GEOKEMIALLISET TUTKIMUKSET PATTIJOEN TUGHINNON, KASTELLIN J A JOKIKANKAAN KOHTEISSA

GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS VÄLI-SUOMEN ALUETOIMISTO M19/2441/-94/1/18. 0 Tuohinto, Jokikylä, Kastell i Esko Iisal o 1.9.199 4 GEOKEMIALLISET TUTKIMUKSET PATTIJOEN TUGHINNON, KASTELLIN J A JOKIKANKAAN KOHTEISSA

SISÄLLYSLUETTELO sivu Tutkimusalue 1 Tutkimuksen lähtökohta 1 Kallioperä 2 Kairareijät 3 Maaperä 4 Moreenin geokemia 4 Geofysikaaliset anomaliat 4 Näytteenotto, analysointi ja tulostus 4 Tulokset 5 Tuohinto 5 Kastelli 7 Jokikangas 8 Kivilajien keskipitoisuudet 9 Yhteenveto 9 Lähteet 1 0 Liitteet 1-22

1 TUTKIMUSALUE Tutkimusalue sijaitsee Pattijoen kunnassa Ylipään kyläss ä karttalehdellä 2441 11 (kuva 1). Alueellisella geokemialli - sella kartalla (1 näyte/ 4 km2 ) tutkimusalue sijoittuu anomaa - lisen Perämeri-Laatokka vyöhykkeen pohjoispuolelle. Alueell a erottuu pienialaisia kupari- ja sinkkianomalioita, jotk a liittyvät suprakrustisiin kivilajeihin (karttaliite 1 ja 2). Tutkimusalue jakaantuu kolmeen osa-alueeseen, jotka ova t Tuohinto, Kastelli ja Jokikangas. Kuva 1. Tutkimusalueen sijainti. TUTKIMUKSEN LÄHTÖKOHT A Tutkimus on osa Vihanti-Pyhäsalmi-hanketta, jonka tarkoituk - sena on etsiä uusia sulfidimalmeja ja tehdä kallioperäkartoi - tusta, geokemiallista ja geofysikaalista tutkimusta vyöhyk -

2 keellä Kiuruvesi-Pyhäsalmi-Vihanti-Raahe. Tämän vyöhykkee n luoteisosan tutkimukset aloitettiin geokemiallisella esitut - kimuksella. Tunnustelevaa näytteenottoa tehtiin magneettisii n ja sähköisiin anomalioihin alueilla, missä tunnetaan lukuisi a geofysikaalisia ja geokemiallisia indikaatioita. Magneettisesti erottuvista suprakrustisista kivilajeista haluttii n kallionpintanäytteitä ja viitteitä mandollisista mineralisoi - tumista. Samalla saatiin tietoa maapeitteiden paksuudesta. Lisäksi voitiin testata iskuporakaluston soveltuvuutta paksu - jen, vaikeasti läpäistävien moreenipeitteiden alueella. KALLIOPERÄ Kallioperäkartan mukaan (karttaliite 3) tutkimusalue on os a Keski-Pohjanmaan liuskealuetta, jotka koostuvat pääosaltaa n metasedimenteistä ja happamista syväkivistä. Kiilleliuskeess a on amfiboliittisia välikerroksia. Alueen halki kulkee luo - teesta kaakkoon siirros, jossa liuskeet rajautuvat graniit - tiin. Karttalehden 2441 11 pohjoisosassa kohoaa koostumuksel - taan graniittinen Hummastinvaara 60 metriä merenpinnan ylä - puolelle. Näyttenottokohteet ovat 40-50 metrin korkeudella. Kalliopaljastumia on vähän ja ne sijaitsevat alueen etelä - osassa Relletin kylän länsipuolella. KAIRAREIAT Kastellin Kissakankaalta, Ylipään kylän itäpuolelta löydetty - jen sinkkipitoisten dolomiitti-karsilohkareiden vuoksi Gt l teki 50-luvun lopulla Linnakankaan alueelle syväkairausta, joita Outokumpu Oy jatkoi 80-luvun alussa. Alueelle on kai - rattu yhteensä kymmenkunta reikää. Alueella on todettu Lam - pinsaari-tyyppisiä kiviä ja saatu ohut sinkkilävistys Linna - kankaan itäpuolelta (Pelkonen 1992). Lisäksi Kastellin aluee n koillisreunalle ja sen ulkopuolelle Mustakannonkankaalle o n tehty ainakin 6 kairareikää.

