Vihannin Zn-Cu-malmivyöhykkeen geomatemaattinen arviointi

GEOLOGINEN TUTKIMUSLAlTOS GEOLOGICAL SURVEY OF FINLAND TUTKlMUSRAPORTTI N:o 54 REPORT OF INVESTIGATION No. 54 M. Tontti, E. Koistinen ja H. Seppänen Vihannin Zn-Cu-malmivyöhykkeen geomatemaattinen arviointi Summary: Geomathematical evaluation of the Vihanti Zn-Cu ore zone Espoo 1981

GEOLOGINEN TUTKIMUSLAITOS Tutkirnusraportti n:o 54 GEOLOGICAL SURVEY OF FINLAND Report of Investigation No. 54 Mikko Tontti, Esko Koistinen ja Hannu Seppänen VIHANNIN Zn-Cu-MALMIVYÖHYKKEEN GEOMATEMAATTINEN ARVIOINTI Summary: GEOMATHEMATICAL EVALUATION OF THE VIHANTI Zn-Cu ORE ZONE EspoO 1981

Tontti, M., Koistinen, E. & Seppänen, H. 1981. Vihannin Zn-Cumalmivyöhykkeen geomatemaattinen arviointi. Summary: Geomathematical evaluation of the Vihanti Zn-Cu Ore Zone. Geological Survey of- Finland, Report of Investigation No. 54. 58 pages, 21 figures, 4 tables and 1 appendix. The Vihanti Zn-Cu Ore Zone in central Finland is an about 200 km long and 40 km wide area with northwestern trend. The Zn-Cu sulphide deposits are associated with acid volcanic rocks, skarns, limestones and cordierite-anthophyllite rocks. Data have been collected from 18 deposits and showings within the zone, and, for comparison from 10 deposits of similar type in southern Finland. The data include chemical characteristics of the ore, ore mineralogy, petrography of the host and wall rocks, geometry of the deposit, r eserves, geologieal, aeromagnetic and gravimetrie (Bouguer) parametres of the areas surrounding the deposits (2 x 2 km 2 for geologieal, 10 x 10 km 2 for aeromagnetic and 20 x 20 km 2 for gravimetrie parametres). The aim of the study was to find Out the most important characteristics of the ore deposits and reveal the most promising areas for occurrence of new Zn-Cu sulphide deposits within the Vihanti Zn-Cu Ore Zone. For that purpose the data were converted into binary form and subjected to cluster and characteristic analyses. The numerical data were subjected to regression and factor analyses. The area of the Zone was divided into 98 cells of 10 x 10 km 2 -size. The similarity value was c~lculated between each cell and the surrounding areas (10 x 10 km ) of Zn-Cu deposits by means of a modification of the characteristic analysis called here similarity analysis. Various deposit models and data base configurations (geologieal, aeromagnetic and gravimetrie data) were used. The most significant results were achieved with the aeromagnetic and most insignificant with the gravimetrie data. It is concluded that the most promising part of the Vihanti Ore Zone for Zn-Cu deposits is about 500 km 2 -area in the southeastern end of the zone. Also areas around the Vihanti mine are critical in this respect. Finally, a rough resource evaluation and new outline for the Vihanti Ore Zone are presented. The text is in Finnish with a Summary, Figure and Table captions in English. Key words: economic geology, mathematical geology, volcanogenic deposits, mineral resources, multivariate analysis, cluster analysis, zinc, copper, lead, Pyhäsalmi, Vihanti, Finland. Mikko Tontti, Esko Koistinen and Hannu Seppänen Geological Survey of Finland SF- 02150 Espoo 15 ISBN 951-690-154-9 ISSN 0430-5124

SISÄLTÖ - CONTENTS J ohdan to.......... 4 Tutkirnusalue ja -aineisto................ 4 Tutkirnusrnenetelrnät...... 8 Malrniesiintyrnätietojen analyysi.... 14 Nurneeristen rnuuttujien väliset riippuvuudet.. 15 Esiintyrnäluokat ja niiden tyypilliset orninaisuudet... 18 Vihannin rnalrnivyöhykkeen rnalrnipotentiaalista..... 30 Sarnanlaisuusanalyysi............. 30 Esiintyrnäryhrnärnalli... 39 Vertailu muihin tutki~uksiin.......... 46 Yhteenveto......... 50 Summary: Geomathematical evaluation of the Vihanti Zn-Cu Ore Zone...... 53 Kiitosmaininnat.......... 55 Kirjallisuus - References........... 56 Liite: Zn-Cu-rnalmiesiintymien karakteristikaluettelo

