URJALAN KYLMÄKOSKEN ALUEEN TIHENNETTY MOREENIGEOKEMIALLINEN NÄYTTEENOTTO NIKKELIMALMINETSINNÄSSÄ 1997

RAPORTTITIEDOSTO N:O 4689 GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS Espoon yksikkö M19/2114/2002/1/10 URJALA KYLMÄKOSKI Espoossa 30.8.2002 Markku Tiainen URJALAN KYLMÄKOSKEN ALUEEN TIHENNETTY MOREENIGEOKEMIALLINEN NÄYTTEENOTTO NIKKELIMALMINETSINNÄSSÄ 1997

GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS KUVAILULEHTI Tekijät Markku Tiainen Raportin nimi Raportin laji M19/2114/2002/1/10 Toimeksiantaja Geologian tutkimuskeskus Urjalan Kylmäkosken alueen tihennetty moreenigeokemiallinen näytteenotto nikkelimalminetsinnässä 1997 Tiivistelmä Urjalan-Kylmäkosken alueella suoritetun kohdentavan moreenigeokemiallisen kartoituksen tavoitteena oli löytää uusia nikkelinetsintäkohteita nikkelin suhteen potentiaaliseksi tunnetulta Vammalan Ni-vyöhykkeeltä. Alueelta otettiin yhteensä 327 moreeninäytettä (16 näytettä/km 2 ), jotka analysoitiin alle 0,036 mm fraktio osittais-liuotusmenetelmällä (511P). Tuloksena löydettiin Ruokosuon peridotiitti ja viitteitä mafisista intruusioista Mellolan Murronkulman alueella sekä Au-anomalia Mustakorven alueella. Asiasanat Moreenigeokemia, nikkeli, malminetsintä, Maantieteellinen alue Suomi, Länsi-Suomen lääni, Urjala, Kylmäkoski Karttalehdet 2114 02, 2114 05 Muut Tiedot Arkistosarjan nimi Arkistotunnus Kokonaissivumäärä 14 + 8 liitettä Kieli Suomi Hinta Julkisuus

1 Sisällysluettelo: Johdanto...2 Tutkimusalueen sijainti...2 Näytteenotto ja näytteiden käsittely...3 Tulokset...4 Mustakorpi...4 Nyrskä...6 Leveänkannonmaa...7 Murronkulma...8 Taipale...9 Yhteenveto...10 Liittyy...11 Kirjallisuusviitteet...12 Liiteluettelo...14

2 Johdanto Länsi- ja Etelä-Suomen kaarikompleksi, nikkelin ja kullan etsintä (hanke 2108000) hankkeen nikkelin tutkimusalueeksi valittu Lavia-Kylmäkoski-vyöhyke kuuluu Vammalan Ni-vyöhykkeeseen (Gaál 1985, Häkli ja Vormisto 1985, Papunen 1985, Peltonen 1993, 1995a, 1995b, Kilpeläinen 1998). Lavia-Kylmäkoski-vyöhyke on rajattu alueellisen gravimetrian, geologian, tunnettujen nikkelimalmien ja malmiviitteiden sekä alueellisen moreenigeokemian perusteella (mm. Elo 1997, Korsman et. al. 1997, Puustinen et. al. 1995, Puustinen et. al. 2000, Saltikoff et al 2000, Tiainen et. al. 1991, Tiainen et. al 1999.). Hyvelä Lavia PORI Vammala Mäntymäki Kylmäkoski 0 20 40 Ni esiintymät Vammalan Ni kaivos Kylmäkosken Ni kaivos kilometers Ni tutkimusalue Lavia-Kylmäkoskivyöhyke Moreeninäytteenotto Merkittävä Ni mineralisaatio Kohtalainen Ni mineralisaatio Pieni Ni mineralisaatio Vähäinen Ni mineralisaatio Kuva 1. Vammalan Ni-vyöhykkeen Ni-esiintymät ja -mineralisaatiot sekä Länsi- ja Etelä-Suomen kaarikompleksi, nikkelin ja kullan etsintä -hankkeen nikkelitutkimusalue, Lavia-Kylmäkoski-vyöhyke rajattuna punaisella. Geologinen karttapohja Korsman et al 1997. Tutkimusalueen sijainti Kylmäkosken ja Urjalan alueella 1997 tehty tihennetty moreenitutkimus sijoittuu Lavia- Kylmäkoski-vyöhykkeen Kylmäkosken puoleiseen osaan (kuva 1). Näytteenottoalueiden tarkempi

