- HNNMHPS 0 outokumpu mining J. Lahtinen 4.1.1994 020/25,35,36,45/JJL/89 POHJOIS-SUOMEN KERROSINTRUUSIOIDEN MALMINETSINTA- JA GEOLOGISEN TUTKIMUKSEN HISTORIAA Jakelu OKME 1 kpl '. 3tl9 Käsillä oleva raportti on alunperin tehty Suomessa v. 1989 pidetyn platinasymposion (5th International Platinum Symposium, Otaniemi 1-3 August, 1989, IAGOD) ekskursioopasta varten. Allekirjoittanut lähetti kirjoituksen tällaisenaan Heikki Papuselle englanniksi kääntämistä varten. Jostain syystä tätä ei kuitenkaan saatu ajoissa valmiiksi eikä näin ollen tullut julkaistua. Koska asiassa on tehty melkoinen työ, katsoi allekirjoittanut, että se on syytä tallentaa mahdollista tulevaa käyttöä varten 0KME:n sisäiseksi raportiksi. Kirjoitus perustuu vanhempien asioiden osalta pääasiassa julkaistuun tietoon sekä julkaisemattomiin sisäisiin (pääasiassa OKME:n, mutta osin myös Rautaruukki Oy:n ja GTK:n) raportteihin, mutta jossain määrin myös haastatteluihin. Uudempien tapahtumien osalta raportti perustuu suuremmassa määrin allekirjoitaneen ja kollegoiden kokemuksiin, joille kuitenkin löytyy myös kirjoitettua faktaa, mm. Lapin Malmin platinaprojektin raporteista. Rovaniemi 4.1.1994 Avainsanat: Kerrosintruusio, PGE, platina, nikkeli, kupari, kromi, vanadiini, varhaisproterotsooinen, Pohjois-Suomi
- -Lahtinen 4.1.1994 SISALLYS () outokurnpu mining sivu Kerrosintruusioiden löytöhistoriaa 1 Kemin kromiittiesiintyman löytö 4 Tornion-Näränkävaaran vyöhykkeen kerrosintruusioihin liittyvät malminetsinnät v. 1960-1971 5 Nikkeli-kuparietsinnät Koillismaalla v. 1960-1967 5 Vanadiinietsinnat Koillismaalla v. 1961-1971 7 Outokumpu Oy:n etsintatyöt Penikkain intruusiolla 1960 - luvun alussa 8 Outokumpu Oy:n nikkeli-kuparietsinnat Portimon alueella v. 1962-1971 9 Platinametallitutkimukset 1960-70 luvun taitteessa 10 Geologian tutkimuskeskuksen malmitutkimukset Koitelaisella 1969 lähtien 11 Koillismaan tutkimusprojekti v. 1971-1976 12 Tutkimukset kerrosintruusioiden ikasuhteista 13 Outokumpu Oy:n malmitutkimukset Portimon alueella v. 1973-1978 14 Tornion-Narankavaaran kerrosintruusiovyöhykkeeseen liittyvät PGE-etsinnät v. 1980 lähtien 16 Tornion-Naränkävaaran vyöhykkeen kerrosintruusioihin liittyvä perustutkimus 1980 - luvulla 19 Eräiden PGE-malmityyppien tutkimushistoriaa 21 Ala-Penikan ja Paasivaaran PGE-mineralisoituneet vyöhykkeet 21 Sompujärvi-mineralisaatio 23 Konttijarvi 24 Offset-tyyppi 25 Siika-Kamä-mineralisaatio 26 Rytikangas-mineralisaatio 27 REFERENCES
POHJOIS-SUOMEN KERROSINTRUUSIOIDEN MALMINETSINTÄ- JA GEOLOGISEN TUTKIMUKSEN HISTORIAA Varhaisimmat julkaistut tutkimukset Pohjois-Suomen kerrosintruusioiden alueelta tulevat yli 100 vuoden takaa. Suomalainen maanmittari ja kartoittaja I.J. Inberg julkaisi v. 1876 ensimmäisen yhtenäisen Pohjois-Pohjanmaan geologiaa koskevan kirjoituksen, jonka liitekarttaan Penikkain kerrosintruusio on merkitty serpentiinikiveksi. Kivien petrograafista selvitystä ei tutkimukseen liity. Koillismaan kerrosintruusiokompleksiin liittyvistä julkaistuista havainnoista varhaisin lienee Sederholmin (1908) tutkimus, jossa hän pitää alueen emäksisiä kiviä vähäisemmän muuttuneisuutensa vuoksi ympäristönsä liuskeita nuorempina muodostumina. Sama tulkinta toistui useimmissa myöhemmissäkin tutkimuksissa ja vasta 1970-luvun alussa, Oulun yliopiston geologian laitoksella toimineen Koillismaan tutkimusprojektin tutkimukset sekä Geologian tutkimuskeskuksen suorittamat radiometriset iänmaaritykset muuttivat käsityksen päinvastaiseksi.
Vuonna 1914 julkaisi Hackman selitykset Suomen geologisen yleiskartan 1 : 400 000 karttalehdille Rovaniemi C6, Tornio B5 ja Ylitornio B6. Hänen mukaansa Penikkain kivet kuuluvat jatulisten metabasiittien ryhmaan. Samasta Hackmanin karttalehtityöstä löytyvät myös ensimmäiset havainnot Portimon alueen intruusiolohkoista, jotka niinikään oli luettu jatulisten metabasiittien ryhmaan. Perä-Pohjan alueen sedimenttien stratigrafiaa ja tektoniikkaa käsittelevässä tutkimuksessaan Hausen (1936) lukee 'Kivalogabrot', joiksi hän kutsuu Penikkain intruusion kiviä, luonteeltaan plutonisiksi postkinemaattisiksi kiviksi. Koitelaisen kerrosintruusio satelliitteineen on ensimmäistä kertaa pääosiltaan kuvattu Mikkolan (1941) geologisen yleiskartan selityksessa. Varhaisimmat suhteellisen tarkat Kemin - Penikkain alueen kallioperää käsittelevät kuvaukset ilmestyivät v. 1949 Hiirmeen ja Mikkolan väitöskirjoissa. Härme nimesi emäksisen kompleksin anortosiittiserpentiinisarjaksi ja piti sitä itsenäisenä differentioituneena kerrosjuonena. Myöhemmin ilmestyneessä Suomen Geologisen 1 : 400 000 yleiskartan C5 - B5 Oulu - Tornio selityksessä (Enkovaara et al., 1953) Kemin ja Penikkain kuvaus on Harmeen väitöskirjan mukainen.