- 4 - JOHDANTO Geologisen tutkimuslaitoksen malmiosastolla on vuosina 1977-79 kerätty ja käsitelty tietoja Laatokan-Perämeren malmivyöhykkeeltä, joka tunnetaan myös pääsulfidimalmivyöhykkeenä (Paarma & Marmo 1961, Mikkola & Niini 1968, Kahma 1973). Tiedot on nyt kerätty tähän alueeseen kuuluvilta Kotalahden nikkelivyöhykkeeltä, Vihannin malmivyöhykkeeltä ja Outokummun malmialueelta. Kotalahden nikkelivyöhykkeen malmitietojen käsittelyä ovat kuvanneet Gaal e t a L. (1978b) ja Tontti e t al. (1979a). Vihannin malmivyöhyke valittiin käsillä olevan tutkimuksen kohteeksi muun muassa sen vuoksi, että tällä alueella lienevät maamme huomattavimmat sinkkimalmireservit. Outokummun malmialueeseen ei tässä vaiheessa puututa. Vihannin malmivyöhykkeen tietoja kerättiin ja käsiteltiin vuosina 1978-79 (Tontti et al. 1979b). Vertailujen suorittamiseksi ja tilastollisen luotettavuuden parantamiseksi kerättiin tietoja myös Etelä-Suomen sinkkimalmiesiintymistä. Tiedoista noin 4/5 on saatu Outokumpu Oy:ltä. Kuvassa 1 on esitetty tutkimuksessa mukana olleiden esiintymien sijainti. Tekijöistä M. Tontti on vastannut geologisten tietojen k~räämisestä sekä suorittanut tilastollisten analyysitulosten tulkintaa. Tilastollisista analyyseistä ja geofysikaalisten tietojen keräämisestä ovat vastanneet E. Koistinen ja H. Seppänen. Tietojenkäsittely on tehty Geologisessa tutkimuslaitoksessa HP-3000 ja Valtion tietokonekeskuksessa UNIVAC- 1108-tietokoneilla. TUTKIMUSALUE JA AINEISTO Tutkimusalue (kuva 2) on Raahesta Pielavedelle ulottuva noin 200 km pitkä ja 40 km leveä vyöhyke, jota Kahma (1973) nimittää Vihannin malmivyöhykkeeksi. Alueella tunnetaan parisenkymmentä sinkki-kupari(-lyijy)-sulfidiesiintymää (myöh.

5 EmHJ Rapakivi ~ Keski-Suomen granitoidikompleksi c=:j Svekokarelidisia kiviä ~ Arkeeinen pohjakompleksi ++++++++++++++++++++++++ +++++++++++++++++++++++++ +++.+++++++++++++++++++++.++++++++++++++++++++++++ +++++++++++++++++++++++++ +++++++++++++++++++++++++ +++++++++++++++++++++++++ +++++++++++++++++++++++++ ++++.++++++++++++++++++++ ++++++++++++++++++.I,/ i.i.',. / ZI.''''U U' 0 50 100 km Kuva 1. Tutkimukseen kuuluneet sinkki-kupariesiintymät. Fig. 1. Location of the zinc- copper deposits included 1..-n the study. lyhyesti esiintyrnä), joista kaksi, Vihanti ja Pyhäsalrni, on kaivostoirninnan kohteina. Esiintyrnät ovat tyypiltään kornpakteja ja/tai pirotteisia kerrossidonnaisia malmeja. Lisäksi tunnetaan lukuisia pieniä rikki- ja rnagneettikiisuvaltaisia aiheita, joiden sinkki- ja kuparipitoisuudet ovat alhaisia. Alueen rnetarnorfoosiaste on korkea ja yltää eteläosissa paikoin granuliittifasiekseen (Marttila 1976). Huhtala et al e (1978) ja Huhtala (1979) toteavat rnrn., että alueen kivilajien prirnaarirakenteet ovat yleensä lähes täysin tuhoutuneet, rnutta

~I - 6 - o --41 50km h <-I AUEEISIA KIVIA SVEKDKARELIDISIA KIVIÄ G::!J,PPAMIA JA INTUMn. SYVÄKIVIÄ m EMÄKS. JA UlTRAEMAKS. SYVAKIVIA I@I AMfllOLiITTEJA ~ KVlRTSI - MUsäL,ÄLlUSKEITl JA -6NEISSEJA 1_ - I KIiLLHIUSKEITl JA -6NElSSEJA 25' 30 IISAlMI Kuva 2. Vihannin Zn-Cu-malmivyöhykkeen geologia. Yksinkertaistettu Simosen (1980) kartasta. Mustat neli öt esiintymiä, yhtenäinen viiva Vihannin malmivyöhykkeen raja Kahma et. al.:n (1976) mukaan. Fig. 2. Geology of the Vihanti Zn- Cu Ore Zone. Simplified after Simonen (1980 ). Black squares : Zn- deposits, solid line : outline of the Vihanti Ore Zone (Kahma et al. 19?6). paikoin on kuitenkin voitu tehdä havaintoja suprakrustisten kivien alkuperäisistä rakennepiirteistä. On voitu todeta sekä vulkaanisperäisiä että sedimentogeenisiä kiviä. Sulfidit liittyvät läheisesti vulkaanisiin kivilajeihin. Edellä mainittu koskee lähinnä Vihannin malmivyöhykkeen eteläosan geologiaa, sillä pohjoisosa on varsin huonosti paljastunutta. Geologiset tiedot perustuvatkin täällä etupäässä geofysikaalisiin tulkintoihin sekä syväkairauksiin.

