GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS M06/3431/-87/1/60 Koskee: 3431 09 Kajaani Vuoreslahti Olli Äikäs 10.12. 1987 MALMITUTKIMUKSET KAJAANISSA VALTAUSALUEELLA "VUORES 1" (kaivosrek.nro 3372/1) 7 sivua 11 liitettä
1 Johdanto 1.1 Valtausalueen sijainti ja tutkimusten tausta Tutkimusalue käsittää valtausalueen ja sen lähiympäristön Vuoreslahdessa Kajaanin kaupungin Koutaniemen kylässä peruskarttalehdellä 3431 09 (liitteet 1 ja 2). Vuonna 1981 Geologian tutkimuskeskuksen malmiosasto tarkisti aeroradiometrisen kartoituksen (liitteet 3 ja 4) gammasäteilyanomalioita Kajaanin karttalehdellä. Tällöin Vuoreslahden Hetevaaroilta löydettiin radioaktiivisia lohkareita (Seppänen 1982). Uraanin ja toriumin lisäksi lohkareissa havaittiin molybdeenihohdetta; koska lohkareita oli runsaasti, Vuoreslahdessa aloitettiin kohteelliset malmitutkimukset. 1.2 Malmitutkimukset Vuoreslahdessa Ensimmäiset malmilohkareet löydettiin Vuoreslahdessa elo-syyskuussa 1981 ja valtausvaraus haettiin alueelle syyskuun lopulla. Syyskuulta marraskuulle tehtiin yksityiskohtainen lohkarekartoitus ja säteilymittaus 13.5 ha alalla (liite 10). Geofysiikan osasto teki VLFja protonimagnetometrimittauksia työmaalla yhteensä 14 linjakilometrin verran (liitteet 6 ja 7). Talvella 1981-82 tutkimuksia jatkettiin l~mikelkkaan asennetulla säteilymittauskalustolla (2.5 km 'Myski/DISA 400 A; liite 8) sekä pedogeokemiallisella näytteenotolla (291 pistettä/307 näytettä; liite 9). Lohkarekartoitus laajennettiin kaikkiaan 30 ha alalle kesällä 1982 ja samalla tehtiin suppea-alainen kallioperäkartoitus. Elokuussa kaivettiin 12 tutkimuskuoppaa ja 4 suurempaa kaivantoa (yht. 200 m) radioaktiivisten lohkareiden kulkeutumisen ja lähtöpaikkojen selvittämiseksi (liite 10). Tutkimuskeskus haki 90.9 ha suuruiselle alueelle valtauskirjaa syyskuussa 1982. Kauppa- ja teollisuusministeriö antoi valtauskirjan 12.10. 1982 (kaivosrekisterinumero 3372/1). Valtausalueesta käytetään nimeä "Vuores 1". Malminetsinnän maastotutkimuksia ei ole tehty valtaus alueella vuoden 82 jälkeen lukuunottamatta lohkare- ja kallioperäkartoitusten vähäistä revidointia sekä vuonna 84 maastoon mitattua 2.5 km mittaista linjastoa, jolla työmaan vinolinjoitus sidottiin valtakunnankoordinaatistoon bl 20.0, K 10.0 = X 7125.136, Y 524.630; kulma=51 ). Tutkimuskeskus luopui valtauksesta 15. 12. 1986. Vuoreslahden malmiaihetta tutki geologi 0. Äikäs työnjohtaja P. Huuskon kenttäryhmän avustamana. Valtauksen voimassaoloaikana tutkimuskeskuksen malmiosastoa johti prof. J. Talvitie.