2.6.1989 Samassa Oulu - Tornio karttalehdessä esitetään myös suhteellisen tarkasti Koillismaan emäksisten syvakivien sijainti. Näitä kivilajeja nimitetään tässä työssä Syöte-tyyppisiksi gabroiksi tai diabaaseiksi (metagabros and dike diabases of the type of Syöte) ja ne rinnastetaan Kemin - Penikkain alueen emaksisiin syvakiviin. Molempien alueiden emaksisten syvakivien todetaan olevan nuorempia kuin karjalainen poimutus. Närankavaaran intruusio löytyy kartoitettuna Matiston (1958) julkaisemalta geologiselta yleiskartalta D5. Ensimmäisen yksityiskohtaisen kuvauksen siitä antaa 0. Auranen 1969. Tähän mennessä tunnetuista kerrosintruusioista pisimpään piilossa pysynyt on Tornion intruusio, jonka pääosa sijoittuu Ruotsin puolelle, missä sitä kutsutaan Kukkolan intruusioksi. Ainoan Suomen puoleisen paljastuman tunnisti kerrosintruusiokiviksi Outokumpu Oy:n Malminetsinnän geologi Jouni Reino v. 1977, Lohkareviitteiden perusteella Outokumpu Oy:n suorittamissa kromiittietsinnöissä Osmo Inkinen ja Krister Söderholm (Söderholm & Inkinen, 1982) kairauksin tutkivat pääosan intruusion Suomen puoleista osaa, jolloin intruusion raamit saatiin selvitetyksi.
Tiettävästi ensimmäiset Pohjois-Suomen kerrosintruusioihin liittyvät malminetsintätyöt käynnistyivät v. 1957 Otanmäki Oy:n (myöhemmin Rautaruukki Oy) toimesta Koillismaalla Porttivaaran intruusiolohkolla kansannäytteen perusteella. Tutkimukset keskeytyivät v. 1958, vaikka ne myöhemmin monivaiheisten tutkimusten jälkeen johtivatkin Mustavaaran vanadiiniesiintymän löytymiseen. Vuoteen 1959 mennessä ei vielä oltu julkaistu eikä ilmeisesti kehitettykään geologisia malleja Pohjois- Suomen kerrosintruusioihin liittyvistä malmimahdollisuuksista. Tutkijoilla ja malminetsijöillä ei tiettävästi ollut mitään erityisiä malmiodotuksia kerrosintruusioiden suhteen. Kesäkuun 30. paivana v. 1959 toimitti sukeltaja Martti Matilainen Geologian tutkimuskeskuksen geologille Pentti Ervamaalle tutkittavaksi kromiittirikkaan näytteen Elijärven alueelta, jonkin verran nykyisen kaivoksen lounaispuolelta. Geologian tutkimuskeskuksen työt, joista keskeinen osa oli painovoimamittauksilla, edistyivät nopeasti ja ensimmäinen kairareikä marraskuun 5. paivana v. 1959 lävisti kromiittimalmia 20 m:n paksuudelta. Geologi Valto Veltheimin johdolla oli kevääseen
1960 mennessä kairauksin tutkittu jo 3 km:n mittainen osa kromiittiesiintymästä. Malmiesiintyman tutkimuksia kuvaavassa Kahman et al. (1962) julkaisussa on Kemin intruusiota ensimmäisen kerran verrattu myös Bushveld-kompleksiin. Toukokuun 30 päivänä 1960 kromimalmin jatkotutkimukset siirtyivät Outokummun hoitoon. Vaikka suhteellisesti kromiköyhan malmin rikastuksellisten ja metallurgisten ongelmien ratkaiseminen oli vielä kesken, teki Outokumpu 33 milj. malmitonnin varaan vuoden 1964 lopulla kromikaivoksen perustamispaapäätöksen. 3 TORNION - NÄmNmVAARAN VYOHYKKEEN KERROSINTRWSIOIHIN LIITTYVÄT MALMIN- / ETSINNÄT V. 1960-1971 3.1 Nikkeli-kuparietsinnät Koillismaalla v. 1960-1967 Kemin kromimalmitutkimusten siirryttyä Outokumpu Oy:lle suuntasi Geologian tutkimuskeskus huomionsa Koillismaan alueelle, jolta aikaisempien yleiskartoitusten perusteella tunnettin gabrokivilajeja. Työmaan vetäjänä toimi geologi Pentti Ervamaa. Kesinä 1960 ja 1961 suoritettujen tutkimusten
tarkoituksena oli saada selvyyttä intruusiolohkoihin liittyvistä malmimahdollisuuksista kromin, titaanin, vanadiinin, sekä eräiden lohkareviitteiden perusteella myös kuparin ja nikkelin osalta. Tutkimusvaiheen merkittävin malminetsinnallinen tulos 011 platinametallipitoisen Cu-Ni-mineralisaation löytyminen Kuusijarven intruusiolohkon alemmasta kontaktivyöhykkeesta. Tässä vaiheessa tehtiin myös ensimmäiset PGE-analyysit parhaan paljastumanaytteen sisaltaessa Pt 0,36 g/tn, Pd 1,26 g/tn, Rh 0,03 g/tn ja Au 0,44 g/tn seka Ni 0,80 % ja Cu 0,85 %. Kromimalmimahdollisuudet voitiin viitteiden täydellisen puuttumisen vuoksi todeta vaatimattomiksi. Vanadiinipitoisen titaanirautamalmityypin tutkimus jäi vähälle, koska mittavimpien etsintatöiden katsottiin vaativan aerogeofysikaalisia mittauksia. Ne toteutti myöhemmin Otanmaki Oy. Geologian tutkimuskeskuksen luovutettua tutkimusmateriaalinsa Outokumpu Oy:lle, yhtiö jatkoi kupari-nikkelitutkimuksia geologi Jorma Kujanpaan johdolla. Viiden vuoden aikana selvitettiin reunavyöhykemineralisaatiota Kuusijarvella 8,s km:n ja Porttivaarassa 8,6 km:n matkalla. Työ käsitti geofysikaalisia mittauksia, runsaasti kallioperakartoitusta seka mittavat syvakairaukset.