- 7 - Sinkkiesiintymätiedoston rakenne, sisältö ja tietojenkeruu on noudattanut Pohjois-Suomen malmitiedostoprojektissa kehitettyä menetelmää (Gaal et a l e 1977). Tiedosto koostuu kymmenestä tietoryhmästä: 1. Yleistiedot (nirni, sijainti yms.) 2. Kemiallinen karakteristiikka 3. Malmigeologia 4. Malmiesiintymän geometria 5. Malmivarat 6. Malmiesiintymään liittyvien kivilajien petrofysikaaliset ominaisuudet 7. Suoritetut tutkimukset 8. Malmiesiintymän ympäristön geologia ja esiintymän geneesi 9. Löytöhistoria ja esiintymän aiheuttamat anomaliat 10. Malmiesiintymän ympäristön geofysikaaliset parametrit. Vihannin alueelta on tietoja 18:sta ja Etelä-Suomesta 10 esiintymästä, joiden lukumäärä jäi alkuperäistä arviota (noin 40) pienemmäksi. Useat mukaan aiotut malmiaiheet osoittautuivat joko pelkästään rautakiisuesiintymiksi, mineralisaatiot olivat kooltaan merkityksettömiä tai tiedot niistä puutteellisia. Kenttätöitä ei oie tehty, va an tiedot on kerätty haastattelemalla asiantuntijageologeja sekä osittain myös kirjallisuudesta. Tiedoston sisältö on jonkin verran epäyhtenäinen etenkin esiintymien kokoa koskevien tietojen osalta. Geologisten karttojen puute on aiheuttanut hankaluuksia. Työssä on pyritty käyttämään uusimpia saatavilla olevia karttoja. Geologisen tutkimuslaitoksen 1 :100 000 -mittakaavaisten kallioperäkarttojen lisäksi on käytettävissämme ollut Outokumpu Oy:n Malminetsinnän julkaisemattomia karttoja. Muutamia aukkopaikkoja ei kuitenkaan voitu välttää. Geofysikaalinen tieto on yhtenäistä. Aeromagneettiset tiedot ovat

- 8 - peräisin Geologisen tutkimuslaitoksen korkealentokartoilta ja gravimetrisinä tietoina on käytetty Geodeettisen laitoksen valtakunnallisen mittauspisteverkon Bouguer-anomaliaarvoja. TUTKIMUSMENETELMÄT Vihannin malmivyöhykkeen geomatemaattisissa tutkimuksissa pyrittiin selvittämään esiintymien mahdollinen ryhmittyminen erityyppisiin esiintymiin, ryhmien tyypilliset ominaisuudet sekä malmitiedostolomakkeilta saatavien ominaisuuksien keskinäiset riippuvuudet. Erityisesti kiinnosti esiintymien sinkkitonnien riippuvuus näistä ominaisuuksista. Tutkimuksessa pyrittiin myös selvittämään, mitkä vyöhykkeen osat ovat otollisimpia uusien esiintymien löytymiselle. Lopuksi arvioitiin alueen malmipotentiaalia kansainvälisen vertailuaineiston perusteella. Käytettävissä olleisiin numeerisiin tietoihin sovellettiin faktori- (Davis 1973) ja regressioanalyysejä (Sinclair & Woodsworth 1970). Tällaisia tietoja ovat kemialliset analyysit, kivilajien prosenttiset osuudet esiintymien ympäristöissä sekä geofysikaaliset tiedot. Numeerisia tietoja käsiteltiin sekä esiintymäkohtaisesti (kemialliset analyysit) että esiintymienvälisesti. Faktorianalyysillä pyrittiin selvittämään muuttujien väliset riippuvuudet. Samanlaisuusmittana käytettiin korrelaatiokerrointa. Käytetty ohjelma (Davis 1973) suorittaa pääakselifaktoroinnin ja Varimax-rotaation. Askeltavalla regressioanalyysillä (Sinclair & Woodsworth 1970) yritettiin selittää malmiesiintymien kokoa. Kokoa mittaavana parametrina oli sinkkitonnien 10-kantainen logaritmi. Läheskään kaikkia geologisia tietoja ei voida esittää numeerisesti, ts. reaali- tai kokonaislukuina. Jotta malmitiedoston sisältö voitiin käyttää mahdollisimman tarkkaan hyväksi, se muunnettiin binaarimuotoon 343 karakteristikaksi (liite). Jokainen karakteristika toimii kysymyksenä, johon