1.3 Pohjavesitutkimukset valtausalueen ympäristössä Työmaalla sijaitsevan Akkovaaran koillisrinteellä (liite 8) havaittiin lähde, jonka ympärillä turve oli lievästi radioaktiivista: tämä osoitti, että tutkimus alueella saattaisi olla uraania tai sen tytäralkuaineita pohjaveteen liuenneina. Sekundaaristen uraanimineraalien yleisyys radioaktiivisten lohkareiden rakopinnoilla viittasi siihen, että ainakin osa uraanista Vuoreslahden kallioperässä olisi helppoliukoisessa muodossa. Näistä syistä tutkimuskeskuksen maaperäosasto tutki kesällä 1982 Vuoreslahden alueen pohjavesiä (Hyyppä 1982), jotta ennen mahdollisia syväkairauksia tunnettaisiin alueen pohjavesien tila. Eräissä porakaivovesissä havaittiin korkeahkoja radonpitoisuuksia; nämä kaivot sijaitsevat radioaktiivisten lohkareiden länsipuolella Oulujärven rannan tuntumassa. Tuloksista tiedotettiin Säteilyturvakeskukselle, joka selvitti Vuoreslahdessa sekä kaivojen että huoneilman radonpitoisuuksia (Salonen ja muut 1983). Tutkimuskeskuksen maaperäosasto toisti pohjavesitutkimuksen syksyllä 1986: tulokset näyttävät, etteivät vesissä esiintyvän radonin ja uraanin määrät ole muuttuneet oleellisesti (Juntunen 1987). 1.4 Valitukset korkeimpaan hallinto-oikeuteen 2 Havainnot ja tulokset 2.1 Tutkimusalueen kallioperä Vuoreslahden malmitutkimuksiin puututtiin valtauksen voimassaoloaikana julkisuudessa: 14.1.83 kauppa- ja teollisuusministeri vastasi eduskunnassa Vuoreslahden tutkimuksista tehtyyn kyselyyn. Valtauksesta tehtiin useita valituksia korkeimpaan hallinto-oikeuteen. Näistä tutkittiin ainoastaan se, jossa oli osallisina valtausalueen maanomistajia. Päätöksessä (30. 12. 1983; 5699/50/82/at; 5987) todetaan valtaushakemuksen täyttäneen kaivoslain edellytykset, eikä korkeimmalla hallinto-oikeudella siten ollut syytä muuttaa kauppa- ja teollisuusministeriön päätöstä. Valituksia käsiteltäessä valtausalueella ei työskennelty; havainto- ja näyteaineistoa sen sijaan tutkittiin GTK:n Väli-Suomen aluetoimistossa Kuopiossa. Tutkimusalueen kallioperä on osaksi täysin peitteistä, osaksi taas hyvin paljastunutta. Mäkiä ja kumpareita kattavat laajat avokalliot, mikä korostaa radiometrisia gamma-anomalioita ja on otettava huomioon niitä tulkittaessa (liitteet 3...5). Valtausalueella peitteisestä kallioperästä saatiin näytteitä moreenitutkimuksessa.
Suuri osa Koutaniemen kylästä kuuluu laajaan, "Kajaanin graniitiksi" nimettyyn graniitti- ja pegmatiittigraniittialueeseen. Valtausalueella kallioperä koostuu pegmatiittigraniitista, graniitista ja suonigneissistä (liitteet 5 ja 10). Pegmatiittigraniitti kuuluu laajahkoon vyöhykkeeseen, jonka pegmatiitteja Geologian tutkimuskeskus on tutkinut Vuoreslahden - Koutaniemen alueella 1970-luvulla (Alviola 1977). Suonigneissi on migmatiittia, jossa on paleosomina keski-karkearakeista kiillegneissiä ja jossa neosomina vaihtelevat pegmatiitti-, graniitti- ja kvartsisuonet. Kallioperän rakenteille ovat tyypillisiä loivat kaateet länteen: ne ovat havaittavissa kivilajien liuskeisuu dessa ja erityisesti migmatiittien raitaisuudessa. Tutkimusalueen länsiosan pegmatiittigraniitti näyttäisi myös olevan loivasti länteen kaatuva, graniittia ja migmatiittia leikkaava laatta. 2.2 Radioaktiiviset lohkareet ja kalliot Lohkarekartoituksessa 1981-82 otettiin huomioon kivet, joiden (kokonais)gammasäteily oli vähintään 1 000 pulssia sekunnissa mittarilla Scintrex BGS-3 (1 000 cps vastaa noin 100 Ur). Samalla laitteella mitattu 'taustasäteily' oli tuolloin moreenimaalla 150...200 pulssia ja valtausalueen länsiosan pegmatiittikallioilla 300...500 pulssia. Työmaalle mitattn tilapäiskoordinaatiston avulla radioaktiivisten lohkareiden alue tutkittiin systemaattisesti~25 x 25 m ruuduissa kaikkiaan 30 ha alalta. Näin kartoitettuja lohkareita kertyi noin 700 kappaletta (liite 10). Lohkareiden koko vaihtelee nyrkinmittaisesta runsaaseen kuutiometriin. Yleisin kivityyppi on runsaasti kvartsia sisältävä pegmatiitti, joka usein sulkee sisäänsä kiillegneissijuovia; äärimmäiset muunnokset ovat kvartsikiviä. Toinen päätyyppi on karkearakeinen pegmatiittigraniitti. Näiden lisäksi radioaktiivisina lohkareina esiintyy kiillegneissiä ja graniittia. Suurimmissa lohkareissa on havaittavissa, että uraanin (ja molybdeenin) mineraaliutuminen on ollut pesäkkeistä siten, että malmimineraaleja sisältävät linssit ja raidat kivessä ovat harvoin paksumpia kuin 30 cm. Yksityiskohtaisesti kartoitetun alueen ulkopuolelta löydettiin talvisen säteilymittauksen avulla kymmenkunta säteilevää pesäkettä kalliosta (liite 8): useimmat ovat erillisiä, pienikokoisia alueita pegmatiitissa, eikä niillä ole suoraa taloudellista merkitystä. Parhaimmassa paikassa on useita pistemäisiä säteilevää pesäkkeitä 2-3 aarin alueella. Nämä radioaktiiviset kalliot eivät selitä valtausalueen radioaktiivista lohkareistoa, mutta ne osoittavat uraanin mineraaliutuneen Vuoreslahden kallioperässä useiden neliökilometrien alalla.