Vuoteen 1967 mennessä oli Kuusijarvelta inventoitu +100-tasolle 52,2 milj. tn kiveä, jossa oli kuparia 0,15 % ja nikkelia- 0,09 %. Vastaavat luvut Porttivaarassa olivat 69 milj. tn, jossa kuparia 0,20 % ja nikkeliä O,11 %. Viimeisenä tutkimusvaiheena suoritti Outokumpu Oy Pentti Vannisen johdolla v. 1967 siirrettavaa koerikastamoa käyttäen molemmista malmeista louhosmittakaavaiset rikastuskokeet. Kokonaisuutena Koillismaan intruusiokompleksin reunasarjaan liittyvä mineralisaatio osoittautui siinä määrin kupari- ja nikkeliköyhaksi, että tutkimukset aiheilla lopetettiin v. 1967. 3.2, Vanadiinietsinnat Koillismaalla v. 1961-1971 Kuten jo aiemmin on mainittu, keskeytyivat Otanmaki Oy:n Koillismaalla v. 1957 aloittamat vanadiini- tutkimukset seuraavana vuonna. Uusi tutkimusvaihe alkoi v. 1961, jolloin geologi Väinö Makkosen johdolla suoritetut kenttätyöt suunnattiin matalalentomittausten ja uusien kansannäytteiden perusteella Mustavaaraan. Mustavaaran esiintyma inventoitiin vuosina 1967-1971 ja
päätös kaivoksen avaamisesta tehtiin Rautaruukki Oy:ssä v. 1971. Vanadiinituotanto alkoi v. 1976, mutta toimintaedellytysten heikennyttyä tuotanto jouduttiin lopettamaan vuonna 1985. - 3.3 Outokumpu Oy:n etsintätyöt Penikkain intruusiolla 1960-luvun alussa Outokummun Penikkain alueen tutkimusten lähtökohtana oli pyrkimys löytää intruusiolta Kemin tyyppinen kromimalmi. Näitä etsintöjä johti geologi Jorma Kujanpää, ja ne käsittivät perusteellisen kallioperäkartoitustyön, laajat magneettiset ja painovoimamittaukset sekä 13 reiän kairausohjelman Sompujärven alueella. Tutkimusten tuloksena löytyivät intruusion alaosiin liittyvät ohuet kromitiittikerrokset, jotka kuitenkin todettiin subekonomisiksi. Kromietsintöjen sivutuloksena valmistuivat Esko Mälkin (1964) gradutyö ja Jorma Kujanpäan (1964) lisensiaattityö, joissa molemmissa Penikkain intruusio rinnastettiin Stillwater-kompleksiin. Tässä tutkimusvaiheessa tehtiin myös ensimmäiset havainnot Ala-Penikan ja Paasivaaran mineralisaatioista. Outokumpu Oy:n lohkare-etsijänä toiminut Tuomas Heikkilä löysi Paasivaaran ja Ala-Penikan alueilta v. 1960 sulfidipirotteisia gabropaljastumia. Alueilla suoritettiin detaljikartoitus ja
Ala-Penikalle kairattiin v. 1965 2 reikää. Koska Cu- ja Ni-pitoisuus sulfidimineralisaatioissa osoittautui alhaiseksi ja toisaalta platinametallipitoisuuksia ei tutkittu, jäivät aiheet sillä erää pitemmälle selvittämättä. Outokumpu Oy:n nikkeli-kuparietsinnat /-- Portimon alueella v. 1962-1971 Penikkain tutkimusten jatkona otettiin Outokumpu Oy:ssä myös Portimon alueen malmimahdollisuuksien selvittäminen ohjelmaan. Työt alkoivat kesäkuussa 1962 Jorma Kujanpään johdolla. Ensimmäisenä kesänä löytyi Kilvenjärven - Kuohungin sekä Suhangon alueelta runsaasti gabro- ja peridotiittipaljastumia. Syksyllä 1963 ja keväällä 1964 löysi maanviljelijä Uuno Lohela Suhangon alueelta Cu-Ni-lohkareita, jotka hän toimitti Outokumpu Oy:öön tutkittavaksi. Näiden lohkareiden perusteella käynnistettiin alueella geologi Pauli Isokankaan johdolla laajamittaiset etsintatyöt. Näitä töitä suoritettiin aluksi Cu-Ni-lohkareiden oletetulla lähtöpaikalla sekä analogiaperustein myös muualla Suhangon ja Konttijärven alueilla.
Loppuvuodesta 1964 paikannettiin geofyysikko Matti Laurilan johdolla Yli-Portimojarven itarannalla johdevyöhyke, joka korreloi hyvin lohkarehavaintojen kanssa ja vuoden 1965 alussa aloitettujen syväkairausten ensimmäisella reiällä (YP-1) lavistettiin 3,40 m malmia, jonka pitoisuudet olivat: Cu 0,77 %, Ni 0,53 % ja S 2,l % seka 0,59 g/tn Pt ja 0,84 g/tn Pd. Platinamahdollisuudet siis noteerattiin, mutta jatkossa niitä ei enaa juuri analysoitu. Vuosien 1965-71 välisenä aikana kohdistettiin Suhangon alueelle voimakas etsintapanos laajoine geofysikaalisine mittauksineen ja mittavine kairauksineen. Etsintöjen tuloksena löydetyt magneettikiisuvaltaiset sulfidiesiintymat eivät kuitenkaan osoittautuneet taloudellisesti hyödyntamiskelpoisiksi.. - 4 PLATINAMETALLITUTKIMUKSET 1960-70 LUVUN TAITTEESSA Platinatutkimusten pioneeri Outokumpu Oy:ssä on ollut mineralogi Yrjö Vuorelainen. Kun näkemys kerrosintruusioiden mineralisaatioihin liittyvistä platinamahdollisuuksista alkoi 1970-luvun alkupuolen tutkimuksissa herätä, olivat mineralogiset tutkimukset platina-analytiikan puutteiden vuoksi
usein ainoa tapa tutkia esiintymien platinakriitti- syyttä. Vuorelaisen mineralogisten tutkimusten paakohteina olivat Suhangon ja Konttijarven alueiden reunasarjamineralisaatiot seka Koillismaan alakontaktivyöhykkeen PGE-pitoiset Cu-Ni-mineralisaatiot, joista hän identifioi useita PGE-mineraalispesieksia. Vuorelaisen jäätyä eläkkeelle v. 1974 hänen työnsä jatkajaksi tuli Esko Hänninen. 5 GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUKSEN MALMI- TUTKIMUKSET KOITELAISELLA 1969 LAHTIEN Malmitutkimusten alkuvaiheessa v. 1969 geologi Tapani Mutanen - löysi Koitelaiselta ensimmäiset viitteet platinametallipitoisuuksista sulfidipirot- teisissa kivissä. 1970-luvulla työt keskittyivät intruusion kerrossarjan ylaosien vanadiiniaiheisiin sekä niiden etsintöjen yhteydessä löytyneen erikoisen ylakromitiitin tutkimuksiin (Mutanen, 1981). Intruusion alaosiin liittyvien sulfidi- ja kromiittimineralisaatioiden selvittämiset seka varsinaiset platinatutkimukset tulivat kuvaan 1980-luvulla.