Myös Tuohinnon alueen pohjoisosassa olevaan magneettisee n anomaliaan on tehty yksi syväkairareikä (Oku) ja lounaiskul - man anomaliaan kolme kairareikää (Rautaruukki, Oku). 3 MAAPERÄ Tasoittunut harjujakso kulkee luoteesta kaakkoon suunnass a 305 karttalehden 2441 11 halki Relletistä Raahen suuntaan. Harjusta erkanee sen pohjoispuolella virtaavan Olkijoe n alueelle lukuisia matalaan veteen syntyneitä hiekkaisi a rantavalleja. Moreenista huuhtoutuneita rantakerrostumia j a rantavalleja on Hummastinvaaran itäpuolisilla suoalueilla. Rantavallien pinnalle on kinostunut lentohiekkaa ja dyynejä. Tuohinnon näytteenottoalueen pohjoisosa sijaitsee harjualu - eella. Harjujakson eteläpuolella on laajalti suurikokoisi a ablaatiomoreeniselänteitä. Selänteet ovat paikoin kilometri n pituisia ja niiden korkeus on 5-15 metriä, kuten Korkiakan - gas, Linnakangas ja Soramäenkangas. Muodostumien aines o n jäätikön sulamisveden huuhtomaa hiekkamoreenia, jonka pinta - osa on rikastunut lohkareista. Luoteisella proksimaalisivull a esiintyy jäätikön suuntaamaa pohjamoreenia ja kaakkoisell a distaalisivulla hiekkakerroksia. Moreeniselänteet ovat synty - neet osittain liikkeessä olleen jäätikön poikittaisiin rai - loihin, mistä osoituksena ovat muodostumien väliin jäänee t kuolleen jään painanteet. Suunta 305 on jäätiköitymisen viimeisin voimakas kuljetus - suunta, sillä myös drumliinit Hummastinvaaralla, Kotasaares - sa, Kalliokankaalla ja Säilynnevalla ovat tässä suunnassa. Paksuja silttikerrostumia esiintyy suoaltaissa turpeen all a mm Sorttasen alueella ja Jokikankaalla. Korkeus merenpinnast a on karttalehden luoteisosassa 20 metriä nousten kaakossa 6 0 metriin.

4 MOREENIN GEOKEMI A Moreenin keskimääräinen pitoisuustaso näkyy alueellisilt a geokemiallisilta kartoilta. Sinkin pitoisuudet ovat luokka a 20-50 ppm ja kuparin 10-40 ppm (karttaliitteet 1 ja 2). GEOFYSIKAALISET ANOMALIA T Alueen magneettisten anomalioiden luonteen selvittämiseks i näytteenottoalueet sijoitettiin karttaliitteessä 4 kuvatuill e Tuohinnon, Kastellin ja Jokikankaan alueille. NAYTTEENOTTO, ANALYSOINTI JA TULOSTU S Näytteenotto tehtiin iskuporakalustolla syksyllä 1992. Näyt - teitä otettiin Tuohinnosta 234 pisteestä, Kastellista 11 7 pisteestä ja Jokikankaalta 25 pisteestä, jolloin yhteismäär ä oli 372 pistettä. Pisteverkko oli tasavälinen 125 x 25 0 metriä ja pistetiheys 32 pistettä/km2. Jokaisesta pisteest ä otettiin pohjamoreeninäyte mandollisimman syvältä sekä rapa - kallio- tai kallionäyte. Jokikankaalta kallionäytteitä e i maapeitteiden paksuuden vuoksi saatu. Näytteistä analysoitiin Co, Cu, Fe, Mn, Ni, Pb ja Zn AAS :ll ä (511A) Kuopion laboratoriossa. Kastellin alueelta Cu :a ei analysoitu. Alkuaine- ja kivilajikartat tulostettiin (Pekka Pietikäinen ) Alkemia-ohjelmalla. Kallioperäkartta tulostettiin Kalpea - ohjelmalla (Jukka Kousa). Kartta perustuu julkaisemattomaa n aineistoon (Kousa, Luukas -94).

