USA:n Mountain Passin ja Australian Mt Weldin karbonatiittien bastnäsiitti-esiintymistä tuotettavat REEt saattavat heikentää Kiinan monopoliasemaa, toisaalta peralkalisiin syeniitteihin liittyy lupaavia HREE-malmeja: Strange Lake, Thor Lake, Dubbo, Norra Kärr and Kvanefjeld (Long et al. 2010). Hi-tech-hankkeen tärkeimpänä tavoitteena on ollut Suomen kallioperä REE-malmipotentiaalin arvioiminen. Tutkimuskohteiden valinta perustui GTK:n raportti- ja malmitietokantojen, alueellisen moreenigeokemian, kalliogeokemian datojen ja vanhojen kairasydännäytteiden uudelleen analysointiin. Alueellisen geokemian avulla potentiaalisiksi alueiksi rajautuivat selvästi Tanabeltin, Länsi-Lapin, Lounais-Suomen graniitit sekä Eurajoen ja Viipurin rapakivialueet (Sarapää ym. 2010). Tärkeimmät kohteelliset tutkimuskohteet ovat olleet Soklin Jammin ja Kauluksen karbonatiittijuonet, Tanabeltillä Mäkärä-Vaulon alue, Vanttauksen, Lehmikarin ja Suhuvaaran appiniitti-intruusiot, Iivaaran alkalikivi, Kortejärven ja Laivajoen karbonatiitit, Pyhännän Lamujärven syeniitti ja Kovelan monatsiittigraniitti (kuva 11). 4.8.1 Vanhan kairasydänaineiston tarkistukset Lopen ja Rovaniemen kairasydänvarastoilla tarkistettiin 95:n syväkairausreiän kairasydännäytteet, jotka oli valittu raportti- ja kairatietokannoista saatujen viitteiden perusteella (liite 1). Kairasydämistä valittiin näytteitä kemiallisiin analyyseihin täydentäen aiempia XRF ja ICP-AES tuloksia analysoimalla Labtiumissa ICP-MS:llä REEt (307M, 308 M ja 720PM,www.labtium.fi). Samoista näytteistä tehtiin mineraalimäärityksiä polarisaatio- ja elektronimikroskoopeilla (SEM, EPMA). Tarkistetuista kohteista mielenkiintoisimmiksi osoittautuivat Virtasalmen Litmasen ja Eteläkylän kaoliinirapautumien (0.2 % REE max), Soklin karbonatiitin feniittikehän karbonatiittijuonien; Jammi (1.8 % REE max.) ja Soklioja (0.6 % REE max) ja Katajakankaan REE-esiintymän ( 2.9 % REE max) ja Korsnäsin Pb-malmin ( 2.3 % REE max) REE-pitoisuudet. Analyysejä tehtiin mm. Kortejärvi-Laivajoen (0.17 % REE max) ja Oijärven karbonatiittijuonista (0.29 % REE max), Siikaselän (0.2% REE max), Petäjälehdon (0.17 % REE max) arkoosigneisseistä, Honkilehdon (0.34 % REE max), Palkiskurun (0.43 % REE max) albiittikarbonaattikivistä ja Eurajoen (0.22 % REE max) rapakivigraniiteista ja greiseneista (Al-Ani 2010,2011, 2012; Al-Ani et al. 2009, 2010, 2011, 2012).

22 4.8.2 Geofysikaaliset tutkimukset Harvinaisten maametallien käytön perusteena ovat niiden muista alkuaineista poikkeavat fysikaaliset ominaisuudet. Toisaalta tiheytensä suhteen ne ovat samalla alueella muiden metallien kanssa (5000 10000 kg/m 3 ), mutta magneettiset ominaisuudet ovat hyvin poikkeavat. Ryhmän Gd-Tb-Dy-Ho-Er-Tm paramagneettinen suskeptiivisuus vastaa voimakkuudestaan ferromagneettisten materiaalien arvoja. Tähän on syynä atomien elektronirakenne, jossa raskaamman alkuaineen lisäelektroni sijoittuu elektronikehän sisälle eikä ulkopinnalle, minkä seurauksena joidenkin ryhmän jäsenten jopa kolme paritonta elektronia synnyttävät voimakkaan paramagneettisen efektin. Edelleen esim. gadoliumin magneettisiin ominaisuuksiin kuuluu ferromagneettisuus tietyllä lämpötilavälillä ja voimakas magnetokalorinen ilmiö huoneenlämpötilassa (www.webelements.com). Sähköisilta ominaisuuksiltaan harvinaiset maametallit ovat hyviä johteita (ominaisvastukset ~ 1 μωm) mutta kuitenkin kertaluokkaa huonompia kuin esim. rauta. Moniin ryhmän alkuaineisiin liittyy suprajohtavuus matalissa lämpötiloissa. Kymmenellä ryhmän jäsenellä on vain stabiileja isotooppeja ja kuudella on sekä stabiileja että radioaktiivisia. Viimeksi mainittujen puoliintumisajat ovat äärimmäisen pitkiä, 10 9 10 18 a, eikä niillä heikosti säteilevinä ole käyttöä geofysikaalisessa malminetsinnässä. Harvinaisten maametallien monet muutkin ominaisuudet ovat anomaalisia muiden alkuaineiden rinnalla. Niiden hyödyntämiseksi käytännön geofysikaaliseen etsintään ei kuitenkaan ole testattuja menetelmiä eikä rutiineja. Geofysikaalisen malminetsinnän kannalta puhtaiden alkuaineiden ominaisuuksia merkittävämpiä ovat niitä sisältävien mineraalien fysikaaliset ominaisuudet. Kirjallisuudesta ei ole löydetty paria mineraalia lukuun ottamatta tietoja REE-mineraalien magneettisista tai sähköisistä ominaisuuksista. Tämä tarkoittanee sitä, ettei näillä ominaisuuksilla ole todettu olevan merkittävää käyttöä rutiinimalminetsinnässä. Tärkeimpiä REE-pitoisia mineraaleja ovat monatsiitti, ksenotiimi, eukseniitti, gadoliniitti, allaniitti, aeschyniitti, samarskiitti, bastnäsiitti, zirkoni, ceriitti ja parisiitti. Näiden tiheydet vaihtelevat suurin piirtein välillä 4000 6000 kg/m 3 ja ne tarjoaisivat mahdollisuuden gravimetrauksen käyttöön jos massaa olisi riittävästi ja pitoisuus olisi riittävän korkea. Samoin edellytyksin ferromagneettisuuden rajalla olevat alkuaineet aiheuttavat anomalian magnetometraukseen. Ominaisvastuksen laskemiseksi riittävän alas geofysikaalisella mittauksella havaittavaksi ei yksinään riitä vaan johtavan materiaalin on muodostettava myös riittävän yhtenäinen johdeverkosto kiveen. Indusoidun polarisaation menetelmällä saattaa olla paremmat mahdollisuudet. Pelkkä anomalia ei kuitenkaan ole riittävä vaan se on pystyttävä erottamaan taustasta ja muiden tekijöiden vaikutuksista. Geofysiikan menetelmistä toimivimmaksi on osoittautunut gammaspektrometraus, sillä useissa harvinaisia maametalleja sisältävissä mineraaleissa on mukana toriumia, joskus myös uraania. Näitä ovat mm. monatsiitti (Th), euxeniitti (U, Th), allaniitti (Th), aeschyniitti (Th), samarskiitti (U) ja zirkoni (U, Th). Monet maailman merkittävimmistä harvinaisten maametallien esiintymistä kuten Mountain Pass onkin löydetty uraaninetsinnän yhteydessä. Esimerkkinä kivien fysikaalisten ominaisuuksien ja REE-alkuaineiden välisestä yhteydestä esitetään kuvassa 9 Soklin Jammijärvenvuotsoon kairatun reiän R301 sydännäytteitä analysoitujen totaali-ree- ja

REE (ppm) REE (ppm) REE (ppm) REE (ppm) REE (ppm) REE (ppm) 23 toriumpitoisuuksien sekä laboratoriossa mitattujen petrofysiikan parametrien välisiä riippuvuuksia. Kivilajit olivat erilaisia feniittiytyneitä gneissejä ja graniitteja joita karbonatiittijuonet leikkaavat. Harvinaiset maametallit liittyvät karbonatiitteihin. Tiheys ja suskeptiivisuus määritettiin GTK:n petrofysiikan kalustolla, ominaisvastus ja IP-efekti MAFRIP-kalustolla ja gammasäteilyn intensiteetti RS- 230BGO-gammaspektrometrilla. Viimeksimainittu mittaus on semikvantitatiivinen. 2000 2000 1500 1500 1000 500 0 1000 500 0 2500 2750 3000 Density (kg/m 3 ) 10-5 10-4 10-3 10-2 10-1 Susceptibility (SI) 2000 1500 2000 1500 1000 500 0 1000 500 0 10 2 10 3 10 4 10 5 Apparent resistivity ( m) 0 10 20 30 40 Chargeability (%) 2000 1500 2000 1500 1000 500 0 1000 500 0 Kuva 9. 200 210 220 230 240 Gamma radiation (cps) 0 50 100 150 200 Th (ppm) Totaali-REE-pitoisuus vs. tiheys, suskeptiivisuus, ominaisvastus, varautuvuus, gammasäteilyn intensiteetti ja Th-pitoisuus Soklin Jammissa. Total REE vs. density, susceptibility, apparent resistvity, chargeability, total gamma radiation and Th-content in rocks from Jammi, Sokli.