- 9 - voi vastata kunkin esiintymän osalta vain joko kyllä (1) tai ei (0). Epävarmoissa tapauksissa merkitään 2. Näin saadaan ykkösistä, nollista ja kakkosista koostuva karakteristiikkamatriisi. Analyysien tulosten tulkintaa vaikeuttavilta kakkosilta vältyttiin siten, että matriisista poistettiin ne karakteristikat, joissa kakkosten osuus ylitti 30 %. Loput kakkoset pystyttiin eliminoimaan huolellisella kirjallisuustutkimuksella sekä asiantuntijageologien lisähaastatteluilla. Binaarista karakteristiikkamatriisia käytettiin hyväksi luokiteltaessa malmiesiintymiä ryhmittelyanalyysillä (Davis 1973, Lehtonen 1979) sekä selviteltäessä ryhmien tyypillisiä ominaisuuksia karakteristiikka-analyysillä (Botbol 1968, 1970). Alueen malmipotentiaalin arvioimiseksi sovellettiin esiintymämallimenetelmää (Hansen et al. 1978). Tätä varten kehitettiin ja ohjelmoitiin samanlaisuusanalyysi sekä binaariaineistolle (KARANA) että numeeriselle aineistolle (SIMANA). Esiintymämallimenetelmällä tarkoitetaan kohdealueen systemaattista vertailua malliesiintymiin. Tarkoituksena on etsiä uusien esiintymien kannalta otollisimmat alueet. Esiintymät ominaisuuksineen muodostavat esiintymämallin. Esiintymät voidaan valita kohdealueelta, jostain muualta tai ne voivat olla myös teoreettisia. Kohdealueelta kerätään vastaavat tiedot systemaattisesti, tavallisesti ruuduittain, kuten tässäkin tutkimuksessa. Yhden ruudun muodosti yksi 1:20 000 -mittakaavainen peruskarttalehti, joka on kooltaan (10 x 10 km 2 ) sama kuin tässä työssä käytetty käsite malmiesiintymän kaukoympäristö. Vihannin malmivyöhykkeenä käsitettyyn alueeseen sisältyi joko kokonaan tai osittain 98 peruskarttalehteä (kuva 3). Mainittakoon, että 10 x 10 km 2 -ruutukokoa on yleisesti käytetty malmipotentiaaliarvioissa (esim. Agterberg et al. 1972, Cruzat & Meyer 1974 sekä Leech 1975). On myös käytetty vaihtelevankokoisia ympyröitä (Favini & Assad 1979). Binaarisen aineiston samanlaisuusanalyysi kehitettiin Botbolin (1968) esittämän periaatteen pohjalta. Esiintymämalli

- 10 - RAAHE 24 It\ 01\ 24 32 r-- u, 09!l2 11 ~ 10 01 03 ~\ 02 01 ~ 02 2443 ~ 06 ~ lit. 311' 04 01 06 09 24 33 01 ~ 06 1\ 09 1 ~ 23 14\1 06 ~4 12 o},. 06 Ö\ 34 11 es: 04 01 10 1\ ~306 09 12 o}., ~~33 22..11 02 01 )~ E!: 04 01 10 01 N 1 ~ 24 04 ~1 0 I \ 06 09.2 03 ~3 21 11 o~ 00 01 10 01 ~... 03 3312 ' 02 10 50km ~ I 03 III 0\ 33 23 ~ 04 07 Ja 06 09 l' 33 ~4 11 04 ~7 lq ~ 1'9 1)2 3313 Kuva 3. Vihannin Zn-Cu-malmivyöhykkeen tutkimusruudut. Viivoitettu alue ei mukana tutkimuksessa. IlSALMI Fig. 3. Study cells of the Vihanti Zn - Cu Ore Zone. Bl ack squares: Zn deposita. Solid line: outline of the Vihanti Ore Zone (Kahma et al. 19?6). Ruled area excluded. ja kohdealue kuvataan binaarimatriisina. Otetaan mielivaltainen esimerkki, jossa mallin muodostavat kolme esiintymää ja neljä karakteristikaa sekä kohdealueen seitsemän ruutua ja neljä karakteristikaa: Esiintymämalli: binaarimatriisi E(l,m) karakteristikat: 1) 2) 3) 4) 1 ) 1 0 1 1 esiintymät: 2) 1 1 1 0 3) 0 0 1 1