5 TULOKSET TUGHINTO MAAPEITTEEN PAKSUU S Maapeitteen keskipaksuus on 10 metriä (karttaliite 5). Alueen keskiosan suoalueilla esiintyy 13-17 metrin paksuuksia, joiden läpäiseminen on lähes ylivoimainen tehtävä iskuporaka - lustolle. Harjukerrostumat vaikeuttivat moreeninäytteide n saantia alueen pohjoisosassa. NÄYTTEIDEN KIVILAJIT Iskuporalla kallion pinnasta otetuista näytteistä määritet - tiin kivilaji stereomikroskooppitarkastelun perusteella. Myös moreeninäytteiden pääkivilajit havainnoitiin. Rapakallio- j a kallionäytteiden lukumäärä oli 60 ja moreeninäytteiden 185. Näyteaineistoon perustuva kivilajikartta on liitteessä 6. Yleisimmät kiviajit alueella ovat graniitti ja granodioriit - ti. Ne liittyvät kvartsidioriittimuodostumiin, joista suuri n erottuu magneettisella kartalla alueen lounaiskulmassa. Suprakrustiset kiillegneissit ja kvartsimaasälpäliuskee t muodostavat poimuttuneita jaksoja alueen eteläreunalle j a pohjoisosaan. Lisäksi esiintyy merkkejä edellistä kapeammist a liuskesuikaleista alueen eri osissa. Kvartsimaasälpäliuskeik - si merkityistä kivilajeista osa on tulkittu happamiksi j a intermediäärisiksi vulkaniiteiksi. Tremoliittikarsikive ä esiintyy yhdessä näytteessä alueen eteläreunalla.

6 GEOKEMIALLISET KARTAT KUPARI Koko näyteaineiston pitoisuuksien keskiarvo on 31 ppm (kart - taliite 7). Kallio/rapakallionäytteiden keskipitoisuus on 5 5 ppm ja moreeninäytteiden 23 ppm. Samalla kartalla on esitett y sekä moreenien että kallio/rapakallionäytteiden pitoisuudet. Tästä seuraa että suuri osa rapakallionäytteidtä esiinty y anomaalisina. Verrattaessa anomaliakuvaa kivilajikarttaan havaitaan liuskeiden erottuvan anomaalisina. Myös pitkäll e rapautuneissa graniiteissa esiintyy korkeita pitoisuuksia. Anomaalisina voidaan pitää yli 100 ppm :n pitoisuuksia. Kupa - rikiisupirotteesta johtuviksi voidaan tulkita yli 200 ppm : n pitoisuuksia. Niihin voidaan harkita tarkistusnäytteenottoa, sillä käytetty 125 metrin pisteväli voi antaa vain viitteit ä mandollisista mineralisaatioista. Tarkistettavia kohteit a ovat 150-897 ppm :n anomaliat näytteenottoalueen pohjoisosas - sa. Erityisen mielenkiintoisia ovat lounaisosassa sijaitseva t anomaliat, joissa on 100-448 ppm :n kuparipitoisuuksien lisäk - si sinkkiä 160-217 ppm ja lyijyä 40-88 ppm. Molemmat anomali - at liittyvät magneettisella kartalla erottuviin liuskemuodos - tumiin, jotka pohjoisessa koostuvat kiillegneissistä, kvart - simaasälpäliuskeesta ja graniitista ja etelässä pääasiass a kiillegneissistä ja kiilleliuskeesta. SINKK I Pitoisuuksien keskiarvo on 49 ppm (karttaliite 8). Kallio/ra - pakallionäytteiden keskipitoisuus on 73 ppm ja moreeninäyt - teiden 41 ppm. Selvästi anomaalisia ovat yli 150 ppm :n sinkkipitoisuudet. Näytteenottoalueen lounaisosan luode-kaakko suuntaista anoma - liaa, jossa on sinkkiä 160-217 ppm, voidaan pitää tarkistet - tavana kohteena. Anomalian kupari- ja lyijypitoisuudet ova t myös merkittävästi kohonneet.