24 Kuva 10. Lentomittauksen toriumsäteilykartta (vasemmalla) ja moreeninäytteenoton lantaanipitoisuuskartta (oikealla). Airborne Th map (left) and La-content in till (right) Gammasäteilyn ja REE-pitoisuuden välisestä yhteydestä esitetään esimerkki kuvassa 10. Vasemmalla on lentomittauksen ekvivalenttitorium-pitoisuus ja oikealla geokemiallisen moreeninäytteenoton lantaanipitoisuus Pohjois-Suomesta. Tana-belt näkyy lantaanikartassa kohonneina pitoisuuksina. Samassa vyöhykkeessä on myös torium-pitoisuus noussut ympäristön tasosta. Gammasäteilyn paikallisten minimien ilmeisenä syynä on maankamaran pintaosissa oleva vesi. Toriumin lisäksi myös kalium- ja uraanikartoissa on anomalioita. Mineraalien etsinnässä otollisia suurrakenteita haetaan kallioperäkartoista sekä geokemiallisista ja geofysikaalisista matalalentokartoista. Kohteellisessa geofysikaalisessa etsinnässä magneettisten lisäksi myös gravimetristen ja sähkömagneettisten menetelmien käyttö rajoittuu kullan etsinnästä tuttuun epäsuoraan käyttöön. Gammaspektrometraus näyttää soveltuvan ainakin joidenkin esiintymien kohdalla myös suoraan. Spektrometrauksella tunnistetaan säteilevä nuklidi ja totaalisäteilymittauksella voidaan kartoittaa esiintymän laajuus. Geofysikaaliset mittaukset Taulukossa 7 luetellaan eri kohteissa tehdyt geofysikaaliset mittaukset. Sähkömagneettisiin mittauksiin käytettiin VLF-R-menetelmää. Lähetysasemana lähes kaikissa kohteissa oli Saksassa sijaitseva DHO38 taajuudella 23.4 khz. Mittauslaitteena oli Geonics EM 16R. Painovoimamittaukset tehtiin laitteella Scintrex ja magnetometraus laitteella Scintrex ENVIMAG. Gammaspektrometrauksiin käytettiin laitetta RS 230BGO. Petrofysikaaliset laboratoriomittaukset tehtiin GTK:n Rovaniemen toimiston petrofysiikan laboratoriossa.

25 Taulukko 7. Työkohde Geofysikaaliset mittaukset hi-tech-hankkeessa vuosina 2009-2012. Geophysical measurements in hi-tech project 2009-2012. Magneettinen pisteitä VLF-R Painovoima IIVAARA 6321 1002 KOUVA 1604 803 812 LEHMIKARI 5607 1428 131 MÄKÄRÄ 21284 5255 2846 SUHUVAARA 8346 2103 738 VANTTAUSKOSKI 9386 2236 951 VAULO 19470 4841 ÄIJÄVAARA 538 271 278 4.8.3 Geokemialliset tutkimukset Alueellinen geokemia Lähtökohtana hi-tech-potentiaalisten alueiden rajaamisessa olivat Suomen kalliogeokemian ja alueellisen moreenigeokemian tietokannat. Kalliogeokemian tietokanta sisältää kemiallista tietoa 6544 kallioperänäytteestä ja siinä ovat edustettuina kaikki Suomen kallioperän kivilajiseurueet (Rasilainen et al. 2007). Aineistossa pää- ja alkuaineet on analysoitu XRF-, ICP-AES-, GFAAS-, ICP-MS-menetelmillä. Alueellisen moreenigeokemian tietokanta kattaa koko maan 1 näyte/4 km 2, yhteensä 82062 näytettä. Seulotusta <0.06 mm fraktiosta kuumennetusta kuningasvesiuutoksesta ICP-AES:lla on analysoitu Al, Ba, Ca, Co, Cu, Fe, K, La, Li, Mg, Mn, Mo, Ni, P, Pb, Sc, Sr, Th, Ti, V, Y, Zn ja Zr ja lisäksi Au,Te ja Pd AAS:lla (Salminen toim. 1995). Näiden kahden aineiston pohjalta laadittiin REE-potentiaalikartta, jossa ovat mukana vain anomaaliset näytteet. Anomalian alarajaksi valittiin keskiarvon ja keskihajonnan summa, jolloin kartoissa on mukana noin 10% kaikista näytteistä (kuva 11). Harvinaisten maametallien osalta geokemialliset menetelmät ovat osoittautuneet hyvin toimiviksi. Kohteellinen geokemia Kohteellista moreeni- ja rapakallionäytteenottoa iskuporakoneella tehtiin 200 metrin verkkoon Mäkärän alueella, Roivaisen alueella, Soklin ympäristössä ja Vanttauksen appiniittialueella (liite 3). Näytteet analysoitiin ICP-MS:llä kuningasvesiuutosta (515PM, 515U, www.labtium.fi). Kultapitoisuuden määrityksessä käytettiin myös menetelmää 521U.

26 Kuva 11. Tärkeimpien REE-kohteiden sijainti, kohteet on luokiteltu kivilajien mukaisesti. Oikealla alueellisen kallio- ja moreenigeokemian lantaani ja yttrium-anomaliat geologisella kartalla. REE targets in Finland classified by rock types, on the right regional bedrock and till geochemistry show lanthanum and yttrium anomalies on the simplified geological map. Heikkouutto-geokemia (MMI) Näytteet otettiin mineraalimaasta podsol-maannoksen B1 horisontista lapiolla kaivetusta montusta 10-20 cm humuskerroksen alapuolelta. Heikko-uuttomenetelmä perustuu valikoivaan liuotukseen, jonka tarkoituksena on saada vain mineraalirakeiden pinnalle tarttuneet (adsorboituneet) metalli-ionit ja alkuaineet. Veteen liuenneet metalli-ionit liikkuvat joko diffusiivisesti kosteassa maaperässä, elektrokemiallisesti lähinnä sulfidisten malmien aiheuttaman varauseron (redox-potentiaali) vuoksi tai kapillaarisesti joko suoraan maaperän huokosissa tai kasvien juuriston kautta. Kaasumaiset ionit kulkeutuvat kalliosta maapeitteen läpi esim. ilmanpaineen vaihtelusta johtuvan kaasujen pumppauksen, lämpötilaeroista johtuvan haihtumisen seurauksena tai isompien kaasukuplien (esim. hiilidioksidin ja metaanin) mukana (Cameron et al. 2004, Sarala et al. 2008). Tutkimuskohteina olivat Vanttauksen,