3 kohdentaminen perustuu alueellisen moreenigeokemian, geofysiikan, erityisesti gravimetrian ja alueen geologisen kartoitustiedon analysointiin. Näytteenotto suoritettiin viidellä osa-alueella: Mustakorpi, Nyrskä, Leveänkannonmaa, Murronkulma ja Taipale (kuva 2). 211 402 Nyrskä 211 405 Murronkulma 211 408 Lev eänkannonmaa Kylmäkoski, Ni-Cu Taipale Mustakorpi Honkola, Ni-Cu 211 401 211 404 211 407 Urjala 0 2.5 kilometers 5 Kuva 2. Tihennetyn moreenigeokemiallisen näytteenoton kohdealueet. Näytteenotto ja näytteiden käsittely Näytteenotto suunniteltiin toteutettavaksi pohjamoreeninäytteenottona GM-50-kalustolla, noin 16 näytettä/km 2. GM-50-kaluston rikkoontumisen vuoksi pääosaosa näytteistä otettiin kuitenkin Cobralla. Näytteenotto toteutettiin talvella 1997 ja siitä vastasi työnjohtaja Viljo Bäckin ryhmä. Näytepisteiden paikantamiseen maastossa osallistui tutkimusavustaja Juhani Alanen. Näytteenottopisteiden koordinaatit ja näytenumerot on lueteltu osa-alueittain liitteessä 1 ja sijainti peruskartalla liitteissä 3-7. Näytteitä otettiin Mustakorven alueelta 65 kpl, Nyskän alueelta 42 kpl, Leveänkannonmaan alueelta 80 kpl, Murronkulman alueelta 91 kpl ja Taipaleen alueelta 49 kpl, yhteensä 327 näytettä. Näytteiden käsittely sisälsi analyysien tilausvahvistuksessa luetellut vaiheet (liite 2). Kuningasvesiuuttoon ja ICP-tekniikkaan perustuvaan analyysiin (511P ja 521U) valittiin fraktio alle 0,063 mm. Näytteistä otettiin talteen myös karkea fraktio, yli 2 mm, silmämääräistä kivilajitarkastelua varten.

4 Tulokset Analyysitulokset on esitetty osa-alueittain kuvissa 3-8 Ni-Cr-Cu-Zn-pitoisuuksien pylväsdiagrammiesityksenä ja Ni-pitoisuudet pallokarttoina liitteissä 3-7. Lisäksi Mustakorven alueelta on tehty myös Au-Te-As-pylväsdiagrammi (kuva 5). Koko näytteenottoalueen Ni-pitoisuuden vaihtelun hahmottamiseksi on Ni-pitoisuus esitetty myös kaikki näytteet sisältävänä pallokarttana kuvassa 9 ja liitteessä 8. Mustakorpi Mustakorven alueelta otettiin 65 näytettä. Näytteenottosyvyys vaihtelee 0,5-8.3 m (Liite 1). Mustakorven näytteenottoalueen pohjoisosassa ovat Ni- ja Cr-pitoisuudet parissa pisteessä selvästi taustapitoisuuksia korkeammat (kuva 3). Korkein Ni-pitoisuus 174 ppm ja Cr 346 ppm. Anomaalisen alueen lohkare-etsinnässä löydettiin useita gabrolohkareita, mutta ei merkkejä malminmuodostuksesta. Kohonneet Zn-pitoisuudet on tulkittu johtuvan grauvakkaliuskealueella mustaliuskeista. Mustakorpi, 2114 02 Bar Chart 100 Ni ppm Cr ppm Cu ppm Zn ppm 0 0.5 kilometers 1 Kuva 3. Ni-Cr-Cu-Zn-pylväsdiagrammi.