6 KOILLISMAAN TUTKIMUSPROJEKTI V. 1971-1976 Oulun yliopiston geologian laitoksella v. 1971 toimintansa aloittanut Kauppa- ja teollisuusministeriön rahoittama Koillismaan tutkimusprojekti oli ensimmainen Suomessa toteutettu malminetsintää palvelemaan suunnattu tieteellinen kerrosintruusioihin liittyvä tutkimushanke. Vuoteen 1976 asti kestäneen projektin tutkimuskohteena oli Koillismaan kerrosintruusiokompleksi. Sen johtajana toimi prof. Juhani Seitsaari kuolemaansa asti, jonka jälkeen johtoon siirtyi aiemmin tutkimusjohtajana toiminut apul.prof. Tauno Piirainen. Päägeologina toimi Rauno Hugg. Projekti suoritti toimintansa aikana Koillismaalla laajoja geologisia ja geofysikaalisia tutkimuksia. Sen lisäksi, että projekti oli yliopistollisen opetuksen ja tutkimuksen kannalta tärkeä, oli se myös alku modernille kerrosintruusiotutkimukselle Suomessa. Oikeanlainen käsitys kerrosintruusioista sekä kansainvälinen kerrosintruusioterminologia vakiintuivat projektin tutkimusten myötä Suomessa. Eräänä päätuloksena myöhemmin seuranneiden platinatutkimusten kannalta oli projektin toiminnan aikana aloitettu ja v. 1982 valmistunut Tuomo Alapietin väitöskirjatyö, joka on ensimmainen perusteellinen kansainvälisen terminologian mukainen kerrosintruu-
siotutkimus Suomessa. 7 TUTKIMUKSET KERROSINTRUUSIOIDEN IKASUHTEISTA Kuten jo historiikin alussa mainittiin, tulkitsi Sederholm vuosisadan alussa Koillismaan emaksiset intrusiivikivet niiden vähäisemmän metamorfoitumisen johdosta kyseisen alueen karjalaisia liuskeita nuoremmiksi kivilajeiksi. Tämä käsitys oli yleisesti vallalla aina 1960-luvun loppupuolelle saakka, ja niistä käytettiin sen vuoksi usein nimitystä Syöte-tyyppiset diabaasit. Piirainen et al. (1974) tulkitsivat sen sijaan näiden kivilajien, joita he nimittävät Syöte - Narankavaaran vyöhykkeen emaksisiksi kerrosintruu- sioiksi, seka ns. Kemi - Suhanko-vyöhykkeen vastaavien kivilajien olevan 2.1-2.2 miljardin vuoden ikäisiä. Lisäksi he tulkitsivat niiden edustavan Svekokarjalaisen orogenian ns. initiaalia magmatismia (initial magmatism), eli toisin sanoen ne olisivat aikaisempiin tulkintoihin verrattuna huomattavasti vanhempia, ja olisivat näin ollen läpikäyneet Svekokarjalaisen orogenian.
Vähän myöhemmin tohtori Olavi Kouvon (1976) Koillismaa-projektin näytteiden zirkonista U-Pb-menetelmälla tekemät määritykset antoivat näiden kivilajien iäksi 2 440 milj. vuotta, eli ne osoittautuivat vieläkin vanhemmiksi kuin Piirainen et al. olivat olettaneet. Ikämäärityksiä on sen jalkeen tehty lukuisista Pohjois-Suomen kerrosintruusioista ja näissä maarityksissä on käytetty useita eri menetelmiä. Ne ovat kaikki antaneet hyvin yhdenmukaisen tuloksen, ikien vaihdellessa 2 425:sta 2 450:een, keskiarvon ollessa noin 2 440 milj. vuotta. Näillä tuloksilla on ollut hyvin suuri yleisgeologinen seka myös malminetsinnällinen merkitys. 8 OUTOKUMPU OY:N MALMITUTKIMUKSET PORTIMON ALUEELLA V. 1973-1978 Uusi luku Portimon kerrosintruusioiden malmitutkimuksissa alkoi 19.7.1973, kun herra Oiva Lukkari toimitti Outokumpu Oy:n tutkittavaksi Kuohungista löytämänsä kuparikiisurikkaan kiillegneissinaytteen, joka edusti alueella siihen asti tuntematonta malmityyppia, eli myöhemmin kuvattavaa offset-mineralisaatiota. Kenttätyöt Kuohungissa käynnistyivät nopeasti geologi Osmo Inkisen johdolla. Vaikka itse Kuohungin aihe osoittautuikin useampien tutkimusvaiheiden jalkeen pettymykseksi, käynnistyi siitä
mittava työmaa vuosiksi 1974-1978 laajalle alueelle, joka ulottui Konttijärvelta lännessä aina Siika- Kamaän idässä. Tutkimusten vetäjänä toimi geologi Jouni Reino, geofyysikkona toimi aluksi Matti Laurila, myöhemmin Timo Rekola, sekä geokemistina aluksi Vesa Peuraniemi ja myöhemmin Erkki Ilvonen. Tutkimukset käsittivät laajoja uudelleenkartoituksia, alueen geofysikaalisen matalalentomittauksen, sähköisiä ja magneettisia maastomittauksia seka myös ensimmaistä kertaa Suomen kerrosintruusioiden malminetsinnassä laajamittaisen ja tehokkaan geokemian moreeninaytteenoton soveltamisen geokemialliseen malminetsintatyöhön. Kairauksia suoritettiin useilla kohteilla. Tutkimusvaiheen malminetsinnällisista tuloksista mainittakoon Suhangon intruusiolohkon Vaaralammen (n. 6-10 milj. tn malmia, jossa Cu + Ni 0,5-0,6%), ja Niittylammen Ni-Cu-esiintymien löytyminen seka offset-tyyppisten Lihalammen ja Kilvenlatvalammen mineralisaatioiden löytyminen. Myös platina-aiheita pyrittiin tuolloin selvittämään satunnaisanalyysien seka malmimikroskopian avulla. Analytiikan puutteet seka määrän että laadun suhteen eivät kuitenkaan tuolloin mahdollistaneet mittavia tutkimuksia, vaan jopa suorastaan estivät merkittävien aiheiden löytymisen. Tästä tutkimusvaiheesta jäi kuitenkin perinnöksi hyvä geologinen, geofysikaalinen ja