27 Mäkärän, Soklin ja Iivaaran alueet. Näytteistä osa analysoitiin Labtiumissa (260PM) ICP-OEStekniikalla heikkouutosta (1M ammoniumasetaattiuutto ph 4.5) ja osa ALS Mineralsilla ICP-MStekniikalla heikkouutosta (ME-MS23). Tulokset REE:n osalta korreloituvat alueellisesti hyvin moreenija rapakallionäytteiden kanssa Vanttauksen, Mäkärän ja Soklin kohteissa. 4.8.4 Kallioperäkartoitukset Geologista kartoitusta ja näytteenottoa tehtiin paljastumista ja tutkimuskaivannoista keskittyen säteily- ja P-REE-anomalia-alueille sekä potentiaalisiin kivilajiyksiköihin, kuten Tanabeltin arkoosi-gneisseihin, Länsi-Lapin Pellon P-REE ja Kolarin REE-anomalisilla alueille, karbonatiitteihin (Sokli, Panjavaara), alkalikiviin (Lamujärvi, Iivaara), säteileviin graniitteihin (Kovela, Puumala) ja appiniitteihin (Vanttaus, Äijävaara). Pohjois-Suomessa Vanttauksen appiniitista tekivät havaintoja Olli Sarapää ( OS$$-2008-11-15, analyysitilaukset 21360, 216377), Sakari Alaoja ja Pertti Telkkälä (SJAL-09-1-36, PAT2-09-1-10, 213062) ja Kuusamon Uuniniemen säteilevistä albitiittikarbonaattikivistä ja karbonatiittinäytteistä (OS$$-09-2-4, 213062). Tanabeltin arkoosi- ja graniittigneisseistä vuonna 2010 tekivät havaintoja Olli Sarapää (OS$$-2009-10- 23, 213062, OS$$-2010-1-6) Mäkärän länsipuolista Tanabeltin arkoosigneissijaksoa ja Antero Karvinen (EAK1-2010-4-78) kartoitti Vaulojärvien välisen alueen. Pauli Vuojärvi kartoitti ja keräsi näytteitä Tanabelttiä Vuotsosta itään (PJV$-1-80, 502888, 503504). Kesäapulaiset Aleksi Salo (APSA-2010-129-201) ja Antti Kuikka (AJKU-2010-71-106) tarkistivat P-REE-anomalioita Länsi-Lapissa (502887) sekä Tanabeltillä ja Itä-Lapissa (502889). Vuonna 2011 Jasper Tainio (IJTA-2011-1-55), Päivi Haaranen (PJHI-2011-1-49) kartoittivat Länsi- Lapissa Pellon P-REE- anomalista aluetta, ja Kolarin REE-anomalista aluetta ( IJTA-2011-56-77, PJHI- 2011-49-67), sekä Kuusamon Iivaaraa (PJHI-2011-68-80). Jussi Niemelä (JTNI- 2011-1-23, 30-53, 71-75) ja Joonas Kurtti kartoittivat Pellon Laajamaan ja Orajärven pegmatiitteja, graniitteja ja gabroja (JPKU-2011-1-24,29-52,71-76) sekä Kolarin montsoniitteja (JTNI-2011-54-70, JPKU-2011-53-70) Apinavaaran Mo-aiheen kallioperää (JTNI-2011-24-29), JPKU-2011-25-28). Tana-beltin kartoitusta jatkoivat geologit Antti Mikkola (AMM$-2011-23-54) ja Antero Karvinen (EAK1-2011-1-161) sekä kesäapulaiset Päivi Haaranen (PJH1-2011-81-126), Jussi Niemelä (JTNI-2011-76-97) ja Joonas Kurtti (JPKU-2011-77-99). Alueelta kerättiin osin mönkijää hyväksi käyttäen runsaasti näytteitä Mäkärän Pokka-Inaritien väliltä. Kaikki näytteet analysoitiin (tilaus 503991) korkeimmat REE-pitoisuudet tavattiin Tanabeltin näytteissä (1121ppm REE max). Vuonna 2012 kesäapulaiset Jasper Tainio (IJTA -2012-1-111) ja Juuso Pynttäri (JVPY-2012-110) tekivät lohkarehavaintoja Soklin alueelta, kartoittivat Äijävaaran appiniitin, Kortejärven ja Suvantovaaran karbonatiittien ympäristöä sekä Iivaaran alkalikivialuetta. Kaikki havainnot on tallennettu GTK:n tietokantaan. Kuvassa 12 on esitetty vuosien 2009-2012 kartoitushavainnot Pohjois-Suomen osalta. Kesäapulaiset ovat laatineet kenttätyöraportit kartoituksista, jotka säilytetään Rovaniemen toimistossa. Havainnot löytyvät GTK:n tietokannoista.

28 Kuva 12. Kartoitushavainnot geologisella kartalla, jossa alueellisen moreenigeokemian lantaani-anomaliat. Bedrock observations (x) with La-anomalies of regional till geochemistry on the geological map of Northern Finland.

29 4.8.5 Mineralogiset tutkimukset Tärkeimmät REE-malmimineraalit ovat bastnäsiitti (La,Ce,Nd), monatsiitti (La,Nd, Th) ja ksenotiimi (Y,Dy,Er,Ho),lopariitti ( La,Nb,Ti), eudialyytti ja fergusoniitti (Y,Nb,Ti), ja lisäksi REE-pitoiset zirkoni, apatiitti ja kaoliniitti (Long et al. 2010). Mineralogisia tutkimuksia tehtiin polarisaatio- ja elektronimikroskoopeilla (SEM, EPMA) yli 20 eri REEkohteen kairasydämistä ja palanäytteistä: Karbonatiiteista (Sokli, Korsnäs, Kortejärvi-Laivajoki, Uuniniemi), alkalikivistä (Iivaara, Katajakangas and Lamujärvi), appiniiteista (Lehmikari, Vanttaus, Suhuvaara), albitiiteista (rapakivigraniiteista (Eurajoki: Väkkärä ja Starkki), arkoosigneisseistä (Tanabelt; Mäkärä, Vaulo), kaoliinrapautumista (Virtasalmi, Kainuu) ja graniittipegmatiiteista (Kovela ym. taulukko 8). Tutkimustuloksia näistä on esitetty raporteissa (Al-Ani et al. 2009-2012) ja julkaisuissa (Al-Ani and Sarapää 2013a,b, Sarapää et al. 2013a, b, Sarapää and Sarala 2013) Mielenkiintoisimman kivilajiryhmän muodostavat karbonatiitit, joissa REE-mineraalien rikastumista on voinut tapahtunut useassa eri vaiheessa, magmaattisen fraktioitumisen aikana, hydrotermisen muuttumisen aikana ja lateriittisen rapautumisen aikana. Soklin feniittikehän myöhäiset karbonatiittijuonet ovat rikastuneet LREE:stä (0.1-1.8% REE). Tyypillisiä REE-mineraaleja ovat ankyliitti-(ce), monatsiitti-(ce), bastnäsiitti-(ce) ja Sr-apatiitti, jotka syrjäyttävät apatiittia ja kalsiittia. Korsnäsin karbonatiittijuonien REE-pitoisia mineraaleja ovat apatiitti, monatsiitti, calcio-ankyliitti, bästnasiitti ja britoliitti. Kortejärvi-Laivajoki karbonatiittijuonien vallitsevina REEmineraaleina ovat allaniitti, monatsiitti ja apatiitti. Kuusamon Uuniniemen karbonatiittijuonessa on monatsiitti-ce, Fe-kolumbiittia, eukseniitti-(y) ja zirkonia. Iivaaran nefeliini-syeniitissä on tavattu vain vähäisessä määrin allaniittia. Otanmäen Katajakankaan alkaligneississä allaniitti-(ce) ja fergusoniitti ja Lamujärven REE-rikkaassa syeniitissa (0.5% REE) allaniitti ja monatsiitti ovat vallitsevia. Kuusamon Honkilehdon hydrotemisessa Au-Co-mineralisaatiossa U-mineraali davidiitti liittyy bastnäsiittiin ja allaniittiin, kuten myös Enöntekiön Palkiskurun albitiitissa. Eurajoen rapagraniitissa REE-mineraaleina ovat bastnäsiitti, monatsiitti, ksenotiimi-(y), Nb-Tamineraalien ja zirkonin kera. Kovelan monatsiitti-graniitti on almandiinirikas kivi, jossa on runsaan monatsiitin lisäksi toriittia ja ksenotiimia. Tanabeltin alueellisen geokemian La-Y-anomalia aiheutuu arkoosigneissien sisältämästä monatsiitista ja ksenotiimista. Postorogeenisissa appiniitti-intruusioissa tavataan allaniittia ja monatsiittia apatiitin kera. Virtasalmen kaoliineissa REEt ovat hienorakeisessa monatsiitissa ja ilmeisesti kaoliniittiin adsorpoituneena. 4.8.6 Tutkimuskaivannot ja raskasmineraalitutkimukset Kaivinkoneella kaivettiin tutkimuskaivantoja Mäkärän alueella vuosina 2009-2011. Tutkimuskaivannoista tehtiin kallioperä- ja maaperäkartoitus, rapakalliosta otettiin jatkuvat näytteet ja

30 tietyn välein palanäytteitä terveistä kivistä mineralogisia ja kemiallisia tutkimuksia varten (taulukko 9). Raskasmineraalitutkimuksia tehtiin rapakallionäytteistä ja moreeninäytteistä (koko 12 l). Niistä seulottiin alle 2 mm fraktio ennen kultakoiralla rikastamista ja mikroskooppisia tutkimuksia (Sarapää and Sarala 2013). Mäkärän rapakallionäytteissä ja moreenissa oli kaivauksissa paikannetun mineralisaation kohdalla runsaasti kultahippuja, mutta muualla niitä ei tavattu (kuva 13). Kuva 13. Mäkärän tutkimuskaivanto, jossa 13 metriä leveä kultarikas hematiitti-kvartsijuoni, sivukivi rapautunutta serisiittikvartsiittia, arkoosia, kiillegneissiä ja amfiboliittia. Oikealla kultahippuja (isompi 3mm X 1.85mm ja pieni hippu on 2mmX 0.9mm) rapakallionäytteestä 2009 POS$-16, janan pituus 1mm. Mäkärä gold-hematite vein penetrated by trenching include 13 m wide weathered gold-rich hematite-quartz vein in the surface, in which cannel samples contains 3.3 ppm Au (ranging 1.1-8.5 ppm; analyzed by fire assay) and country rocks are composed of weathered sericite quartzite, arkose, mica gneiss and amphibolites.on the right gold nuggets from weathered rock sample, length of line 1mm. Photos Jorma Valkama. Potentiaalisten jaksojen osalta tarkistettiin kohteellisen moreenigeokemian ja tutkimuskaivantojen analyysiaineistoa Pohjois-Suomen osalta. Näin valituista näytteistä Saariselästä, Tanabeltiltä ja Ilomantsista valituista näytteistä tehtiin REE-analyysit ICP-MS:llä (308PM). Moreenin mineraloginen koostumus määritettin SEM:llä, mikroanalysaattorilla ja MLA:lla. Tulokset on esitetty Lehtonen et al. 2010 raportissa.