5 Mustakorven alueella on yksi näytepiste, jossa Au-pitoisuus on 185 ppb ja kahdessa muussa pisteessä yli 10 ppb. Au-anomaalisessa pisteessä on myös Te (582 ppb) ja As (884 ppm) selvästi koholla. Te-pitoisuus ylittää 100 ppb myös kahdessa muussa pisteessä. Mustakorpi, 2114 02 Bar Chart 100 Au ppb Te ppb As ppm 0 0.5 1 kilometers Kuva 4. Au-Te-As- pylväsdiagrammi.

6 Nyrskä Nyrskän alueelta otettiin 42 näytettä. Näytteenottosyvyys vaihtelee 0,7-8,1 m (Liite 1). Analyysipitoisuuksissa ei ole merkittävää vaihtelua. Ainoastaan Zn ja Cu pitoisuus kohoaa parissa pisteessä. Korkein Ni-pitoisuus, 115 ppm, liittyy pisteeseen, jossa myös Zn ja Cu ovat koholla, mutta Crpitoisuus alhainen, joten se tuskin liittyy peridotiittiin. Nyrskä, 2114 05 Bar chart 100 0 0.5 1 kilometers Ni ppm Cr ppm Cu ppm Zn ppm Kuva 5. Ni-Cr-Cu-Zn-pylväsdiagrammi.

7 Leveänkannonmaa Leveänkannonmaan osa-alueelta otettiin 80 näytettä. Näytteenottosyvyys vaihteli 0,8-7,3 metriin. Osassa näytepisteitä ei moreenin kivisyyden takia luultavasti päästy kallionpintaan asti. Alueella erottuu selvästi Ni-Cr-anomaalinen piste, jossa Ni on 459 ppm ja Cr 584 ppm. Em. pisteen Znpitoisuus on poikkeuksellisen alhainen. Tarkemmat tutkimukset osoittivat näytteen olevan rapautuneesta peridotiitista. Myöhemmin tätä peridotiittia kutsutaan Ruokosuon peridotiitiksi. Ruokosuon peridotiitin tarkemmat tutkimukset raportoidaan erikseen (Tiainen et.al. 2002). Koreankuusenkankaan itäpuolella on yhdessä pisteessä 272 ppm Cr-pitoisuus ja muissakin lähellä olevissakin pisteissä Cr on anomaalinen, mikä viittaa mafiseen tai ultramafiseen magmatismiin. Mahdollisen Ni-pitoisen intruusion paikantamiseksi pitäisi näytteenottoa laajentaa kaakkoon (SE). Leveänkannonmaa, 2114 05 Bar chart 100 0 0.5 kilometers 1 Ni ppm Cr ppm Cu ppm Zn ppm Kuva 6. Ni-Cr-Cu-Zn-pylväsdiagrammi.

8 Murronkulma Murronkulman alueelta otettiin 80 näytettä. Näytteenottosyvyys vaihteli 1,0-11,5 metriin. Korkein Ni-pitoisuus on 235 ppm, lisäksi useissa pisteissä on yli 100 ppm. Korkeimpaan Ni-pitoisuuteen liittyy myös korkea Zn, 968 ppm, joten anomalia voi johtua serpentiniitti + mustaliuskemuodostumasta, johon Ni-pitoisuuden perusteella liittyy myös Ni-mineralisaation muodostusta. Murronkulman länsipuolella, Mellolasta 1,5 kilometriä NW oleviin anomaalisiin Ni-pisteisiin liittyy selvästi kohonnut Cr ja Cu, mutta hieman alhaisempi Zn. Cr-Ni-pitoisuudet viittaavat ultramafiseen intruusioon, joka Zn-pitoisuuden perusteella esiintyy mustaliuskeiden läheisyydessä. Murronkulma, 2114 05 Bar Chart 100 Ni ppm Cr ppm Cu ppm Zn ppm 0 0.5 1 kilometers Kuva 7. Ni-Cr-Cu-Zn-pylväsdiagrammi.