/ - 11 - Kohdealue: binaarimatriisi K(n,m) karakteristikat: 1 ) 2) 3) 4) 1 ) 1 1 0 1 2) 1 0 1 1 ruudut: 3) 0 0 0 1 4) 1 0 1 0 5) 0 1 1 1 6) 1 0 1 1 7) 1 1 1 0 Kohdealueen ja mallin vertailu suoritetaan tarkastelemalla esiintymien ja ruutujen yhteisiä ominaisuuksia. Kerrotaan ensin kohdematriisi transponoidulla mallimatriisilla. k(n,m) x ET(m,l) = S(n,l) Esimerkiksi: 1 1 0 1 2 2 1 1 0 1 1 3 2 2 0 0 0 1 1 1 0 1 0 1 1 0 1 0 X 0 1 0 = 2 2 1 0 1 1 1 1 1 1 2 2 2 1 0 1 1 1 0 1 3 2 2-1 1 1 0 2 3 1 K E T S Saatua tulomatriisia voidaan pitää ruutujen ja mallin esiintymien samanlaisuusmatriisina. Matriisin alkiot ilmaisevat yhden ruudun ja yhden esiintymän yhteisten karakteristikoiden lukumäärän. Laskemalla S-matriisin vaakavektoreiden pituudet saadaan indeksi ruudun ja koko mallin keskinäiselle samanlaisuudelle. Eri analyysit tulevat paremmin vertailukelpoisiksi, kun tämä indeksi vielä normeerataan esiintymien ja karakteristikoiden määrän mukaan. Normeerattaessa voidaan

- 12 - toisensa pois sulkevat karakteristikat laskea yhdeksi karakteristikaksi, jolloin indeksin vaihteluväli saadaan O:n ja 1:n välille. Jos mallin esiintymät ovat täysin samanlaisia ja jos tutkittava ruutu muistuttaa esiintymämallia täydellisesti, indeksi saa arvon 1. Jos ruudulla ja mallilla ei oie yhtään yhteistä ominaisuutta, indeksi saa arvon nolla. Indeksi P lasketaan tulomatriisista kaavalla: Pi = I 2: 2 j=1 m 2 1 a.. 1J jossa Pi = i:nnen vaakavektorin normeerattu pituus, a.. = i:nnen vaakavektorin j : s alkio, 1J m = karakteristikoiden lukumäärä ja I = esiintymien lukumäärä. Esimerkissämme ei oie toisensa pois sulkevia karakteristikoita: 22+22+ 1 2 P1 = = 4 2 x3 0,43 3 2 +2 2 +2 2 0,60 P2 = = 4 2 x3 1 2 +0 2 +1 2 0,20 P3 = = 4 2 x3 22+22+12 P4 = = 4 2 x3 0,43 22+2 2 +22 Ps = 4 2 x3 = 0,50

- 13 - = 0,60 = 0,54 Ruudut 2 ja 6 muistuttavat tässä tapauksessa eniten mallia ja ruutu 3 vähiten. Jos esiintymät ovat luokiteltavissa ryhmittelyanalyysin perusteella selviin ryhmiin, voivat nämä ryhmät muodostaa ornat mallinsa. Suorittamalla karakteristiikka-analyysi sekä malli- että kohdematriisille ja vertaamalla tuloksia, voidaan päätellä, mitkä karakteristikat ovat tärkeitä malmiesiintymille ja mitkä pelkästään kohdealueelle eli tässä tapauksessa Vihannin malmivyöhykkeelle yleensä. Käytännössä tämä tehtiin piirtämällä ensin kohdematriisin karakteristikavektoreiden pituudet pylväsdiagrammina tärkeysjärjestykseen. Pylväät normeerattiin siten, että suurin pylväs oli 100 yksikön pituinen. Samaan diagrammiin piirrettiin mallimatriisin karakteristikavektoreiden pituudet samoin normeerattuina, mutta ei suuruusjärjestyksessä, vaan kohdealueen karakteristikoiden määräämään järjestykseen. Tuloksena on esimerkiksi kuvan 7 kaltainen diagrammi, josta karakteristikoita on helppoa vertailla. Numeerisia muuttujia varten kehitettiin edellä kuvattua menetelmää vastaava samanlaisuusanalyysi. Kun muuttujat saavat numeerisia arvoja, voidaan esiintymien ja ruutujen välille laskea samanlaisuusmitaksi esimerkiksi euklidinen etäisyys. Esiintymän x. ja ruudun y. euklidinen etäisyys d.. lasketaan 1 J 1J kaavasta d.. = 1J m jossa X ik = Yjk = m = muuttujan k arvo esiintymässä i, muuttujan k arvo ruudussa j ja muuttujien lukumäärä.