31 Taulukko 8. REE-mineraalit ja REE-pitoiset mineraalit GTK:n tutkimien kohteiden kivilajeissa. The dominant REE-minerals in studied targets(sarapää et al. 2013). Locality Rock type Dominant mineral phases Korsnäs Pb- REE deposit Katajakangas REE-Nb deposit Jammi, Sokli, P- REE prospect Lamujärvi REE prospect Kovela REE-Th prospect Iivaara P-REE prospect Kortejärvi P- REE prospect Laivajoki P- REE prospect Mäkärä-Vaulo Au-REE prospect Virtasalmi REE prospect Eurajoki REE- Sn-Be prospect Suhuvaara P- REE- prospect Vanttaus REE showing Lehmikari REE showing Uuniniemi REEshowing Honkilehto Au- Co-REE showing Palovaara showing Palkiskuru showing Karhukoski, showing Carbonatite veins Alkaline gneiss Carbonatite veins Syenite Monazite granite Nepheline-syenite Carbonatite Silicocarbonatite Arkosic gneiss, saprolite Kaolin deposit Rapakivi granite Appinitic diorite Appinitic diorite Appinitic diorite Carbonatite and albitite Carbonate-sericiteschist Albite-carbonaterock Albitite Garnet-cordieritemica gneisses Apatite, monazite, carbocernaite, calcio-ancylite, bastnäsite, barite Fergusonite(Y), allanite, bastnäsite(ce), columbite Fluoroapatite, Sr-apatite, monazite, bastnäsite, ancylite, strontianite, barite, brabantite Allanite, monazite Monazite, thorite, REE-carbonate Allanite Allanite, monazite, bastnäsite, columbite Monazite, allanite, bastnäsite Monazite, rhabdophane, bastnäsite, allanite, xenotime, zircon, Monazite, zircon, kaolinite Bastnäsite, monazite, xenotime, thorite, zircon Monazite, allanite Allanite, sphene, zircon Fluoroapatite, monazite, allanite, ancylite, thorite, zircon, baryte Euxenite, Fe-columbite, Fe-thorite Bastnäsite, allanite, davidite Allanite, ancylite, bastnäsite, xenotime Bastnäsite, allanite, monazite, ancylite, davidite Monazite, zircon, rutile

32 Taulukko 9. Mäkärän alueen tutkimuskaivannot ja niistä otettujen näytteiden geokemialliset ja raskasmineraalitutkimukset (RM), analyysituloksia. Raskasmineraalimääritykset tehnyt Jorma Valkama. REE and Au results in the samples from the exploration trenches at Mäkärä.. Montut N RM RP Auhiput Auhiput MR Analyysit Menetelmä Auppb max REE ppm Havaintotunnukset 2009 17 215112, 215113 704P, 307M 8450 3910 118-700 77-918 OS$$-2009-24-39 (R1-R5) 36 75 13 220406MR 511PM, 521U 1520 69-320 POS$-2009-1-17 2010 11 502890 720PM,704P 7400 105-840 U1-U5, 502889 721P, 704P 2100 APSA-2010-196-201 POS$-2010-136-142 31 139 108 Y 2011 10 34 502910 220861MR 720PM, 704P 35 81 58-696 REE, 9.4 %Ti, V4342011R1-R5, 2011- AMM$-1-4, JOV$-2011-1-10 220862RP 12 40.4 % Fe, 1440 La 181 Y 4.8.7 Kairaukset Hi-tech-hankkeessa kairattiin kaikkiaan 107 reikää yhteensä 11647 metriä (taulukko 10). Ulkopuolisten urakoitsijoiden osuus kairauksesta oli 5153 m. Mäkärän ja Soklin urakointikairauksissa käytettiin paksumpaa kalustoa ja polymeereja sydänhukan välttämiseksi rapautuneissa kivilajeissa. Erityisesti Mäkärän kairauksissa oli runsaasti teknisiä vaikeuksia näytteen saannin suhteen. Soklissa saantia saatiin paremmaksi käyttämällä kolmiputkikairausta. Iivaaran Natura-alueen kairaukset tehtiin talviaikaan, koska maastoon ei haluttu jättää havaittavia jälkiä (kuva 13).

Geokemiallista Näytteenottoa iskuporaamalla 33 25th IAGS, Olli Sarapää 16.8.2011 13 Kuva 14. GTK:n Iskuporakone Iivaarassa ja näytteenottossa Soklissa ja syväkairausta Suhuvaaran ja Iivaarassa harvapuustoisissa maastoissa. Percussion and diamond drilling in forests. Taulukko 10. Yhteenveto hi-tech-hankkeen kairauksista. Drilling meters in hi-tech project. Kohde/Target Reikiä/Drill holes n Metrit/Meters Enterprise Oivanjuoni 6 566.1 GTK Lehmikari 4 488 GTK Suhuvaara 4 770.25 SMOY Vanttaus 4 500 Pöyry Oy Mäkärä 10 1099 GTK Mäkärä 12 1784.4 Northdrill Vaulo 11 1147.25 Northdrill Sokli 16 1721.55 Northdrill Pajulampi 6 666.25 GTK Iivaara 2 403.95 GTK Kouva 7 1098.5 GTK Lamujärvi 6 902 GTK Kovela 19 1109,65 GTK Pyörömaa 3 500 m GTK Yhteensä/Together 110 11647

34 4.8.8 Soklin Jammin ja Kauluksen karbonatiittijuonien P-REE-mineralisaatiot GTK:n kiinnostuksen kohteena ovat olleet Soklin eteläpuolella sijaitsevan Jammin ja Kauluksen alueen karbonatiittijuonet, joihin liittyy korkeita REE-pitoisuuksia ja lisäksi fosforiittirapautumia (kuva 15 ). Soklin karbonatiittikompleksi, iältään n. 360 Ma ja kokonaispinta-alaltaan n. 50 km 2, on osa Kuolan devonista alkalikiviprovinssia, johon useimmat Fennoskandian kilven fosforiitti-, REE-, Nb-esiintymät liittyvät (Vartiainen 1980, Kram et al. 1993, Korsakova et al. 2012). Soklin intruusiokompleksi on kehärakenteinen alaspäin kapeneva sienimäinen muodostuma, jonka pintaosassa rapautunut karbonatiitti ja regoliittinen fosforimalmi on säilynyt eroosiolta. GTK:n tutkimukset ovat keskittyneet kehärakenteisen intruusion eteläosaan feniittikehällä sijaitsevalle Jammin alueelle ja Kauluksen valtaus- ja malminetsintälupa-alueelle, joka sijoittuu osin metasomatiittivyöhykkeelle (kuva 15). Jammin alueen kivilajit koostuvat feniittiytyneistä arkeeisista vulkaniiteista, sedimenteistä ja tonaliiteista, joihin tunkeutunut Soklin karbonatiittimassiivi aiheutti voimakkaan feniittiytymisen ympäristön kivilajeissa. Jammin kivilajit ovat albiitti-feniittejä, joita myöhäiset karbonatiittijuonet ja lamprofyyrijuonet leikkaavat. Karbonatiittijuonet koostuvat vaihtelevasti kalsiitista, dolomiitista, egiriinistä, albiitista, apatiitista ja flogopiitista. Vuonna 2006 GTK raportoi Jammin alueelta korkeita lantaani- (0.1-1 % La) ja sinkki pitoisuuksia (0.81 % Zn) feniittiä leikkaavissa karbonaattijuonissa, joita oli lävistetty kairarei issä R301 ja R302 (Kontio ja Pankka, 2006). Hi-tech-hankkeessa kairasydännäytteistä tehdyt uudet mineralogiset ja kemialliset analyysit (175X, 308PM) osoittivat voimakasta fosforin (19.9% P 2 O 5 ), strontiumin (1.9 % Sr), bariumin (6.8 % Ba), ja sinkin (0.3% Zn) rikastumista, REE pitoisuuden vaihdellessa 0.5-1.83%, josta 0.11-1.81 % LREE ja 0.01-0.041 % HREE. Vallitsevat REE-mineraalit Jammin dolomiittisissa karbonatiittijuonissa ovat ankyliitti-(ce) and bastnäsiitti-(ce), Sr-apatiitti, monatsiitti, strontianiitti, baryytti and brabantiitti, jotka ovat rikastuneet LREE, P, F, Sr ja Ba (Al-Ani and Sarapää 2009a, 2013, Sarapää et al. 2013). Syksyllä 2009 tarkistettiin Lopen kairasydänvarastolla Rautaruukin kairaamat kairasydämet (R1, R13, R210, R215, R223 ja R238) ja niistä tilattiin lisäanalyysejä (tilaus 215154). Korkein REE-pitoisuus oli R210:ssa 0.27%. Tarkistuksia jatkettiin 2011 Rautaruukin reikien R4, R6, R194, R196, R198, R200, R290, RN70 osalta, niissä REEt kohosi paikoin 0.6 % (Al-Ani et. al. 2011, tilaukset 504589-591). Uudeksi tutkimuskohteeksi metasomatiitti- ja feniittikehältä valittiin Soklin eteläpuolelle sijaitseva Kauluksen alue. Kaulus sijaitsee Jammin REE-mineralisaation ja Yaran kaivospiirissä olevan Soklin P- Nb-malmin välissä, se kattaa 6,5 km 2 suuruisen alueen valtionmaalla. GTK haki vuonna 2011 alueelle viittä valtausta ja yhtä malminetsintälupaa. Tutkimuksen tarkoituksena on selvittää alueen malmipotentiaalia etenkin harvinaisten maametallien ja fosforin osalta. Käytettävissä on tihennetty geofysikaalinen matalaentoaineisto, jossa REE-potentiaaliset alueet näkyvät voimakkaampana toriumsäteilynä ja apatiittirikkaat vyöhykkeet magneettisina kehinä. Viimeksi mainittut erottuvat johteina sähkömagneettisessa reaalikomponentissa voimakkaan rapautumisen johdosta Kesällä 2010 otettiin Soklin feniittikaaren poikki menevältä linjalta lapiolla 180 näytettä mineraalimaasta, 10-20 cm humuskerroksen alapuolelta. Nämä näytteet analysoitiin heikkouuttomenetelmällä (260PM) Labtiumissa. Tutkimuksia heikkouuttomenetelmällä jatkettiin kesällä 2011, jolloin tehtiin näytteenotto poikki koko Soklin kompleksin poikki (kuva 16 ). Kauluksen alue erottuu yhdessä Sokli kompleksin luoteisosan kanssa selkeästi Eu-anomalisena alueena.