9 Taipale Taipaleen alue sijoittuu Kylmäkosken kaivoksesta kaakkoon. Näytteenottosyvyys vaihteli 0,7-9,9 metriin. Taipaleen alueelta otettiin 49 näytettä. Moreenin pääkuljetussuunta on Perttunen (1976) ja Perttusen et.al. (1984) mukaan Kylmäkosken alueella on 270-295 ja nuorin kuljetussuunta 255-260. Kylmäkosken kaivosta lähinnä olevat, näytteenottoalueen pohjoisimmat pisteet, ovat noin 0,5 km kaivokselta. Ne ovat kaivoksen suhteen likimain moreeninkuljetussuunnassa, mutta eivät ole kuitenkaan Ni:n suhteen poikkeuksellisen anomaalisia, mikä viittaisi moreenissa melko lyhyen kuljetusmatkaan. Sen sijaan kaivoksesta etelään noin 0,5 km olevissa pisteissä Ni kohoaa 50-100 ppm ja Cr vielä selvemmin, 235 ppm. Näiden pisteiden perusteella voisi tulkita Kylmäkosken kaivoksen S-SW-puolella olevan Matiston (1973) kartalla esitetyn peridotiitin lisäksi sen pohjoispuolella vielä tuntemattoman mafisen-ultramafisen intruusion. Taipaleen alueen korkein Ni-pitoisuus on 198 ppm, Koivurinteen talon S-puolella. Se on kuitenkin yksittäinen piste, eikä sellaisenaan erityisen mielenkiintoinen. Muut lievästi Ni-anomaaliset pisteet ovat Taipaleen näytteenottoalueen SW-reunassa. Taipaleen alueen moreenigeokemian näyttäisi siltä, että näytteenottoaluetta pitäisi laajentaa länteen, erityisesti Kylmäkosken kaivoksen länsipuolelle Mellolan suuntaan, mahdollisen tuntemattoman emäksisen intruusion paikantamiseksi. Taipale, 2114 05 Bar Chart 100 Ni Cr Cu Zn 0 0.5 1 kilometers Kuva 8. Ni-Cr-Cu-Zn-pylväsdiagrammi.