- 14 - Muuttujat on useimmissa tapauksissa ensin standardoitavai so. muuttujien arvojen keskiarvoksi on saatava nolla ja varianssiksi yksi, jolloin eri muuttujat ovat painoltaan samanarvoisia. Tässä tapauksessa esiintymät ja ruudut on standardoitava yhtenä kokonaisuutena. Laskemalla samanlaisuusmatriisin kunkin vaakavektorin alk ion keskiarvo saadaan jälleen jokaiselle ruudulle samanlaisuusindeksi: d. 1 I d.. i=1 J1. = jossa J 1 d. = j:nnen vaakavektorin alkioiden keskiarvo, J d.. = j :nnen vaakavektorin i:s alkio ja J1. 1 = esiintymie~ lukumäärä. Jos mallin esiintymät ovat täysin samanlaisia ja jos ruutu muistuttaa esiintymämallia täydellisesti, saa indeksi arvon nolla. Mitä vähemmän ruutu muistuttaa mallia, sitä suuremmaksi tulee indeksin arvo. Käytännössä arvot ovat vaihdelleet yhden ja kahden tienoilla. Samanlaisuusanalyysin tulokset on esitetty kartoilla skaalaattuina ympyröinä. Jokaisen ruudun kohdalle 1:1 000 000 -mittakaavaiselle kartalle piirrettiin ympyrä, jonka säde senttimetreissä on yhtä suuri kuin ruudun saaman samanlaisuusindeksin arvo. Ympyrän säde voi siten vaihdella KARANAn tuloksissa nollasta yhteen senttimetriin (esim. kuva 14) ja SIMANAn tuloksissa nollasta senttimetristä ylöspäin (esim. kuva 19). On huomattava, että suuri ympyrän säde merkitsee KARANAn tuloksissa suurta samanlaisuutta, mutta SIMANAn tuloksissa pientä samanlaisuutta. MALMIESIINTYMÄTIETOJEN ANALYYSI Tilastollisia käsittelyjä silmällä pitäen esiintymien lukumäärä (28) on pienehkö. Tilastollisesti mielenkiintoisia

- 15 - olisivat olleet tiedot vertailualueilta, so. tässä tapauksessa huolellisesti tutkituilta alueilta, joilta tunnetaan kordieriitti-antofylliittikiviä, happarnia vulkaniitteja, kalkkikiviä, karsia, arnfiboliitteja ja rnustaliuskeita, rnutta ei sinkki-kuparirnalrnirnineralisaatioita. Tällaisten alueiden valinta olisi ollut kuitenkin hyvin vaikeaa. Myöskään rnalrniarvioita ei ollut Vihannin vyöhykkeeltä käytettävissä kuin kyrnrnenestä esiintyrnästä, ja näistäkin neljä on itse asiassa Vihannin kaivoksen eri rnalrnioiden rnalrniarvioita. Haluttaessa selvittää, kuinka malmit korreloivat käytettyjen rnuuttujien suhteen, on rnalrniensuuruutta kuvaava tekijä kuitenkin tärkeä. Yhtenäisirnrnät pitoisuus- ja kokotiedot olivat sinkistä. Malrniarvioiden puuttuessa on esiintyrnien sisältärnä sinkkirnäärä jouduttu eräissä tapauksissa itse arvioirnaan. Tällöin syntyneen virheen suuruutta on ollut vaikea rnäärittää. Esiintyrnän kokoa rnittaavana pararnetrina on käytetty sinkkitonnien 10-kantaisia logaritrneja (taulukko 1). Näin tärnän rnuuttujan jakaurna on saätu lähelle norrnaalijakaurnaa. Taulukossa 1 esitetään rnyös käytettävissä olleet rnalrnien kernialliset koosturnukset Vihannin rnalrnivyöhykkeeltä. Malrnirnäärien ja sinkkipitoistiuksien riippuvuutta esiintyrnän lähiyrnpäristön (2 x 2 krn 2 ) ja kaukoyrnpäristön (10 x 10 krn 2 ) kivilajisisällöstä (%) sekä rnagneettikentän (10 x 10 krn 2 ) ja Bouguer-anornaliakentän (20 x 20 krn 2 ) pararnetreista (ks. liite) tutkittiin regressio- ja faktorianalyyseillä. Alueellisissa tutkirnuksissa Vihannin neljää esiintyrnää käsiteltiin yhtenä kokonaisuutena, koska ne esiintyvät niin lähekkäin, että edellä rnainittujen yrnpäristöjen pararnetrit ovat kaikille neljälle samat. Nurneeristen rnuuttujien väliset riippuvuudet Nurneeristen rnuuttujien riippuvuuksista kuvataan vain pääpiirteet. Syynä on se, että aineiston pienuuden vuoksi pitkälle rnenevien johtopäätösten tekerninen on epärnielekästä.