Lohkarekartoituksessa yli 400 Ur kokonaissäteilyltään ylittäneistä lohkareista otettiin pöly- ja palanäytteitä. Lisäksi lohkareista ja kallioiden radioaktiivisista pesäkkeistä otettiin palanäytteitä kivilaji- ja malmityyppien tutkimiseksi. Näistä näytteistä teetetyissä määrityksissä (U ja Th gammaspektrometria; Mo neutroniaktivointi ja optinen emissiospektrografia) uraanin, toriumin ja molybdeenin keskiarvot ja vaihteluraiat olivat seuraavat: kpl U ppm Th ppm Mo ppm pölynäytteet 34 429 190 67 78...2 800 0...1 900 <10...480 pölynäytteet 72 715 322 179 ja palanäyt.yhd. * 9...7 500 0...3 690 <10...2 270 *Mo-määrityksiä 48 kpl Näytteiden valinnaisuuden takia analyyseilla ei voida selittää Vuoreslahden radioaktiivisten lohkareiden malmiainesten keskipitoisuutta saati niiden lähtöpaikan kalliossa olevan mineraaliutuman pitoisuutta. Näiden tulosten avulla on kuitenkin mahdollista arvioida lohkareistoa siitä mitattujen gammasäteilyarvojen perusteella: noin 10 % lohkareista sisältää 0.05...0.3 % U, mutta kaikkien lohkareiden keskipitoisuus jäänee alle 0.05 % U. 2.3 Moreeni- ja rapakallionäytteet Lohkarekartoituksen, säteilymittauksen ja geofysikaalisten linjamittausten lisäksi työmaalla otettiin näytteitä moreenista 35 mm läpimittaisella läpivirtausterällä. Terä oli määrä porata moreenin pohjaan siten, että näytteeseen tuli myös kallionsiruja (ns. nappinäyte). Muutoin paljastumattomasta valtausalueen keskiosan kiillegneissistä saatiin tietoa vain näistä näytteistä. Monin paikoin kiillegneissi osoittautui niin rapautuneeksi (pehmeäksi), että näytteenottimeen saatiin pelkästään rapakalliota. Kaikkiaan porattiin 307 näytettä 291 pisteestä; tähän sisältyy valtausalueen ja sen ympäristön näytteiden (liite 9) lisäksi kaksi linjaa Heinisuolla noin kolme kilometriä valtauksesta koilliseen. Moreeni- ja rapakallionäytteiden uraanipitoisuudet määritettiin viivästyneiden neutronien laskentaan perustuvalla menetelmällä VTT:n Reaktorilaboratoriossa. Tulokset vaihtelivat 0...33.4 ppm, mutta niistä ei kuitenkaan ole tulkittavissa selkeää anomaliaa, joka osoittaisi uraanimineraaliutuman. Kaikkiaan pitoisuudet olivat alhaisia, vain 33 näytteistä oli uraania 10 ppm tai enemmän.