35 Kuva 15. Soklin malmiesiintymät vasemmalla (Pöyry ) ja oikealla GTK:n kairareikien sijainti Kauluksen tutkimusalueella DigiKP-kartalla. Left: Lateritic phosphor-ore (yellow), silicate-apatite ore (blue), niobium-ore (pink in the Sokli carbonatite complex., Right: Old drill holes (violet dots) and new drill holes (green dots) on the bedrock map. Vuonna 2011 Soklin feniittikaarelle Yaran alueen ulkopuolelle tehtiin kolmelle erilliselle alueelle iskuporanäytteenotto (kuva 16). Reikiä porattiin 360 kpl 200 metrin verkkoon, joista analysoitiin Labtiumin menetelmällä 515PM sekä moreenin hienoaines että jauhettu rapakallionäyte. Rapakallionäytteissä on maksimissaan 4.7 % P, 1290 ppm La, 173 ppm Y, 1290 ppm Zn, 200 ppm Li, ja 136 ppb Au. Vastaavasti moreenin hienofraktio sisältää maksimissaan 2.3 % P, 1880 ppm La, 92 ppm Y, 948 ppm Zn, 389 ppm Th ja 171 ppb Au Kuva 16. Vasemmalla linjamoreenin lantaani ja rapakallion lantaani, 200 m-verkon iskuporanäytteissä, ja heikkouuttolinja (Eu ppb) pohjakarttana torium-lentokartta, oikealla linjamoreenin fosfori ja rapakallion fosfori magneettisella lentokartalla. On the left La of till samples in lines and La of weathered rock in 200 m net (percussion drilled) weak leach (Eu ppb) on the airborne thorium map and on the right phosphor on the magnetic map correspondingly.la and Eu correlates with thorium and phosphor correlates with magnetic circular anomalies.

36 Rapakallionäytteistä on määritetyt kivilajit ovat karbonatiitteja ja feniittiytyneitä kivilajeja, jotka kaikki ovat voimakkaasti rapautuneita. Analyysitulokset osoittivat, että REE-potentiaali on korkea Kauluksen alueelle. Tihennetyssä lentogeofysiikassa lantaani korreloi selvästi toriumin kanssa ja fosfori magneettisten anomalioiden kanssa ja rapaumat erottuvat rengasmaisina sähkömagneettisina anomalioina (kuva 16). Itä-Lapin vanhat linjamoreeninäytteet analysoitiin uudelleen menetelmällä 515PM, koska aiemmista analyyseistä puuttuivat mm. kulta ja REEt. Ensin analysoitiin karttalehtien 472304, 471406 näytteet, joissa on selviä La (1070 ppm max), Y (776 ppm max), Li (695 ppm max) ja Au (319ppb, max) anomalisia alueita. Sitten karttalehtien 472301B,C,D ja 472302C linjamoreenit, jotka sisälsivät maksimissaan 11.8 % P, 2500 ppm La, 692 ppm Y, 1420 ppm Zn, 1920 ppm Li, 115 ppb Au, 640ppm Th, 598 ppm U. Tuloksissa näkyy selvästi Sokli-kompleksin korkea REE-potentiaali (La) ja P-potentiaali (kuva 16). Kuva 17. Vasemmalla kesän 2012 kairareiät R1-R16 maastokartalla ja oikealla magneettisella matalentokartalla. Punaisella merkitty fosforipitoisuuden vaihtelu. Drilling results from the Kaulus area. P-poshor content in red. Pohjakartta Maanmittauslaitos, lupa nro 13/MML/12 ja HALTIK. Vuonna 2012 GTK kairasi Kauluksen alueella 16 reikää, yhteensä 1874,5 m (kuva 17). Paikoin rapautuma ulottuu 100 metriin asti (R10), koostuen fosforiitista ja karbonatiitista. Kairasydänten fosforipitoisuus kohosi kymmenien metrien matkalla malmipitoisuuksiin 4-19 % P 2 O 5, REE-pitoisuuden vaihdellessa 0.1-0.7 % (1.5% REE/4.9 m). Voimakkaasti rapautunut fosforiitti R10:ssä sisältää 6% P 2 O 5 /60m (max 17.3% P 2 O 5 ja 0.3 % (La+Ce+Y). Reikä R 9 lävistää feniittiytynyttä tonaliittia ja mafista vulkaniittia, ja niitä leikkaavia kalsiittikarbonatiittijuonia, joissa on korkeita REE-pitoisuuksia (0.7-1.7 % REE tot). Al-Anin SEMtutkimusten perusteella tärkeimmät REE-mineraalit ovat ankyliitti-(ce), bästnasiitti ja allaniitti (kuva 17). Kauluksen karbonatiittijuonien REE-mineralogia on samanlainen kuin Jammin alueella. Kauluksen apatiittiesiintymä liittyy magneettiseen kehärakenteeseen, jota voi seurata noin 2.5 km matkalla, keskimääräinen fosforipitoisuus on 7 % P 2 O 5, joissakin rei issä 10-20 % P 2 O 5, ja 10-55 % Fe 2 O 3. GTK jatkaa alueen tutkimuksia.

37 Kuva 18. Soklin Kauluksen R9 lävistää feniittiytynyttä tonaliittia, mafista vulkaniittia, ja niitä leikkaavia kalsiittikarbonatiitt ja lamprofyyrijuonia. Karbonatiittijuonissa on korkeita REE-pitoisuuksia syvyysvälillä 168-178.4 (0.7-1.7 % REEt) Drill cores show carbonatites veins in fenitized tonalite with high REE-content. Kuva 19. Voimakkaasti rapautunut rautarikas foskoriitti R10:ssä sisältää 6% P 2 O 5 /60m (max 17.3% P 2 O 5 ja 0.3 % (La+Ce+Y). Deeply weathered phoscorite shows high ore contents at Kaulus. Kuva 20. Karbonatiittijuonien tyypillisin REE-mineraali on ankyliitti näyte R9 syvyys 178 m. Typical REE-mineral in carbonatite veins is ancylite, drill hole R9 depth 178 m.