10 Yhteenveto Koko näytteenottoaluetta tarkasteltaessa, nikkelin suhteen mielenkiintoisimpia alueita moreenigeokemian perusteella ovat Leveänkannonmaan Ruokosuon alue ja Murronkulman -Mellolan alue (kuva 9). Ruokosuon kohde on selkeä nikkelinetsintäkohde kohde, johon liittyy korkea Ni-, Cu- ja Crpitoisuus sekä alhainen Zn. Karkean fraktion perusteella voitiin epäillä anomaalisen näytteen olevan rapakalliosta. Maastotarkastuksessa näytteen havaittiin edustavan rapautunutta peridotiittia. Sittemmin Ruokosuon peridotiitin nikkelipotentiaalia arvioitiin kairaamalla (Tiainen et. al. 2002). Kylmakoski, 2114 02, 05 Nikkeli, Ni, ppm 250 to 459 (1) 200 to 250 (1) 150 to 200 (4) 100 to 150 (11) 50 to 100 (41) 0 to 50 (267) Kylmäkosken Ni-Cu-kaivos Honkolan Ni-Cu-mineralisaatio 0 2.5 kilometers 5 Kuva 9. Moreenin Ni-pitoisuuden vaihtelu koko näytteenottoalueella. Murronkulmalla on osassa anomaalisia Ni-pisteitä suhteellisen korkea Zn-pitoisuus. Se viittaa mustaliuskeiden esiintymiseen muodostumassa, mitä voidaan pitää yhdessä mafisen magmatismin kanssa positiivisena merkkinä malminmuodostuksen kannalta. Murronkulmalla tehty lohkareetsintä ei tuottanut tulosta todennäköisesti siksi, että alueella ei ole tehty lohkareita esiin tuovaa maanpinnan muokkausta. Muita mielenkiintoisia kohteita Murronkulman läheisyydessä ovat Mellolan alue sekä Mellolasta luoteeseen (NW) oleva useamman pisteen Ni-anomalia. Nikkelin etsinnän kannalta jatkotutkimukset olisivat tarpeellisia Ruokosuon lisäksi Murronkulman - Mellolan alueella. Murronkulma ja Mellola sijaitsevat Outokumpu Oy:n aiemmin mittaamalla laajalla geofysikaalisen maanpintamittauksen alueella. Emäksisten intruusioiden paikantamiseksi ja alueen rakenteen selvittämiseksi em. geofysikaalisen data vertaaminen nyt esillä olevaan geokemian tietoon olisi erittäin mielenkiintoista. Lisäksi nikkelin etsinnässä käyttökelpoista moreenigeokemian kartoitusta pitäisi laajentaa erityisesti Murronkulman näytteenottoalueen eteläpuolella, Mellolan alueella. Kullan etsinnän kannalta Mustakorven Au-As-Te-anomalia on ympäristöstä mielenkiintoinen. Anomalian selvittäminen olisi mahdollista esimerkiksi tihennetyllä moreenigeokemiallisella näytteenotolla.

11 Liittyy Analyysitilaukset 60458, Mustakorpi 60459, Leveänkannonmaa 60462, Nyrskä 60463, Taipale 60464, Murronkulma

12 Kirjallisuusviitteet Elo, Seppo 1997. Interpretations of the gravity anomaly map of Finland. In: Pesonen, L. J. (ed.) The lithosphere in Finland - a geophysical perspective. Geophysica 33 (1), 51-80. Gaál, Gabor 1985. Nickel metallogeny related to tectonics. In: Papunen, H. & Gorbunov, G. I. (eds.) Nickel-copper deposits of the Baltic Shield and Scandinavian Caledonides. Geological Survey of Finland. Bulletin 333, 143-155. Häkli, T. A.; Vormisto, K. 1985. The Vammala nickel deposit. In: Papunen, H. & Gorbunov, G. I. (eds.) Nickel-copper deposits of the Baltic Shield and Scandinavian Caledonides. Geological Survey of Finland. Bulletin 333, 273-286. Kilpeläinen, Timo 1998. Evolution and 3D modelling of structural and metamorphic patterns of the Palaeoproterozoic crust in the Tampere-Vammala area, southern Finland. Geological Survey of Finland. Bulletin 397. 124 p. + 2 app. Korsman, K. (ed.); Koistinen, T. (ed.); Kohonen, J. (ed.); Wennerström, M. (ed.); Ekdahl, E. (ed.); Honkamo, M. (ed.); Idman, H. (ed.); Pekkala, Y. (ed.) 1997. Suomen kallioperäkartta = Berggrundskarta över Finland = Bedrock map of Finland 1:1 000 000. Espoo: Geologian tutkimuskeskus. Papunen, H. 1985. The Kylmäkoski nickel-copper deposit. In: Papunen, H. & Gorbunov, G. I. (eds.) Nickel-copper deposits of the Baltic Shield and Scandinavian Caledonides. Geological Survey of Finland. Bulletin 333, 264-273. Peltonen, P. 1993. Magma-country rock interaction and the genesis of Ni-Cu deposits in the Vammala Ni-belt, SW Finland. In: IAGOD International Symposium on Mineralization Related to Mafic and Ultramafic Rocks with a special session on Alkaline and carbonatitic magmatism and associated mineralization, Orléans, France, 1-3 September, 1993. Terra abstracts. Abstract supplement no.3 to Terra nova, vol. 5, 42.. Peltonen, P. 1995a. Petrogenesis of ultramafic rocks in the Vammala Nickel Belt : implications for crustal evolution of the early Proterozoic Svecofennian arc terrane. Lithos 34 (4), 253-274.. Peltonen, Petri 1995b. Petrology, geochemistry and mineralogy of ultramafic rocks and associated Ni-Cu deposits in the Vammala Ni-Belt, southwestern Finland. Espoo: Geological Survey of Finland. 100 p. Perttunen, Marjatta 1976. Toijala. Suomen geologinen kartta 1:100 000 : maaperäkartta lehti 2114. Perttunen, Marjatta; Stén, Carl-Göran; Hyyppä, Juho; Grönlund, Tuulikki 1984. Toijalan karttaalueen maaperä. Summary: Quaternary deposits in the Toijala map-sheet area. Suomen geologinen kartta 1:100 000 : maaperäkarttojen selitykset 2114. 61 p. Puustinen, Kauko; Saltikoff, Boris; Tontti, Mikko 1995. Distribution and metallogenic types of nickel deposits in Finland. Geologian tutkimuskeskus. Tutkimusraportti 132. 38 p.