2.6.1989 geokemiallinen materiaali tulevia PGE-etsintöjä varten. TORNION - NÄRÄNKÄVAARAN KERROSINTRUUSIO- V. 1980 LÄHTIEN Kesällä 1980 autoilija Arvo Hämeenniemi toimitti Outokumpu Oy:lle tutkittavaksi runsaasti sulfideja ja merkittäviä PGE-pitoisuuksia sisältävän lohkarenäytteen Koillismaan Kuusijärveltä. Aiheen kenttätutkimukset tulivat geologi Jarmo Lahtisen hoidettavaksi. Koska platina-analytiikka oli vastikään saatu kehitettyä riittävän tehokkaaksi, oli mahdollisuudet mittavampaan platinanetsintään yhtiössä luotu. Tutkimusten myötä tämä Koillismaan intruusiokompleksin reunasarjaan liittyvä Cu-Ni-mineralisaatio tuli tutkituksi myös platinametallien osalta, osoittautuen kuitenkin vain vähaisiä PGEpitoisuuksia sisältäväksi esiintymäksi. Outokumpu Oy:n platinanetsintäprojektin lähtökohtana voidaan pitää kesäkuussa 1981 pienellä geologiryhmällä suoritettua kerrosintruusioekskursiota Penikkain, Koillismaan, Portimon ja Koitelaisen alueella. Ekskursiolle osallistuivat Tapani Mutanen (GTK), Tuomo Alapieti (Oulun yliopisto), Pertti Hautala, Jouni Reino ja Jarmo Lahtinen (Outokumpu Oy)
Bushveldin ja Stillwaterin kompleksien kanssa analogisen kerrosintruusiovyöhykkeen platinakriittisyys oivallettiin ja samalla pystyttiin hahmottamaan ne toimenpiteet, joilla Outokumpu Oy:n platinatutkimuksissa tulisi aluksi edetä. Suorien malminetsintatoimien tueksi katsottiin tarpeelliseksi saada kerrosintruusioista myös uutta perustutkimuksellista tietoa. Konkreettisista etsintatoimista vastasi Jarmo Lahtinen läheisessä yhteistyössä Tuomo Alapietin seka Outokumpu Oy:n Geoanalyyttisen laboratorion kanssa. Jo vuoden 1981 aikana saatiin Penikkain APja PV-mineralisaation seka Portimon kompleksin Konttijarvi- ja Siika-Käma-mineralisaation PGEpotentiaali selvästi osoitettua. Virallisesti platinaetsintaprojekti alkoi vuoden 1982 alusta, jolloin Pohjois-Suomen malminetsintakuvioissa tapahtui myös organisatoorisia muutoksia. Tällöin perustettiin Lapin Malmi, joka Rautaruukki Oy:n ja Outokumpu Oy:n yhteistoimintaorganisaationa otti hoitaakseen molempien yhtiöiden koko Pohjois- Suomen etsintäoperaatiot, siis myös platinaprojektin. Rautaruukin lopetettua kokonaan malminetsintatoimensa vuoden 1986 alusta lähtien on Lapin Malmi ollut Outokumpu Oy:n yksinään omistama organisaatio.
Projektipaallikköna ja -geologina on ollut koko ajan Jarmo Lahtinen. Vuosina 1983-1987 on toisena geologina toiminut Erkki Korvuo. Geokemistinä on toiminut Erkki Ilvonen Sa geofyysikkona aluksi Timo Rekola, myöhemmin Eero Sandgren. Platinaprojektin kanssa kiinteässä yhteistyössä erityisesti PGE-mineralogiassa on toiminut yhtiön Geoanalyyttisen laboratorion tutkijakunta - Pertti Hautala, Pentti Sotka ja Esko Hanninen. Geologisissa kenttätutkimuksissa ovat suuren työpanoksen tehneet kenttaapulaiset Markku Iljina, Tapio Halkoaho, Timo Huhtelin, Pekka Tuukki, Jouni Vuollo ja Juha Nykanen. ~rojektiteknikkona on vuodesta 1987 alkaen toiminut Lasse Nousiainen. Lapin Malmin paallikkönä, jonka alaisuuteen myös platinaprojekti kuului, toimi aluksi Kari Airas ja v. 1986 lähtien Juhani Nuutilainen. PGE-projektin suhteellisen nopea edistyminen on osaltaan johtunut käytettävissä olleesta hyvästä PGE- ja XRF-analytiikasta. Alkuvaiheen analyysit tehtiin Rautaruukki Oy:n keskuslaboratoriossa Erkki Ojaniemen johdolla. V. 1987 siirryttiin analytiikan osalta Outokumpu Oy:n Geoanalyyttiseen laboratorioon. Platinaetsinnat ovat keskittyneet Penikkain ja Por- timon kerrosintruusioille, mutta myös Kemin intruu- sion ja Koillismaan kompleksin PGE-potentiaalia on
selvitetty pienemmällä panostuksella. Merkittävistä PGE-mineralisaatiotyypeista Lapin Malmin aikana löytyivät v. 1982 SJ (Penikat) ja offsetit (Portimo, Narkauksen intruusio) seka v. 1986 Rytikangastyyppi (Portimo, Suhangon lohko). Tähän mennessä pisimmälle tutkittuja aiheita ovat Kilvenjärvi (offset-tyyppi) ja Konttijarvi, joiden varsinaiset inventointitutkimukset ja feasibility study on suoritettu Outokumpu Oy:n kaivosteknisessä toimistossa geologi Jouni Reinon johdolla. SJ-mineralisaatiolla Sompujarven lohkon pohjoisosassa (Kirakkajuppura) on suoritettu SJ-tyypin pienehkö koelouhinta. 10 TORNION - NÄRÄNUVAARAN VYOHYKKEEN KERROS- INTRUUSIOIHIN LIITTYVÄ PERUSTUTKIMUS 1980-LWULLA Tornion - Narankavaaran vyöhykkeen perustutkimuksesta on vastannut tri Tuomo Alapieti Oulun yliopiston geologian laitokselta, aluksi yksin ja vuodesta 1987 lähtien johtamansa ja Kauppa- ja teollisuusministeriön rahoittaman tutkimusprojektin, ns. Perapohjan platinaprojektin kanssa. Työt ovat tapahtuneet erittäin tiiviissä yhteistyössä Lapin Malmin platinaprojektin kanssa, ja näillä tutkimuksilla on ollut selvä malminetsintää palveleva rooli.