38 4.8.9 Kouvan karbonatiittien P-REE-tutkimukset Kouvan tutkimusten tavoitteena on ollut saada lisätietoa Kortejärven ja Laivajoen karbonatiittien mineralogiasta, geokemiasta, P- ja REE-potentiaalista sekä selvittää samaan suurrakenteeseen liittyvien magneettisten anomalioiden aiheuttajat ja mahdollinen karbonatiitin esiintyminen niissä. Kouva on yhteinen työnimi laajemmalle tutkimusalueelle, joka sisältää useita erillisiä mittaus- ja kairauskohteita (kuvat 22-23). Alue sijaitsee Pudasjärven ja Posion kunnissa, karttalehdillä S521 ja S522. Tutkimuksia edelsi vanhan kairasydänaineiston tarkastus ja mineraloginen tutkimus (Kortejärvi 1 ja 2, Laivajoki 1, Al-Ani et. al. 2010) Lopen kairasydänvarastolla. Tuolloin Kortejärvi R1:n todettiin sisältävän 4.1 % P2O5 42 m lävistyksessä (max 7.6 %). Tutkimukset alkoivat syksyllä 2010, jolloin mitattiin 11 hajaprofiilia käyttäen VLF-R-, magneettista ja painovoimamenetelmää. Näistä kuudella profiililla kairattiin vuoden 2011 huhti-toukokuussa seitsemän reikää, yhteensä 1100 metriä. Kohteet on esitetty kuvan geologisella ja kuvan Y aeromagneettisella kartalla, joissa mittauslinjat on numeroitu ja kairauskohteissa (linjat 1, 3, 5-7 ja 9) on lisäksi mukana paikannimi. Kolmessa kohteessa (Lauhkea, Kerkkämännikkö ja Kouvanjärvi) magneettisen anomalian aiheuttajaksi osoittautui mafisessa vulkaniitissa pääosin epäsäännöllisinä kasaumina ja läiskinä esiintyvä magnetiitti. Kouvanjärven aeromagneettinen anomalia muistutti itäpuolisten kerrosintruusioiden anomaliaa ja lisäksi kohteen lähellä on paljastumahavaintoja gabrosta. Kahden reiän kairaus kuitenkin osoitti kivilajin olevan mafista vulkaniittia ja magneettisen anomalian aiheutuvan täälläkin magnetiitista. Muissa kohteissa (Kortejärvi, Petäikkö-Suvantovaara ja Laivajoki) magneettinen kivilaji oli karbonatiittia. Pisin lävistys, 82.65 m syvyysvälillä 53.30-135.95, saatiin Kortejärveltä. Tämän lävistyksen alaosa (87.50 135.95) oli analyysien (175X) mukaan huomattavan fosforirikas, sisältäen 48.45 m pituudella 4.4 % P 2 O 5, mikä vastaa 10.5 % apatiittipitoisuutta. Petäikkö-Suvantovaaraan kairatussa reiässä lävistettiin karbonatiittia kahdesti. Näistä ensimmäinen oli välillä 129.50-133.95 (4.45 m) ja sen keskimääräinen P 2 O 5 -pitoisuus oli 3.8 %. Toinen lävistys oli välillä 141.45-149.70 (8.25 m) ja sen keskimääräinen P 2 O 5 -pitoisuus oli 6.4 %, mikä vastaa noin 15 % apatiittipitoisuutta. Laivajoen karbonatiittiin kairattiin yksi reikä, jossa karbonatiitti lävistettiin välillä 133.20 142.75 (9.55 m). Tässä lävistyksessä P 2 O 5- pitoisuus jäi 1.1 %:iin. Karbonatiittien REE-pitoisuudet olivat kivilajille tyypillisesti kohonneet, mutta eivät yltäneet lähellekään malmilta vaadittavia pitoisuuksia. Kortejärven lävistyksen keskimääräinen REEtot+Y -pitoisuus oli 842 ppm (max 1390 ppm), Petäikkö-Suvantovaarassa vastaavasti 1075 ppm (max 2005 ppm) ja Laivajoella 1005 ppm (max 1284 ppm). Korkeiden apatiittipitoisuuksien vuoksi tutkimuksia jatketaan vuonna Kortejärvellä ja Petäikkö- Suvantovaarassa, joissa molemmissa tehdään systemaattinen magneettinen- ja VLF-R-mittaus sekä toteutetaan syväkairausohjelma.

39 Kuva 21. Posion Kouvan tutkimusalueen sijaintikartta ja fosforimalmi R4:ssa. Location of Kouva study area and P-ore penetration in carbonatite at Kortejärvi. Kuva 22. Kouvan mittauslinjojen ja kairauskohteiden sijainti, taustana aeromagneettinen harmaasävykartta ja geologinen kartta (GTK, DigiKp). Magnetic profiles on the aeromagnetic map and and the bedrock map.

40 4.8.10 Iivaara P-REE-tutkimukset Iivaaran alkalikivikompleksi käsittää Iivaaran, Ahvenvaaran ja Penikkavaaran, jotka sijaitsevat noin 25 km Kuusamon kaupungista kaakkoon vedenjakaja-alueella Naamankajärven ja Iijärven läheisyydessä ja kuuluu kokonaisuudessaan Natura 2000-alueeseen. Maat ovat Metsähallituksen hallinnassa. Iivaaran alkalikivi-kompleksi on kiinnostanut geologeja jo lähes 150 vuoden ajan (Vartiainen 1998). Monet suomalaiset ja ulkomaiset geologit ovat tehneet tutkimuksia Iivaaralla. Ijoliitti on nimetty ja tyypitetty Iivaaran mukaan (Ramsay ja Berghell, 1891, Hackman, 1899). Iivaaran alkalikivikompleksi on soikea ja pinta-alaltaan 8,8 km 2. Iivaaran alkalikivikompleksin on läntisin intruusio Kuolan alkalikiviprovinssissa. Sen ikämääritykset antavat Iivaaran iäksi 373 363 miljoonaa vuotta (Kramm et al.,1993). Iivaaran alkalikivi-intruusio jaetaan kolmeen pääosaan: 1.Ulkoinen feniittikehä, leveimmillään kilometrin laajuinen. 2. Mikroijoliitti-melteigiitti on 50-100m leveä vyöhyke. 3. Kompleksin sisäosa melteigiitti-ijoliitti-urtiitti-sarjan kiviä, joista ijoliitti on vallitsevana (noin 85 %). Iivaaran aluetta tutkinut H.J. Holmberg vuonna 1847 määritteli alueen kivilajin eleoliittisyeniitiksi. Hänen ottamista näytteistään keksi N. Nordenskiöld uuden mineraalin iivaariitin (schorlomite) joka on titaanirikas granaatti (Nordenskiöld, 1852, 1855). Paljastumien lisäksi tietoa kompleksista on saatu 9 syväkairausreiästä. GTK on tutkinut Iivaaraa useaan otteeseen aina 1960-luvun lopulle (Aurola 1966, Saikkonen 1965, Lehijärvi 1945, 1957). Iivaaran alue on suurelta osin peitteistä eikä kompleksin rakennetta ja kivilajisuhteita vielä tunneta riittävästi. GTK:n Iivaaran tutkimusten tarkoituksena on selvittää Iivaaran alkalikompleksin fosfori- ja REEpotentiaalia. Se kuuluu Kuolan provinssin alkalikiviin, joihin liittyy huomattavia fosfori-, niobi-, tantaali-, REE-, nefeliini- ja vermikuliittiesiintymiä. Tutkimukset vuosina 2011 2012 ovat käsittäneet kallioperäkartoitusta, MMI-näytteenottoa, moreeni- ja rapakallioiskuporanäytteenottoa sekä geofysikaalisia mittauksia. Kuusamon Iivaaran alkalimassiivin tutkimukset alkoivat elokuussa 2011, jolloin toteutettiin 90 pisteen alueellinen moreeni- ja rapakallionäytteenotto sekä 4.9 km pituinen 130 pisteen MMI-näytteenotto pohjois-eteläisellä linjalla. Keväällä 2012 mitattiin alueella systemaattinen 3 km 2 magneettinen mittaus sekä kaksi 10 km pitkää, toisiaan vastaan kohtisuoraa painovoimalinjaa, joiden tarkoituksena oli mallintaa intruusion asentoa ja ulottuvuutta. Rapakallionäytteissä esiintyy paikoin korkeita fosforipitoisuuksia (0.035-4.5 % P), mutta lantaani (43 ppm La max) ja yttrium-pitoisuudet (14 ppm) jäivät poikkeuksellisen alhaisiksi. Moreeninäytteissä fosfori on korkea (0.051-0.99 % P, mutta lantaani ja yttrium jäävät alhaisiksi 50 ppm La max, 14 ppm Y max. Korkeiden fosforipitoisuuksien selvittämiseksi alueelle suunniteltiin 1000 m syväkairausohjelma. ja Lupien viivästymisen vuoksi ohjelmasta toteutui ainoastaan kaksi reikää (yhteensä 404 m), joista toinen kairattiin korkeimman rapakallionäytteistä analysoidun fosforipitoisuuden kohdalle, toinen puolestaan magneettiseen maksimiin. Vuoden 2012 elokuussa Iivaaralla tehtiin 127 havaintoa käsittävä kallioperäkartoitus. Iivaaran tutkimustoimenpidekartta kartalla ja kairausproliili on esitetty kuvassa 23. Kairauksella ja kartoituksella on saatu kattavasti uutta näytemateriaalia Iivaarasta. Edellä mainittujen moreeni- rapakallio- ja MMI-näytteiden lisäksi on analysoitu 142 palanäytettä ja 185 kairasydännäytettä. Vuoden 2012 tutkimuksista saatujen näytteiden analyysitulokset ja ohuthieet eivät valmistuneet vuoden loppuun mennessä. Analyysitulosten mukaan näytteet sisältävät jopa 10 % P 2 O 5. Korkeimmat pitoisuudet sijoittuvat alueen reunavyöhykkeeseen, joka koostuu pääosin melteigiitistä ja ijoliitistä.

41 R1:ssä fosforimalmia lävistettiin välillä 158,45 191,00, jossa on 32,55 m matkalla 5,54 % P 2 O 5 (max 10 %). Koko reiän kalliolävistyksen fosforipitoisuus on keskimäärin 3,52 % P 2 O 5 välillä 35,30-201,75 m. Iivaaran tutkimuksia jatkettiin vuonna 2013, jolloin laajennettiin systemaattista magneettista mittausta, ja mitattiin painovoimaprofiileja tämän jälkeen pyritään toteuttamaan 2012 kesken jäänyt kairausohjelma. Alueelle on haettu malminetsintälupaa. Kuva 23. Lentomagneettinen kartta osoittaa Iivaaran intruusion pyöreän muodon ja kehärakenteet. Iivaara inytrusion shows round shape and circle structure on the aeromagnetic map. Kuva 24. Iivaaran toimenpidekartta vasemmalla, keskellä R1:n P2O5-pitoisuus ja geokemiallisen iskuporanäytteenoton fosfori- ja yttrium-tulokset, sekä heikkouuttonäytteenoton lantaanipitoisuus. Iivaara study map, drill hole R1 with P2O5- contents,and P of till and weathered rock samples from percussion drilling and Y from weak leaching (MMI) samples.