7 MUUT ALKUAINEE T Korkein lyijypitoisuus 89 ppm liittyy alueen lounaisosa n sinkki-kuparianomaliaan (karttaliite 9). Alueen koillis - reunalla on kaksi yli 80 ppm :n lyijypitoisuutta kallionäyt - teissä. Myös lievästi kohonneet 50-70 ppm :n nikkelipitoisuudet liit - tyvät pohjois- ja lounaisosien liuskeisiin (karttaliite 10). Pohjoisosan magneettista maksimia sivuava 117 ppm :n pitoisuu s saattaa johtua mustaliuskeesta. Koboltti-, rauta- ja mangaanianomaliat liittyvät liuskemuo - dostumiin (karttaliitteet 11, 12, 13). KASTELL I MAAPEITTEEN PAKSUU S Maapeitteen paksuus on pääosin 5-10 metriä (karttaliite 14). KIVILAJI T Näyteaineiston pääkivilajeja ovat kiillegneissi, kvartsi- j a granodioriitti sekä graniitti. Lisäksi esiintyy kvartsimaasälpäliusketta, emäksistä vulkaniittia, sarvivälkegneis - siä, grafiittigneissiä ja karbonaattikiveä (karttaliite 15). Alueelta on syväkairausten perusteella kuvattu Lampinsaari - tyypin kivilajiseurue (Pelkonen 1992). Alueen halki lounaast a koilliseen kulkee kaarenmuotoinen magneettinen anomalia, jossa esiintyy liuskeita ja kvartsidioriittia.

8 GEOKEMIALLISET KARTA T SINKK I Pitoisuuksien keskiarvo on 38 ppm (karttaliite 16). Maksimi - pitoisuus 107 ppm sijoittuu magneettisen anomalian pohjoisosaan. Näytteen kivilaji on kiilleliuske, jossa on hiukan rikki- ja magneettikiisua. Magneettiseen anomaliaan liitty y 60-100 ppm :n sinkkianomalia. MUUT ALKUAINEE T Alueen lounaisosasta saatiin rautarikas limoniittimaine n näyte, jossa on 27 % rautaa. Näyte sisältää nikkeliä 430 ppm, lyijyä 24 ppm ja kobolttia 64 ppm. Näytteen itäpuolell a olevasta karbonaattinäytteestä mitattiin 210 ppm :n nikkeli - pitoisuus. Nikkelin keskipitoisuus on alueella 34 ppm, lyijyn 9 ppm, raudan 2.5 % ja koboltin 13 ppm (karttaliitteet 16, 1 7 ja 18). JOKIKANGA S MAAPEITTEEN PAKSUU S Maapeite on yleensä 5-10 metrin vahvuinen. Syvin näyte o n saatu 16 metrin syvyydestä alueen kaakkoisosasta (karttaliit e 14). GEOKEMIALLISET KARTA T Alueelta saatiin ainoastaan moreeninäytteitä tasavälisell ä 200 x 200 metrin pisteverkolla 25 pisteestä. Koska kallion pintaa ei saavutettu, moreenin pitoisuude t jäivät verrattain alhaiselle tasolle, jota kaukaa kulkeutunut