Tutkimukset aloitettiin Penikkain intruusiolla. Ensimmäisenä tavoitteena oli yleisgeologisen ja yleisstratigrafisen kuvan luominen. Tämän työn olennaiset tulokset on esitetty Alapietin (1984) ja Lahtisen (1986) julkaisuissa. Samaan aikaan tehtiin myös Kemin intruusiota koskevia tutkimuksia (Alapieti et al., painossa, a). Perä-Pohjan platinaprojektin aikana siirryttiin Penikkain osalta aikaisempaa detaljimpiin tutkimuksiin. Tapio Halkoahon Ala-Penikan mineralisaatioita ja Timo Huhtelinin Paasivaaran mineralisaatiota kasittelevat pro gradu-työt valmistuivat v. 1988. Myös kerrossarjan alaosien ultramafisten yksiköiden sekä SJ:n miljöön detaljisemmat tutkimukset ovat meneillään. Portimon intruusiota kasittelevat tutkimukset aloitettiin v. 1986 yhteistyössä Lapin Malmin kanssa. Tutkimus käsitti Suhangon - Konttijärven intruusion yleisgeologisen selvityksen sekä malmimineralisaatioiden alustavan kuvauksen (Alapieti et al., 1989). Vuodesta 1987 lähtien on Suhangon - Konttijärven lohkon tutkimuksia jatkettu detaljisemmilla töillä, joista on vastannut geologi Markku Iljina. Narkauksen kerrosintruusiolohkojen yleisstratigrafian selvityksen aloitti Timo Huhtelin v. 1988. Edellä mainituilla alueilla suoritetuista geofysikaalisista mittauksista on vastannut geofyysikko Jouni Lerssi.
Kaikenkaikkiaan on tällä hetkellä Tornion - Narankavaaran kerrosintruusiovyöhykkeen kaikista osaalueista, Tornion intruusiota lukuunottamatta, olemassa selvitys yleisstratigrafiasta ja PGEpitoisista vyöhykkeista. EMIDEN PGE-MALMITYYPPIEN 7 TUTKIMUSHISTORIAA 11.1 Ala-Penikan ja Paasivaaran PGE-mineralisoituneet vyöhykkeet Lähtökohdan Ala-Penikan ja Paasivaaran tutkimuk- sille muodostivat aiempien kromietsintöjen aikaiset tiedot pirotteisista sulfidimineralisaatioista. Ensimmäisen paljastumanaytteenoton suorittivat Jarmo Lahtinen ja Lasse Nousiainen kesällä 1981 Ala-Penikkavaaran alueella. Kaikki näytteet olivat platinametallipitoisia, ja paras sisälsi 4,5 ppm Pt, 13,6 ppm Pd seka 1,04 ppm Au. Saatu tulos oli riittävä lähtökohta ottaa tämä alue Lapin Malmissa seuraavana vuonna tarkempaan tutkimukseen. Kahden seuraavan kesän aikana saatiin tama ns. AP-mineralisaatiovyöhyke intruusion eteläosissa kartoitettua. Tutkimuksia johti Jarmo Lahtinen ja
maastokartoituksista vastasi kenttäapulaisryhmä Pekka Tuukki ja Tapio Halkoaho. Kairauksia suoritettiin vain Ala-Penikan lohkolla. Stratigrafiassa n. 90 m tämän mineralisoituneen vyöhykkeen yläpuolelta löysivät Pekka Tuukki ja Tapio Halkoaho v. 1983 toisen vyöhykkeen, jota on kutsuttu AP II mineralisaatioksi. Perusteet Paasivaaran mineralisaation PGE-mahdollisuuksien alustavaksi selvittämiseksi olivat täysin samat kuin Ala-Penikan kohdalla. Näytteenoton paljastumilla suorittivat Jarmo Lahtinen, Pertti Hautala ja Lasse Nousiainen syksyllä v. 1981 AP:n ensimmäisten platina-analyysien valmistuttua. Otetuista naytteista paras sisälsi 3,70 ppm Pt, 2,94 ppm Pd, 0,30 ppm Au ja O,11 ppm Rh. Saatu tulos oli riittävä viite mineralisaation tarkemmille ja laajemmille tutkimuksille. Vuosien 1982-84 aikana PV:n sijainti intruusiolla saatiin pääpiirteissään kartoitettua. Kenttätöitä intruusiolla johti Jarmo Lahtinen ja kenttäapulaisina kartoitustöissä ovat toimineet Jouni Vuollo, Timo Huhtelin, Markku Iljina, Johan Schmidt ja Arto Vitikka. Kairausten määrä on AP:n tapaan varsin vähäinen, mutta ne ulottuvat Keski-Penikkaa lukuunottamatta kaikille intruusion lohkoille.