Taulukko 1. Vihannin Zn-Cu-malmivyöhykkeen esiintymien koko ja kemiallinen karakteristiikka. k. a. = keskiarvo, haj. = keskihajonta. Table 1. Size (in log:t 0 ) and chemical characteristics oi the deposits oi the Vihanti Zn-Cu ore zone. k.a. = mean, haj. = s andard deviation. Esiintymän Sinkkinimi tonnit Zn (%) Cu (%) S (%) Fe (%) Pb (%) Ag (ppm) Name of Zinc tons deposit (log10) k.a. haj. k.a. haj. k.a. haj. k.a. haj. k.a. haj. k.a. haj. Heporanta 2,0 0,04 0,03 0,01 0,007 4,4 1,8 7,50 2,59 0,004 0,004 Vihanti-Zn 6,1 6,7 0,51 8,9 7,9 12,3 9,5 0,45 0,6 31,6 26,2 Vihanti-Cu-pir 4,3 0,4 0,6 13,0 5,9 17,0 5,8 0,02 0,01 2,6 Vihanti-S 4,6 0,5 0,26 28,8 23,0 7,6 0,07 0,08 Vilminko 2,0 0,02 0,03 0,01 0,01 2,5 2,0 0,001 1,4 0,6 Vuohtojoki 4,5 2,50 2,14 0,31 0,32 22,8 12,7 0,025 0,07 5,6 1,3... 0'\ Kaskela 3,5 0,71 1,18 0,36 0,31 16,1 11, 19,6 10,5 Sirviö 3,0 0,33 0,21 0,04 0,03 24,9 5,4 28,4 9,2 1,7 0,4 Pyhäsalmi 5,9 2,47 2,78 1, 14 0,89 39,8 11,9 33,8 10,1 0,04 0,12 21,9 16, 1 Kalliokylä 4,6 2,75 1,88 0,41 0,37 29,8 11, 1 37,0 11,8 Niemisjärvi 3,0 0,46 0,27 0,07 0,04 13,9 5,6 22,1 8,5 Hallaperä 4,5 1, 01 0,79 0,42 0,30 19,1 10,5 13,9 9,8 Kangasjärvi 4, 1 3,03 3,39 0,13 0,16 28,5 13,9 0,43 0,99 22,8 44,3 Säviä 4,3 1,90 1,23 0,23 0,27 34,0 11,6 7,5 9,0 Leväniemi 2,0 0,03 0,02 0,32 0,16 8,4 3,8 15,3 3,7 Puironniemi 2,5 1,01 0,69 0,05 0,03 6,5 3,3 3,0 1,9 Paloniemi 3,0 0,89 0,88 0,13 0,12 12,8 4,1 3,4 Säviänkannas 3,0 0,37 0,55 0,12 0, 11 10,2 6,3 12, 1 5,2 10,7 4,6 Räsysuo 3,0 0,49 0,84 0,14 0,13 26,5 4,1 3,1

- 17 - Sinkkitonnien rnäärää yritettiin se1ittää 1ähiyrnpäristön kivi1ajisisä11ö11ä aske1tavaa regressioana1yysiä käyttäen (Sinc1air & Woodsworth 1970). Se1itykset eivät olleet ti 1asto11isesti rnerkitseviä. Riittävästi tietoja oli 17 esiintyrnästä. Muuttuja sinkkitonnit ei korre1oinut kovinkaan se1- västi 1ähiyrnpäristön kivi1ajien kanssa. Vain ernäksise11ä vu1- kaniiti11a oli suuntaa antava (0,4) positiivinen korre1aatio. Kun Larnpinsaari-kivi1ajiassosiaatioon (hapan vu1kaniitti, do1orniitti, karsi, kordieriittigneissi, grafiittituffi, su1- fidirna1rni, uraniniitti-apatiitti-horisontti) kuu1uvat esiintyrnät (Vihanti, Heporanta ja Vi1rninko) jätettiin pois, oli sinkkitonnei11a positiivinen korre1aatio (0,46) rnyös happarnan vu1kaniitin kanssa. Yritettäessä se1ittää sinkkitonnien rnäärää kaukoyrnpäristön kivi1ajisisä11ö11ä, oli riittävästi tietoja 16 esiintyrnästä. Käytetyt rnuuttujat eivät se1ittäneet rnerkitsevästi sinkkitonnit-rnuuttujaa. Vain kordieriitti-antofy11iittigneissi11ä oli suuntaa antava positiivinen (0,4) korre1aatio. Sinkkitonnit-rnuuttuja ei korre1oinut tutkittujen 18 esiintyrnän puitteissa rnerkitsevästi rnyöskään rnagneettikentän parametrien kanssa. Kuitenkin suuriin sinkkitonnirnääriin 1iittyvien suurirnrnan arnp1itudin ornaavien Fourier-aa1tojen suunnat ovat rnie1uiten 270-330 0 ja vähiten 330-30 0 Mainittakoon, että sarna suuntahavainto tehtiin topografisia 1inearnentteja tarkaste1taessa. Tutkittaessa varrnirnpien rna1rniarvioiden (Vihanti, Vuohtojoki, Pyhäsa1rni, Ka11ioky1ä, Ha11aperä, Kangasjärvi ja Säviä) riippuvuutta rnagneettikentän pararnetreista, havaittiin, että suuret sinkkitonnirnäärät 1iittyvät suhtee11isesti ottaen tasaiseen rnagneettikenttään. Sarna ~uuntaus näkyi rnyös 14 esiintyrnän aineistossa, josta Vihannin a1ueen esiintyrnät puuttuivat. Sinkkitonnit-rnuuttuja ei korre1oinut edes suuntaa antavasti rninkään tässä tutkimuksessa käytetyn Bouguer-anorna1iakentän pararnetrin kanssa. Tietoja oli 18 esiintyrnästä. Kernia11isia ana1yysejä rna1rneista oli saatavissa epäyhtenäisesti. T~ulukossa 1 on esitetty esiintyrnäkohtaiset