42 4.8.11 Mäkärän Au-REE-aiheen tutkimukset Mäkärän tutkimusalue sijaitsee 15 km Sodankylän Vuotsosta luoteeseen. Alue sijoittuu Keski-Lapin vihreäliuskevyöhykkeen ja Lapin granuliittikaaren väliselle voimakkaasti deformoituneelle Tanabeltille. Alueen kivilajit ovat arkoosi- ja sarvivälkegneissejä, serisiittikvartsiitteja, amfiboliitteja ja komatiitteja. Tanabeltille on ominaista korkeat lantaani- ja yttrium-pitoisuudet sekä alueellisessa moreenigeokemiassa että kalliogeokemiassa. Korkea yttrium-pitoisuus indikoi raskaiden harvinaisten maametallien rikastumista kallioperään (Sarapää and Sarala 2013). Tanabeltin n. 200 km pitkältä jaksolta valittiin tutkimuskohteeksi Mäkärän alue koska sieltä on saatavissa geologista ja geofysikaalista aineistoa aikaisempien kultatutkimusten tiimoilta ja lisäksi aluetta karakterisoi paksut rapautumat, joiden arvioitiin olevan potentiaalisia ioni-adsorptiotyyppisten HREEesiintymien löytymiselle. Mäkärän alueella on kultapitoisia hematiitti-kvartsi-karbonatiitti-juonia, joiden sivukivet serisiittikvartsiitit ja arkoosigneissit ovat pintaosistaan rapautuneet kaoliniittipitoisiksi saproliiteiksi. Kulta-hematiittijuonia on tutkittu monessa vaiheessa ja niiden on todettu liittyvät luoteiseen hiertovyöhykkeeseen, jossa kallioperän rapautuminen on pitkälle, jopa 100 metriin asti edennyttä, mikä on vaikeuttanut näytteen saantia kairauksessa (Härkönen 1987). Viimeisen jäätiköitymisen aikana alue on sijainnut jäänjakajalla ja sen vuoksi rapautumat ovat säilyneet eroosiolta ja glasiaalinen kuljetus on lyhyt. GTK:n hi-tech-hankkeen Mäkärän tutkimuksen tavoitteena on ollut selvittää rapautumasavien REE- ja kultapotentiaalia. Tutkimukset vuosina 2009-2011 käsittivät vanhojen kairasydänten uudelleen analysointia, Tanabeltin arkoosigneissien geologista kartoitusta ja alueellisten geokemiallisten anomalioiden tarkistusta, tutkimuskaivantojen tekoa, yhteensä 39 monttua, geokemiallisen moreeni- ja rapakallionäytteenoton iskuporakoneella (803 pistettä verkko 200*200 m, 30 km 2 ), profiilinäytteenoton heikkouuttomenetelmällä, geofysikaalisia profiilimittauksia ja systemaattisten (magneettinen, VLF-R,) mittausten täydentämisen ja syväkairausta yhteensä 2883 m. Näytteistä tehtiin mineralogista ja kemiallista tutkimusta (Sarapää and Sarala 2011a;b; 2013; Al-Ani and Sarapää 2013; Al-Ani 2013). Mäkärän alueelle tehtiin tutkimuskaivantoja sähkömagneettisiin anomalioihin, joista otettiin ja analysoitiin uranäytteet rapautumista. Voimakkainta rapautuminen on lähellä kultapitoisen hematiittijuonen kontaktia (kuvat 25 ja 27). Kuva 25. Tutkimuskaívanto(U36) ja kairareikä R318 lävistävät Mäkärän kulta-hematiitti-juonen. Oikealla eräiden alkuaineiden jakauma tutkimuskaivannossa.the Au-hematite vein at Mäkärä penetrated by trenching and drill hole R318, including the 13 m wide

43 weathered Au-hematite-quartz vein at the surface, in which channel samples contained 3.3 ppm Au (range 1.1-8.5 ppm; analysed by fire assay). Drill hole R318 penetrated deeply weathered hematite rock (max. 8 ppm Au), sericite quartzite, arkosic gneiss, mica gneiss and amphibolite. Transect A-B is the first 81 m of the trench shown in the left (Sarapää and Sarala 2013). Korkeat kultapitoisuudet rapakalliossa ja moreenissa liittyvät sähkömagneettisiin häiriöihin, jotka aiheutuvat arkoosigneisseistä syntyneistä kaoliniittisista rapautumista. Rapautuminen liittyy hiertovyöhykkeisiin ja sitä on edistänyt sulfidien rapautuminen hapettavassa ympäristössä. Korkeimmat La ja Y-pitoisuudet moreeni- ja rapakalliossa korreloivat puolestaan lentogeofysiikan toriumanomalioiden kanssa (kuvat 26 ja 27). Kairauksissa yli 1 ppm kultapitoisuuksia saatiin reijissä R318, R322, R324, R325. Kullan suhteen anomalisia pitoisuuksia (>200 ppm Au) tavoitettiin lisäksi R317, R321, R323, R6, R8 ja R16. Alueella on ainakin viisi rinnakkaista luodesuunntaista kultakriittistä vyöhykettä. Kairaustuloksia arvioitaessa on huomioitava, että runsaasta sydänhukasta 0-80 % johtuen vain osa kultapitoisesta rapautumasta on saatu ylös. Korkeimmat REE-pitoisuudet tavattiin R6:n arkoosigneisseissä, maksimissaan 1400 ppm, keskimääräinen REE-pitoisuus vaihteli 300-600 ppm Mäkärän REEtä eri kairarei issä. Au-kriittisten jaksojen paikantamisessa on hyödynnetty heikkouuttomenetelmää. Heikki Salmirinteen laatima eri geofysiikan menetelmien (M,S,G) menetelmien yhdistämiseen perustuva prospektiivisuusennuste osoittaa kultakriittiset vyöhykkeet (kuva 28). Vuoden 2013 GTK:lla oli alueelle haussa yksi valtaus, joka kattaa keskeisen alueen kultakriittisestä Mäkärän alueesta. Harvinaisten maametallien osalta tutkimuksia ei kannata jatkaa Mäkärässä, koska pitoisuuden ovat liian alhaiset. Kuva 26. Moreenin ja purosedimenttinäytteiden Y-pitoisuus totaalisäteilykartalla Märkärä- Petäjälehto-Vaulo alueella. Y in till and mineral stream sediments correlates well with total radiation of aerogeophysics in the area of Mäkärä-Petäjälehto-Vaulo.

44 Kuva 27. Oikealla moreenin Y- ja Au-pitoisuudet moreenissa. Musta viiva kuvastaa Mäkärän kultajuonta. Oikealla moreenin ja rapakallion kultapitoisuudet korreloivat slingram imaginäärikartallajohteen kanssa. Concentration of Y and Au in till over the geological map of the Mäkärä area. Black-line shows gold-hematite vein, intersected with drill hole R318. Modified after the Bedrock of Finland DigiKP (Sarapää and Sarala 2013). On the right Au-contents of till and weathered bedrock show correlation with slingram imaginary anomalies. Kuva 28. Heikko-uuttonäytteenoton kulta-anomalia korreloi hematiitin prospectiivisuuden kanssa. Ionic leach_assays have correlation with hematite prospectivity (prosessed by H. Salmirinne). Pohjakartta Maanmittauslaitos, lupa nro 13/MML/12 ja HALTIK.

45 Kuva 29. Mäkärän kairareikien sijainti magneettisella kartalla. Drill holes on the magnetic map at Mäkärä. Pohjakartta Maanmittauslaitos, lupa nro 13/MML/12 ja HALTIK. 4.8.12 Vaulon arkoosigneissin REE-tutkimukset Vaulon tutkimusalue sijaitsee Tanabeltillä Vuotsosta 28 km luoteeseen ja rajoittuu pohjoispuolella Lemmenjoen kansallispuistoon. Tutkimusten lähtökohtana olivat Tanabeltin korkeat La ja Y-pitoisuudet alueellisessa moreeni- ja kalliogeokemiassa sekä vuoden 1998 kohteellisessa geokemiassa tavatut korkeat La- ja Y-pitoisuudet moreenin hienoaineksessa (736 ppm Y max, kuva 31). Vaulon alue ei ole paljastunut mutta siellä on melko paikallisia arkoosigneissirakkoja. Tämän tutkimuksen puitteissa määritettiin kolmesta Y-rikkaasta Vaulon moreeninäytteistä hienoaineksen REEt ICP_MS:llä Labtiumissa menetelmällä 307 PM. Korkeimmat pitoisuudet olivat 0,45 % REEtot, jossa raskaiden harvinaisten maametallien (0,1 % HREE), johtuen rabdofaanin, ksenotiimin ja monatsiitin runsaudesta. Maastotutkimukset käsittivät systemaattisia geofysikaalisia magneettisia ja sähköisiä (VLF- R) mittauksia 9 km 2 alueella ja syväkairausta 11 reikää /1147 m. Moreenigeokemian Au-anomaliat liittyvät magneettisiin ja Y-anomaliat ei-magneettisiin anomalioihin. Kairaustulokset on esitetty kuvassa 31. Kallioperä koostuu pääosin arkoosigneissistä, jossa on amfiboliittivälikerroksia ja leikkaavia diabaasijuonia. Analysoiduissa näytteissä korkein REE-pitoisuus oli 1977 ppm (R29). Keskimääräinen REE-pitoisuus vaihtelee 500-600 ppm välillä. Yleisin REE-mineraali on allaniitti (Al-Ani 2012; Al-Ani and Sarapää 2012). Koska tutkimuksissa ei tavattu merkittäviä REE-pitoisuuksia eikä kulta- tai muitakaan metallipitoisuuksia jatkotutkimuksia ei katsottu tarpeellisiksi.