2.3 Tutkimuskaivannot Elokuussa 82 työmaalle kaivettiin kaivinkoneella 12 kuoppaa ja 4 kaivantoa, yhteispituudeltaan 200 m (liite 10). Paksun moreenin ja runsaan vedentulon vuoksi eteläisellä montutuksella ei pystytty riittävästi selvittämään kallion laatua; montuista ei kuitenkaan noussut radioaktiivisia lohkareita. Pohjoisemmat montut ja kaivannot osoittivat lohkareikon luoteisreunan kallioperän koostuvan graniittiutuneesta, lähes vaaka-akselin ympäri poimuttuneesta kiillegneissistä, jota useissa radioaktiivisissa lohkareissa esiintyy sekä isäntäettä sivukivenä. Tätä kiillegneissiä leikkaa punertava, karkearakeinen pegmatiittigraniitti. Molemmissa kivissä havaittiin pisimmän kaivannon pohjalla radioaktiivisia pesäkkeitä (suurin 2 m /600 Ur). Radioaktiivisten lohkareiden (yksi) lähtöpaikka on mitä ilmeisimmin tämän montutetun kumpareen alueella. Kumpareen laella (liite 10) sijaitsevassa kaivannossa havaittiin erään maan pinnalla seuratun säteilevien lohkareiden jonon painuvan moreenin sisässä edelleen luoteeseen. Moreeni oli tässä kuitenkin liian paksua, jotta puhkeama olisi voitu kaivaa esiin. 2.4 Radioaktiiviset mineraalit Valtausalueelta länteen ja luoteeseen on kallioissa havaittavissa jäätikön kuluttamia uurteita suunnassa 300. Säteily-ja lohkarekartoitus näyttäisi jäätikön kuljettaneen maata suunnasta 308...326 ; kaivaukset osoittivat, että lohkareet voisivat olla kulkeutuneet suunnasta 325-330. Parhaimmissa, malmiluokkaan kelpuutettavissa lohkareissa uraani esiintyy pirotteisesti uraniniittina, jossa alustavien mikroprobitutkimusten mukaan on niukasti toriumia (U : Th = noin 6 : 1). Keltaisia sekundäärisiä uraanimineraaleja esiintyy useimmissa säteilevissä lohkareissa sekä pirotteena että silauksina kivien rakopinnoilla. Näiden lisäksi on havaittu ruskeita, heikosti säteileviä U+Th-mineraaleja, Thmineraaleja (joista uraani on uuttunut pois?) ja radioaktiivisuutta silikaattien mikroraoissa. Uraniniitin seurassa esiintyy zirkonia, (radiogeenista) lyijyhohdetta, rutiilia, molybdeenihohdetta ja joskus apatiittia. Biotiitilla - suuremmassa mitassa kiillegneissisulkeumilla - näyttäisi olleen merkitystä malmiainesten mineraaliutumiselle muutoin niukasti pelkistimiä sisältävissä kivissä. Kiillegneissi sisältää usein magneettikiisua vähäisenä pirotteena; tästä syystä kiillegneissilohkareet ovat pinnaltaan ruosteisia.
Lohkareessa PH-81-L2 graniitin (U 26 ppm, Th 0 ppm) kupeessa esiintyy albitiittista kiveä, jossa oli 7 500 ppm U, 150 ppm Th ja 1.37 % Zr. Tätä malmityyppiä ei havaittu muissa lohkareissa. 3 Johtopäätökset; valtauksesta luopuminen Valtausvarauksen aikaiset maastotyöt ja niistä valtausaikanatehdyt laboratoriotutkimukset osoittavat Vuoreslahdessa esiintyvän tavallista korkeampia uraanipitoisuuksia useiden neliökilometrien alalla sekä lohkareissa että kallioissa. Systemaattisesti kartoitettu, valtausalueella sijaitseva radioaktiivinen lohkareisto sisältää satoja lohkareita, joiden keskimääräinen uraanipitoisuus ei täytä hyvän uraanimalmin vaatimuksia. Mineralogisesti malmityyppi on lupaava: uraani esiintyy uraniniittina ja ilmeisen helppoliukoisina sekundaarisina mineraaleina. Lohkareet osoittavat kuitenkin mineraaliutumisen olleen pesäkkeistä, minkä vuoksi itse kallioperässäkin esiintyvät mineraaliutumat lienevät pieniä. Lohkareiston laaja-alaisuus ja siinä havaitut erilliset tihentymät on tulkittu siten, että kallioperässä on useita, erillisiä uraania sisältäviä pesäkkeitä laajalla alueella; kaivauksissa niitä