aines on laimentanut. Maksimipitoisuudet ovat : sinkki 63 ppm, lyijy 14 ppm, kupari 38 ppm, koboltti 13 ppm, nikkeli 34 pp m 9 ja rauta 3.0 %. Geokemialliset kartat on esitetty karttaliit - teissä 19, 20 ja 21. KIVILAJIEN KESKIPITOISUUDE T Tuohinnon ja Kastellin alueilta saatujen kallionäytteide n kivilajikohtaiset keskipitoisuudet on esitetty taulukossa 1. Suurimmat pitoisuudet ovat kiilleliuskeessa ja kiillegneis - sissä, pienimmät graniitissa ja kvartsimaasälpäliuskeessa. Kivilajista riippumatta voi kiisujen esiintyminen tai voima - kas rapautuminen moninkertaistaa yksittäisen kivilajinäyttee n metallipitoisuuden. KL KGn GrGn KvDr Gr Ivulk KvMsL Co 30 19 17 18 11 23 1 1 Cu 22 68 44 37 19 37 1 7 Ni 44 45 30 31 23 43 4 5 Pb 23 13 13 9 10 1 5 Zn 92 82 83 80 51 69 3 8 Fe 6.0 3.8 3.5 ~03 ~03 4.2 2.4 Taulukko 1. Tutkimusalueen eri kivilajien keskipitoisuude t (mediaanit). Pitoisuudet ppm :nä, Fe prosentteina. Maksimipi - toisuudet on esitetty vahvennetuilla, minimipitoisuude t varjostetuilla numeroilla. YHTEENVETO Kallionpintanäytteenotolla, jonka pistetiheys oli 125 x 20 0 metriä, saatiin kuva kohteen kivilajikoostumuksesta. Enemmis - tönä olevat graniittiset kivilajit leikkaavat suprakrustisi a

1 0 liuskeita, jotka muodostavat geokemiallisia anomalioita mag - neettisella kartalla näkyvien häiriöiden kohdalle. Alueell a esiintyy Lampinsaari- tyypin kivilajeja, joihin kuuluvat vul - kaniitti-, grafiitti- ja karsikivet. Ennakkokäsitys iskuporanäytteenoton huonosta soveltuvuudest a osoittautui oikeaksi. Näytteen saaminen yli 10 metrin syvyy - destä vaati keskimäärin 5-10 yritystä, jolloin aikaa yksit - täisellä pisteellä kului useita tunteja. Jokikankaan kohtees - sa moreenin pohjaosaan ei päästy. Kallionpintanäytteenott o esim Poka-kalustolla olisi selvästi halvempi ja nopeamp i vaihtoehto eikä näytteenotto pysähtyisi moreenin sisältämii n lohkareisiin, mikä on iskuporalle tyypillistä. Vaatimus pohjanäytteenotosta nostaa iskuporan terä- ja tankokalusto n kulutuksen moninkertaiseksi, sillä kalusto ei kestä iskemist ä koviin lohkareisiin. Käytännössä 60-luvulla kehitetyn iskupo - rakaluston vähittäinen korvaaminen nykyaikaisella kalustoll a on ainoa varma keino uusien malmiaiheiden tuottamiseksi. Jatkotutkimukset voidaan toteuttaa verrattain pienellä näyt - teenottomäärällä esiintulleisiin Cu-Zn-Pb anomalioihin, ensi - sijaisesti Tuohintoon, joka on ennestään vähemmän tunnettu. Anomalioiden pitoisuus nousee monin paikoin tasolle, joka on mineralisoitumaa ympäröivälle malmipirotteelle tai aureolill e ominainen. LÄHDE : K. Pelkonen 1992 : Vihannin ympäristön malminetsintäkohteide n historiaa. Raportti, Outokumpu Finnmines OY. Esko Iisal o geologi