Outokumpu Oy:n töissä v. 1981 paljastumanäytteenoton perusteella löytyneet AP- ja PV-platinametallimineralisaatiot antoivat sysäyksen etsiä kaikki mahdolliset Penikkain intruusion PGE-vyöhykkeet. Tämän katsottiin edellyttävän täydellisen kairausprofiilin tutkimista kohdealueeksi valitulta Sompujärven lohkolta. Työ Lapin Malmissa aloitettiin heti v. 1982 alussa. Samalla pyrittiin myös täydentamaan materiaalia stratigrafiatutkimuksen osalta. Profiilitutkimus aloitettiin aikaisemman kromitutkimuksen yhteydessä kertyneen kairausnäytemateriaalin uudelleen raportoinnilla ja tätä materiaalia täydennettiin uusilla kairauksilla. Jarmo Lahtisen ja Tuomo Alapietin talvella 1982 suorittaman revidoinnin tuloksena löytyivät ensimmäiset viitteet SJ-tyypistä reiästä KI-2. Ko. kairareiän erään 0,68 m:n pituisen analyysivälin pitoisuudeksi saatiin 22,O ppm Pd, 10,O ppm Pt, 1'2 ppm Rh ja 0,27 ppm Au. Löydetyn mineralisaation horisontaalisen ulottuvuuden selvitys alkoi välittömästi syvämoreeninäytteenotolla, jota johti geokemisti Erkki Ilvonen. Tulokset olivat positiivisia ja ensimmäinen kairausvaihe toteutettiin keväällä 1983 geologi Erkki Korvuon vetämänä. Kairaustulos osoitti, etta SJ on ilmiselvästi merkittävä PGE-mineralisaatio.
Tähän päivään mennessä SJ on ollut eräs Lapin Malmin platinaprojektin päatutkimuskohteita. Laajojen kairausten lisäksi on suoritettu koelouhintaa vyöhykkeen N-päässä Kirakkajuppuralla. Aiheen mahdollisten jatkotutkimusten laatu ja laajuus on parhaillaan selvitettavanä Outokumpu Oy:n kaivosteknisessä toimistossa. Kontti j arvi Varhaisimmat geologiset havainnot Konttijärven int- ruusiolohkosta ja pirotteisesta sulfidiminerali- saatiosta on tehnyt Outokumpu Oy:n tutkimuksissa geologi Pauli Isokangas v. 1964. Myöhemmin 1970- luvulla yhtiön mineralogin Yrjö Vuorelaisen suorittamassa pintahietarkastelussa löytyi Isokankaan ottamasta paljastumanäytteesta PGE-mineraaleja. Geologi Jouni Reinon johdolla suoritettiin alueen paljastumilla v. 1975 detaljikartoitus seka suhteellisen laaja soijanäytteenotto. PGE-pitoisuudet olivat selvästi anomaalisia, mutta eivät kuitenkaan silloisten analyysitulosten mukaan aivan ekonomisesti kiinnostavaa tasoa. Uusi vaihe Konttijarven tutkimuksissa käynnistyi v.1981, jolloin intruusiolohkolta ryhdyttiin tekemään mineralogista tutkimusta (Vuorelainen et al., 1982). Tällöin Esko Hännisen analysoittamassa soijanäytteiden sarjassa havaittiin aikaisempaa huomattavasti korkeampia pitoisuuksia. Se oli
riittävä tieto aiheen timanttikairaamiseen ensimmai- sena puhtaasti platinan vuoksi tutkittavana kairaus- kohteena Suomessa. Usean kairausvaiheen jälkeen on Konttijarvella suoritettu maanpoisto mineralisaation itaosan päältä, rikastuskoe louhitusta naytteesta ja feasibily study. Viimeisesta tutkimusvaiheesta vastasi Outokumpu Oy:n kaivosteknillinen toimisto. Vuosien 1973-78 aikana suoritetuissa tutkimuksissa oli offset-mineralisaatiotyyppia kairattu Kuohungissa, Kilvenlatvalammella ja Lihalammella. Kilvenjarven offset-mineralisaatiosta oli lisäksi viitteitä Veikko Lohelan kansannäytteiden ja moreenianomalioiden muodossa. Taloudellisesti louhintakelpoisten esiintymien löytömahdollisuuksia ei kuitenkaan tuolloin pidetty hyvinä. Kiivenlatvalammen offsetin osoittauduttua v. 1982 suoritetussa kairausnaytemateriaalin revidoinnissa Pd-rikkaaksi nousi malmityyppi uudelleen mielenkiinnon kohteeksi. Vanhojen moreeninaytteiden jalometallien analysoiminen osoitti useat kuparianomaliat myös palladiumpitoisiksi. Kilvenjarvella v. 1983 suoritettu tihennetty moreeninaytteenotto antoi useita korkeita jalometalli-, erityisesti palladium-anomalioita,
mikä riitti alueen kairauspaatökseen. Vuonna 1984 aloitetun kairauksen ensimmäinen reikä lävisti 1,4 m paksun kompaktin kuparikiisumalmin, jonka Pd-pitoisuus oli 30,6 ppm. Jatkossa osoittautuivat yhdistetty IP-mittaus ja moreeninäytteenotto hedelmallisiksi offset-tyypin etsintamenetelmiksi, Kilvenjarven offset-esiintymän inventoinnista v. 1987 vastasi Outokumpu Oy:n kaivosteknillinen toimisto. Malmivarat osoittautuivat kuitenkin sen hetkisessa tilanteessa liian hajanaisiksi taloudellista louhintaa ajatellen. Pitkään malminetsijöiden tietamättömissa olleen Siika-Kaman kerrosintruusiolohkon löysi Hackmanin (1914) karttalehtiselityksen antaman vihjeen perusteella Jouni Reino v. 1974, jolloin alue otettiin Outokumpu Oy:n tutkimusohjelmaan geologisin perustein. Koska suoritetuissa sähköisissä mittauksissa ei kuitenkaan tavattu merkittäviin sulfidikonsentroitumiin viittaavia anomalioita, tutkimukset keskeytettiin sillä erää.