46 Kuva 30. Mäkärän kulta-anomaliset kairanreikälävistykset. Au-bearing drilling profiles at Mäkärä.

47 Kuva 31. Vaulon alueen vuoden 1998 moreenigeokemian Y-tulokset ja uusien kairareikien sijainti magneettisella kartalla. Till geochemistry and location of diamond drills on the magnetic map. Kuva 32. Vaulon tutkimusalueen kairaprofiilit ja REE-pitoisuus. Drill profiles with REE-contents at Vaulo. Pohjakartta Maanmittauslaitos, lupa nro 13/MML/12 ja HALTIK.

48 4.8.13 Suhuvaaran appiniitin P-REE-tutkimukset GTK:n tutki vuosina 2006-2010 Suhuvaaran appiniitti-intruusion malmipotentiaalia erityisesti nikkelin ja platinan, fosforin ja harvinaisten maametallien osalta. Suhuvaaran tutkimuskohde sijaitsee Inarin kirkolta 10 km pohjoiseen, Sikovuonosta itään lähtevän Pikkujoenjärvelle vievän tien varrella. Tutkimusten lähtökohtana olivat FT Mutasen Pikkujoenjärventien varresta löytämät nikkelin ja platinan kannalta kiinnostavat oliviini- ja pyrokseenikentalliniitti ja biotiittimelanoriittilohkareet (Mutanen 2011). Geofysikaalisten mittausten jälkeen GTK kairasi vuonna 2007 appiniittijuonen aiheuttamaan magneettiseen anomaliaan kuusi reikää (38412007R0301-R306), joissa lohkareita vastaavia kiviä ei tavattu, mutta appiniittijuoni sisältämän apatiitin määrä kairarei issä on 4,5 % - 7,5%. Hi-tech-hankkeen toimesta kairauksia jatkettiin vuonna 2010 jolloin kairattiin neljä reikää (V512-2010-R1-R4) muodostuman itäosaan. Tavoitteena oli tutkia tarkemmin juonen apatiitti- ja REE-pitoisuuksia. Juonen leveys on runsaat 100 m ja pituus n. 4.7 km ja sen P 2 O 5 -pitoisuus vaihtelee 1.5-3.5 % vastaten 3.6-8.5 % apatiittipitoisuutta. GTK luopui vuoden 2010 lopulla valtauksistaan, koska tutkimuksissa löydetyt fosfori- ja maametallipitoisuudet ( 0.05 % Ce max) eivät ole malmiluokkaa eikä taloudellisesti merkittävää malmiesiintymää löydetty (Sarapää et al 2013). Suhuvaaran appiniittijuoni vaihtelee raekooltaan pienirakeisesta keskirakeiseen osin karkearakeiseen. Se on heikosti suuntautunut, koostuen pääosin plagioklaasista, biotiitista, pyrokseenista, amfibolista, kloriitista, kalimaasälvästä, kvartsista. Se sisältää lisäksi runsaasti apatiittia, magnetiittia, ilmeniittiä usein lamelleina magnetiitissa ja zirkonia. REE-mineraaleina tavataan allaniittia ja monatsiittia (kuva 10). Suhuvaaran appiniittien mineralogiaa on kuvattu Mutasen 2011 ja Al-Ani & Sarapää 2010 raporteissa. Apatiitti on fluori-apatiittia. Mikro-analysaattorilla tehdyt analyysit osoittavat että apatiitti sisältää keskimäärin 54 wt% CaO, 42 wt% P 2 O 5, 2.5 wt% F and 1.5 wt% Cl. Monatsiitti esiintyy sulkeumina flogopiitissa, apatiitissa ja kloriitissa ja lisäksi usein apatiitin kontaktissa. Monatsiitti sisältää Ce (~36 %), La (~20 %), Nd (~9 %), CaO (<1 %), P 2 O 5 (28 %) ja F (<1 %). Allaniittia esiintyy usein flogopiitin, magnetiitin, apatiitin ja plagioklaasin seurassa. Allaniitti sisältää noin ~10% Ce 2 O 3, ~5% La 2 O 3 ja ~2% Nd 2 O 3. Lisäksi siinä on korkea totaalirauta (12 %) ja alumiini (>18 %) sekä silikapitoisuus (33 %). Kairausten ja mittausten perusteella juonen asento on lähes pysty. Reikien R301, R304, R1 ja R2, jotka lävistävät koko juonen, ja reikien R305,306, R3 ja R4 kairasydännäyteanalyysien perusteella apatiittirikkain osa on juonen keskiosa, sen sijaan juonen lounais- ja koillispäässä pitoisuus on selvästi heikompi. Mineralisaation keskiosan todennäköiset varannot lineaarista leikkausmenetelmää käyttäen ovat n. 38.5 Mt @ 2.7 % P 2 O 5 (Sarapää et. al. 2013).

49 Kuva 33. Suhuvaara appiniitti-juoneen kairattujen reikien sijainti Suhuvaaran maanpinta magneettisella kartalla. Location of the drill cores on the ground magnetic map. Pohjakartta Maanmittauslaitos, lupa nro 13/MML/12 ja HALTIK. Kuva 34. Elektronimikroskooppikuva apatiitin, monatsiisin ja allaniitin esiintymisestä Suhuvaaran appiniitissa.back-scattered electron image showing representative textures of monazite and allanite in Suhuvaara samples (Al-Ani and Sarapää 2011).

Northing (m) 50 4.8.14 Lehmikarin appiniitin P-REE-tutkimukset Lehmikarin appiniitti sijaitsee sijaitsee Ounasjokivarressa Porokarissa, Pirttivaaran syeniittigraniittikompleksin koillisosassa. Kohteen kallioperä on kuvattu seikkaperäisesti Mutasen (2011) raportissa. Geofysikaaliset maastomittaukset ja alueen kartoitus tehtiin vuosina 2005 2006 Tapani Mutasen johtaman Magmatismi ja malminmuodostus II-hankkeen puitteissa (Turunen 2013). Magneettisia ja VLF-R-mittauksia käsittivät vuonna 2005 magneettisia ja VLF-R mittauksia (3.1 km 2 ) ja gravimetrausta (4.9 km 2 ). Soikean, rengasmaisen intruusion koko on 1.4x1.7 km. Hi-tech-tutkimusten lähtökohtana oli, että appiniitteihin tiedetään liittyvän korkeita P ja REE-pitoisuuksia ja lisäksi Lehmikarista Ounasjoen länsirannasta tunnettiin appiniittissa olevassa pegmatiittijuonessa alle puolimetriä leveä apatiittimineralisaatio. Syksyllä 2009 GTK kairasi Lehmikarin kohteeseen 4 reikää yhteensä 488 m (Liite 1). Kairasydämistä teetettiin Labtiumissa kemiallista 50 analyysiä menetelminä 175X ja 307PM. Ounasjoki R3 R4 7450000 R2 R1 7449000 3415000 3416000 3417000 Easting (m) -16.0-15.5-15.0-14.5 mgal Kuva 35. Lehmikarin appiniitti geologisella kartalla ja (Digi-Kp), magneettinen kartta, joissa kairareikien sijainti sekä kairareiän profiili R1, jossap 2 O 5 ja La pitoisuudet. Appiniitit ovat postorogeenisia tholeiittisia kivilajeja. Mutasen mukaan Lehmikarin appiniitit ovat kaikkein pisimmälle fraktioituneita Lapin appiniiteista, mikä ilmenee alhaisina Cr-, Ni-pitoisuuksina ja korkeina K 2 O ja SiO 2 -pitoisuuksina. Lehmikarin appiniitti on rautarikas, fosforipitoisuus on 1-2 % P 2 O 5, myös REEt (402-602 ppm) erityisesti LREEt, TiO 2, Sr- ja Ba -pitoisuudet ovat korkeat (Taulukot ). Lehmikarin appiniittiin ei kuitenkaan näytä liittyvän merkittäviä malmipitoisuuksia. Päämineraaleina ovat plagioklaasi, biotiitti ja sarvivälke. Aksessorisina ovat apatiitti, monatsiitti (Ce), allaniitti, toriitti, magnetiitti, ilmeniitti ja Th-zirkoni (Al-Ani 2010).