1 1 LIITTEET : KARTTALIITE 1. Moreenin ZN-pitoisuudet Pohjois - Pohjanmaal l a 2. Moreenin CU-pitoisuudet -" - 3. Tutkimusalueen kallioperä 4. Tutkimuskohteiden sijainti magneettisella kartall a 5. Tuohinto, näytesyvyyde t 6. Tuohinto, kallioaineksen kivilaji t 7-13. Tuohinto, alkuainekartat Cu, Zn, Pb, Ni, Co, Fe, Mn 14. Kastelli, Jokikangas, näytesyvyyde t 15. Kastelli, kallioaineksen kivilaji t 16-18. Kastelli, alkuainekartat Zn, Pb, Fe, Ni, Co, Mn 19-21. Jokikangas, alkuainekartat Zn, Pb, Cu, Co, Fe, Mn LIITE 22. Analyysituloksia

Tuohinto CO 511 A Mean Maximum 12.682 77.30 0 Median 10.450 Minimum 1.85 0 Valid cases 236 Missing cases 0 CU _511 A Mean 30.905 Median Maximum 897.00 0 17.150 Minimum 5.11 0 Valid cases 236 Missing cases 0 FE 511 A Mean 26770.424 Maximum 72200.00 0 Median 23400.000 Minimum 7300.00 0 Valid cases 236 Missing cases 0 MN 511 A Mean 342.786 Maximum 921.00 0 Median 293.000 Minimum 84.20 0 Valid cases 236 Missing cases 0 NI a 511A Mean 27.252 Median 22.050 Minimum 5.55 0 Maximum 117.00 0 Valid cases 236 Missing cases 0 PB 511 A Mean 12.411 Median 9.890 Minimum 4.10 0 Maximum 88.80 0 Valid cases 236 Missing cases 0 ZN 511 A Mein 49.151 Median 39.050 Minimum 7.40 0 Maximum 217.00 0 Valid cases 236 Missing cases 0 SYVYY S Mean 106.364 Maximum 159.00 0 Median 108.000 Minimum 35.00 0 Valid cases 236 Missing cases 0

Kastelli C0 511 A Mean 12.808 Maximum 64.40 0 Median 11.600 Minimum 3.84 0 Valid cases 117 Missing cases 0 FE 511 A Mean 25837.607 Median Maximum 275000.00 0 22100.000 Minimum 12200.00 0 Valid cases 117 Missing cases 0 MN_511 A Mean 262.205 Median 244.000 Minimum 105.00 0 Maximum 619.00 0 Valid cases 117 Missing cases 0 NI 511 A Mean 34.368 Median 25.400 Minimum 10.10 0 Maximum 430.00 0 Valid cases 117 Missing cases 0 PB 511 A Mean Maximum 9.168 24.20 0 Median 8.740 Minimum 3.98 0 Valid cases 117 Missing cases 0 ZN 511 A Mean 38.340 Median 33.700 Minimum 13.20 0 Maximum 107.00 0 Valid cases 117 Missing cases 0 SYVYY S Mean 68.060 Maximum 125.00 0 Median 72.000 Minimum 17.00 0 Valid cases 117 Missing cases 0

Jokikylä CO 511 A Mean 8.728 Median 8.250 Minimum 4.85 0 Maximum 12.70 0 Valid cases 25 Missing cases 0 CU 511 A Mean 22.392 Median 21.300 Minimum 9.71 0 Maximum 37.70 0 Valid cases 25 Missing cases 0 FE 511 A Mean 23380.000 Maximum 47000.00 0 Median 21600.000 Minimum 14400.00 0 Valid cases 25 Missing cases 0 MN 511 A Mean 334.480 Median 327.000 Minimum 191.00 0 Maximum 592.00 0 Valid cases 25 Missing cases 0 NI a 511A Men 22.896 Median 23.100 Minimum 13.60 0 Maximum 34.50 0 Valid cases 25 Missing cases 0 PB 511 A Mean 9.672 Median 9.280 Minimum 5.83 0 Maximum 18.60 0 Valid cases 25 Missing cases 0 ZN 511 A Mean 38.824 Median 35.100 Minimum 20.40 0 Maximum 62.60 0 Valid cases 25 Missing cases 0 SYVYYS Mean 90.280 Median 90.000 Minimum 58.00 0 Maximum 165.00 0 Valid cases 25 Missing cases 0