Uudelleen aihe tuli työn kohteeksi v. 1980, jolloin Jouni Reino ja Pertti Hautala suorittivat naytteenottoa mm. eräällä sulfidipirotetta sisältävalla gabropaljastumalla. Vuonna 1981 suoritetussa kerrosintruusioiden malmimahdollisuuksia kartoittavan kokouksen yhteydessä em. sulfidihavainto todettiin selvittämisen arvoiseksi. Pertti Hautala analysoitti aiemmin otetun naytteen ja tulos osoitti 9,5 ppm:n Pt- ja 30,7 ppm:n Pd-pitoisuutta. Uusi malmiaihe oli näin löydetty. Seuraavana talvena Jarmo Lahtisen johdolla Lapin Malmissa suoritetussa harvaprofiilivalisessa tunnustelukairauksessa mineralisaatiovyöhyke voitiin todeta laaja-alaiseksi. Analogiaperustein löytyi Siika-Kama-tyyppi myös täysin paljastumattomalta Kuohungin lohkolta v. 1982. Samoin voitiin vyöhyke pian identifioida myös Nutturalammen ja Kilvenjarven lohkoilta. Geologinen lähtökohta Rytikangas-tyypin etsinnalle Lapin Malmissa muodostui, kun vähitellen selvisi Penikkain malmikriittisen megasyklisen yksikön IV ja Suhangon lohkon geokemiallinen samankaltaisuus. Tällöin heräsi ajatus Suhangolla esiintyvastä megasyklisen yksikön sisäisen Penikkain AP-analogisen PGE-mineralisaation mahdollisuudesta.
Jarmo Lahtinen lähetti loppukesällä 1986 kenttäryhmän Tapio Halkoaho - Timo Huhtelin tekemään Suhangon lohkon läpi paljastumanäyteprofiilin. Analyysitulosten valmistuttua voitiin todeta profiililla nykyisen Rytikangas mineralisaation nimellä tunnetulla kohdalla kohonneita, paikoin korkeitakin PGE-pitoisuuksia. Tuomo Alapieti oli analysoittanut erään vanhan kairareiän (YP-43) näytteen, joka osoittautui PGE-pitoiseksi. Myöhemmissä tutkimuksissa myös tämä näyte osoittautui edustavan Rytikangas-mineralisaatiota. Lapin Malmin kartoitustöissä kesällä 1988 pystyi Markku Iljina löytämään Suhangon lohkolta lisää Rytikangas-tyypin paljastumia, jonka jälkeen aihe olikin valmis alustavasti kairattavaksi syksyllä 1988.
REFERENCES Alapieti, T., 1984, Perä-Pohjan kerrosintruusio- tutkimus. Unpublished report, Univ. of Oulu., in Finnish. Alapieti, T., Kujanpää, J., and Papunen, H., The Kemi stratiform chromitite deposit, Northern Finland, Econ.Geo1. (in press, a). Alapieti, T and Lahtinen, J. (1986), Stratigraphy, petrology, and platinum-group element mineralization of the Early Proterozoic Penikat layered intrusion, northern Finland. Econ.Geo1. 81, 1126-1136. Alapieti, T., Lahtinen, J., Huhma, H., Hanninen, E., Piirainen, T. and Sivonen, S.J., Platinum-group element bearing copper-nickel sulphide mineralization in the marginal series of the early Proterozoic Suhanko-Konttijarvi layered intrusion, northern Finland. London, Inst. Mining Metallurgy (in press. b). Auranen, O., 1969, Narankavaaran ultraemäksinen massiivi. Unpub. M. Sc. thesis, Univ. of Turku, in Finnish. Conn, H.K., 1979, The Johns-Manville platinum- palladium prospect, Stillwater Complex, Montana, U.S.A.: Canadian Mineralogist, v. 17, p. 463-468
Enkovaara, A., Harme, M. and Väyrynen, H., 1953, Kivilajikartan selitys C5-B5, Oulu-Tornio. English summary: Explanation to the map of rocks. General Geological Map of Finland, 1 : 400 000. 153 p. Hackman, V., 1914. Geologisk översiktskarta över Finland. Sekt. C6, B5 och B6. Rovaniemi, Tornea och Uvertornea. Beskrivning till bergskartan. geologiska komissionen, 86 p. (in Swedish). Härme, M., 1949, On the stratigraphical and structural geology of the Kemia area, northern Finland. Bull Comm. Geol. Finl. 147, 60 p. Hausen, H., 1936, The North-Bothnian downfold. Acta Acad. Aboensis, Math. et Phys. XI, 5, 84 p. Inberg, I., J., 1876, Bidrag till Uleaborgs lans geognosi. Bidr. till kann. af Finlands nat. och folk. 20. (in Swedish). Kahma, A., Siikarla, T., Veltheim, V., Vaasjoki, O., and Heikkinen, A., 1962, On the prospecting and geology of the Kemi chromite deposits, Finland (A preliminary report). Bull.Comm.géol. Finlande 194, 91 p. Kouvo, 1976
Kujanpää, J., 1964. Kemin Penikkain jakson rakenteesta ja kromiiteista: Unpub. Lic. thesis, Univ. Oulu, Finland, 118 p. (in Finnish). Malkki, E., 1964, Yli-Penikan alue Kemin-Penikkain kerroksellisessa intrusiossa. Unpub. M.Sc. thesis, Univ. Helsinki, Finland, 64 p. Matisto, A., 1958, Kivilajikartan selitys. Lehti - sheet, F5, suomussalmi. English summary: Explanation to the map of rocks. General Geological Map of Finland, 1 : 400 000, 115 p. Mikkola, A., 1949, On the Geology of the Area North of the Gulf of Bothnia. Bull. Comm. géol. Finlande, 146, 64 p. Mikkola, T., 1941, The general geological map of Finland, sheets B7-C7-D7 Muonio-Sodankylä-Tuntsajoki. Explanation to the map of rocks. Suomen Geologinen toimikunta, 286 p. Piirainen et al., 1974 Sederholm, J.J., 1908, Explanatory Notes to Accompany of Geological Sketchmap of Fennoscandia. Helsinki.
Söderholm, K., and Inkinen, O., 1982, The Tornio layered intrusion - a recently discovered intrusion with chromite horizons in northern Finland: Geol. Soc. Finland Bull. 54, p. 15-24. Vuorelainen, Y., Hakli, T.A., Hanninen, E., Papunen, H., Reino, J., and Törnroos, R., 1982. Isomertieite and other platinum-group minerals from the Konttijarvi layered mafic intrusion, northern Finland: ECON.GEOL., v. 77, p. 1511-1518.