saatiin esille Akkovaaran eteläpuolella sijaitsevalta kumpareelta. Kallioperän loivakaateiset rakenteet ovat ilmeisesti syynä näiden mineraaliutuneiden pesäkkeiden esiintymiseen laajalla alueella kallion pinnassa. Vuoreslahden esiintymän selvittäminen vaatii syväkairausta; kallioperän rakenteen vuoksi useiden lyhyiden reikien profiilit soveltuisivat parhaiten esiintymän tutkimiseen. Esiintymä vaikuttaa kuitenkin hajanaiselta ja siitä peräisin olevien lohkareiden keskimääräinen uraanipitoisuus alhaiselta: koska voimavaroja tarvittiin parempien malmiaiheiden tutkimiseen, Vuoreslahden esiintymä jätettiin kairaamatta, ja tutkimuskeskus luopui valtauksesta 15. 12. 1986. Geologi Olli Äikäs
Kirjallisuusluettelo Alviola, R. 1977: Kajaanin alueen graniittipegmatiitit. Lisensiaattityö, Helsingin yliopiston geologian laitos, geologian ja mineralogian osasto, 82 s. Hyyppä, J. 1982: Pohjavesien uraani- ja radonpitoisuuksista Vuoreslahden tutkimusalueella ja muualla maassamme. Geologian tutkimuskeskus, maaperäosasto, raportti P 13.5.3.10, 3 s. Juntunen, R. 1987: Alustava tiedonanto Vuoreslahden kl. 3431-09 alueella tehdyistä pohjavesitutkimuksista. Geologian tutkimuskeskus, maaperäosasto, 3 s. Salonen, L., Voutilainen, A. & Mäkeläinen, I. 1983: Säteilymittaukset Kajaanin Vuoreslahdessa syksyllä 1982. Säteilyturvallisuuslaitos, STL-B-TUTO-19, 13 s. Seppänen, H. 1982: Raportti aeroradiometristen gammasäteilyanomalioiden maastotarkistuksista 1981. Geologinen tutkimuslaitos, M 19/2323/-82/1/60, 4 s. Tenhola, M. 1983: Esitutkimusraportti, karttalehti 3431, Kajaani. Geologinen tutkimuslaitos, geokemian osasto, 17 s.
Liite 1. Vuoreslahden työmaan sijainti (9) karttalehdellä 3431 09, Kajaanin keskustasta 11 km länteen; mittakaava on 1 : 200 000.
Liite 2. Valtauksen "Vuores 1" sijainti Koutaniemen kylässä. Mittakaava on 1 : 20 000. Kartta VUORES 1 nimisestä valtausalueesta Kajaanin kaupungissa j Koutaniemen kylässä Oulun läänissä
Liite 5. Valtausalueen ja sen ympäristön geologiaa, 1 : 20 000; Kivilajiraja pegmatiittigraniitti/graniitti sekä liuskeisuusmerkit Alviolan (1977) mukaan, viivoitetut vyöhykkeet ovat peruskartalta tulkittuja kallioperän lineamentteja. Karttaan on piirretty aeromagneettisen kartan sama-arvokäyrät 51 700 ja 51 800 NT. 15sF~
r rt CD M (D (D rt rt ~1. NI n) rt r.14 ri C) C) (D IR T 04 1b4 1 - - UTK~MUSLAITUSS15b~-,d I~~N P1.rl4y 5m Pjivdm
Poor F~
Liite 8. Säteilymittaukset valtausalueella ja sen ympäristössä, 1 : 20 000. Ohuet sulkeutuvat käyrät: 'kelkkamittausalueet' (kolmiot ovat säteileviä lohkareita ja ympyrät säteileviä pesäkkeitä kalliossa; luvut ovat pulsseja sekunnissa/scintrex BGS-3). Paksu viiva: yksityiskohtaisen lohkarekartoituksen alue. Mustattu ympyrä: ensimmäisten lohkareiden löytöpaikka. Risti: lähde ja org. purosedimenttinäyte (JAY 04; Tenhola 1983). y
Liite 9. Moreenitutkimuksen näytelinjat l : 20 000. ~. _~ ~~.~~~ nsu ~~-nv*amox~~w~
3431 09 13: M 06.,4 /3431/-81/3 M 35.1 /3431/-82/2/60 M 35.2 /3431/-82/2/60 M 25.11/3431/-81/1/60 M 25.0 /3431/-82/1/60 M 25.0 /3431/-82/2/60 M 11.1 /3431/-82/1/60 M 11.2 /3431/-82/1/60 Lohkarekartta 1 : 1 000 M 06.4 /3431/-82/1...6/60 M 11.12/3431/-82/1...6/60 pohjakartta näytepistekartta pedogeokemiallinen kartta, uraani gammasäteilykartta, totaali lohkaretiheyskartta tilannekartta paljastumat ja kaivannot havaintonumerokartta pohjakartta lohkarekartta Tutkimuskaivannot 1 : 200 M 51.1 /3431/-82/1/60 M 51.1 /3431/-82/2/60 tutkimuskaivannot M 7...10 tutkimuskaivanto M 11