13 Puustinen, Kauko; Saltikoff, Boris; Tontti, Mikko 2000. Suomen malmiesiintymäkartta = Malmförekomstkarta över Finland = Metallic mineral deposits map of Finland 1:1 000 000. Espoo: Geologian tutkimuskeskus. Saltikoff, Boris; Puustinen, Kauko; Tontti, Mikko 2000. Suomen metallimalmiesiintymät : saatteeksi Suomen malmiesiintymäkarttaan. Abstract: Metallic mineral deposits of Finland : explanatory remarks to the Mineral deposits map of Finland. Geologian tutkimuskeskus. Opas 49. 29 p. + 2 app. Tiainen, Markku; Lahtinen, Raimo; Salminen Reijo 1991. Similarity analysis applied to till geochemical data from southwest Finland geochemical signatures of Vammala and Kylmäkoski nickel deposits. Trans of the inst. of IMM Sec B, Vol 100, B209-215. Tiainen, Markku; Valli, Tuire; Elo, Seppo 1999. Integration of regional gravity and aeromagnetic data in the exploration of peridotite hosted nickel deposits. In: Gunn, P. & Vironmäki, J. (convs.) Airborne geophysics in resource exploration : program for EAGE conference workshop, 5 June 1999, Helsinki, Finland. Helsinki: EAGE, 2 p. Tiainen, Markku, Valli Tuire, Ranta-aho, Susanna 2002. Nikkelimalmitutkimukset, Urjalan kunnassa Ruokosuon kohteessa 1997 1999. Geologian tutkimuskeskus, arkistoraportti, M 19/2114/2002/2/10.

Liiteluettelo Liite 1. Moreeninäytteenottopisteet, koordinaattilistaus. Liite 2. Näytteiden käsittely, tilausvahvistuksen mukaan. Liite 3. Mustakorven moreeninäytteenottopisteiden sijainti ja näytteiden Ni-pitoisuus. Liite 4. Nyrskän moreeninäytteenottopisteiden sijainti ja näytteiden Ni-pitoisuus. Liite 5. Leveäkannonmaan moreeninäytteenottopisteiden sijainti ja näytteiden Ni-pitoisuus. Liite 6. Murronkulman moreeninäytteenottopisteiden sijainti ja näytteiden Ni-pitoisuus. Liite 7. Taipaleen moreeninäytteenottopisteiden sijainti ja näytteiden Ni-pitoisuus. Liite 8. Koko näytteenottoalue, Ni-pitoisuuden vaihtelu pallokarttana. 14