- 18 - keskiarvot. Faktorianalyysi ei oie mielekäs näin vähäiselle mu~ttuja- ja havaintomäärälle. Esiintymittäin faktorianalyysit kuitenkin tehtiin kemiallisille tiedoille. Voitiin havaita, että sinkki- ja kuparipitoisuudet eivät korreloineet muutamaa poikkeusta lukuun ottamatta (Vihannin rikkimalmit, Vilminko, Sirviö ja Niemisjärvi). Rikki ja rauta seuraavat toisiaan, mikä itse asiassa vain vahvistaa käsitystä Vihannin malmivyöhykkeen esiintymien rautakiisuvaltaisuudesta (Huhtala e t a-l. 1978). Esiintymäluokat ja niiden tyypilliset ominaisuudet Esiintymäluokkia ja niiden tyypillisiä ominaisuuksia tutkittaessa mukana olivat Vihannin malmivyöhykkeen esiintymien lisäksi Etelä-Suomen sinkki-kupariesiintymät. Ratkaisu perustuu siihen käsitykseen, että mainitut esiintymät ja n i iden ympäristöt ovat geologialtaan siinä määrin samankaltaisia, että niitä voidan käsitellä tilastollisesti yhtenäisenä ryhmänä. Tähän johtopäätökseen tultiin vertailemalla mm. Helovuoren (1979), Huhtalan (1979) ja Latvalahden (1979) kirjoituksia. Ryhmiteltäessä esiintymiä malmin ~~~~e!!~~~~_~e~e~~~ ~~~~~~~e~l_~e!~~~~~~~e!~g~e~_je_~~~~~~y~~~_~~~~ perusteella saatiin kaksi ryhmää: kaivokset ja muut esiintymät. Kaivokset-ryhmään luokittuivat toimivien, entisten ja potentiaalisten kaivosten lisäksi Salo-Issakka ja Nyckeln. Kemismin ja malmimineralogian samanlaisuus aiheuttavat sen, että mainitut pienet esiintymät luokittuvat tähän ryhmään.!~~~~~:_je_~~y~~~y~~~ perusteella luokiteltaessa saatiin karkeasti ottaen kaksi ryhmää: toisen muodostaa ns. Lampinsaari-kivilajiassosiaatioon kuuluvat Vihannin alueen esiintymät ja toisen muut esiintymät. ~~~~Y~E~~~~~~~_~~Y~!ej~~~~~!!~~ perusteella esiintymiä luokiteltaessa saatiin kaksi ryhmää: kaivokset (Orijärveä lukuunottamatta) ja muut esiintymät. Tulos oli vaikeasti

- T9 - tulkittava. Myöhernmin suoritetun karakteristiikka-analyysin tuloksista voitiin havaita ryhrnien välisen eron ilrneisesti johtuvan happarnien vulkaniittien esiintyrnisrunsaudesta. Kaivokset-ryhrnässä näyttävät happarnat vulkaniitit olevan yleisernpiä kuin toisessa ryhrnässä. Esiintyrniä ~~~~QY~E~~! ~ ~_~~~~!~j~! ~!! ~ perusteella luokiteltaessa ei saatu selviä ryhrniä (kuva 4). Toisin sanoen esiintyrnien kaukoyrnpäristöt ovat niin sarnanlaisia, että niiden voidaan katsoa kuuluvan sarnaan ryhrnään. SAMANLAISUUS KASVAA - OL TAVA 13 SÄVIÄ 17 AIJALA 18 METSÄMONTTU 5 VUOHTOJOKI 9 KALLlOKYLÄ 12 KANGASJÄRVI 16 RÄSYSUO 14 PUIRONNIEMI 15 PALONIEMI 1 11 10 NIEMISJÄRVI 11 HALLAPERÄ 6 KASKELA 8 PYHÄSALMI 7 SIRVIÖ 2 HEPORANTA 3 VIHANTI 4 VILMINKO 21 TUPALA 19 ORIJÄRVI 22 NYCKELN 23 MÄNTYSAARI 20 LAGNÄS Kuva 4. Esiintymien kaukoympäristöjen (10 x 10 km 2 ) geologisten tietojen ryhmittelyanalyysi. Fig. 4. Cluster analysis on the data of broad environmental setting (10 x 10 km 2 ) of the Zn- Cu deposits.

- 20 - Poikkeavasti käyttäytyy kolme esiintymää: Lagnäs, joka sijaitsee meren rannalla ja siten kaukoympäristön geologia on melkoisessa määrin oletusten varassa, Mäntysaari, joka on Saimaan saari, ja Nyckeln, joka sijaitsee granitoidimassiivissa olevassa liuskesulkeumassa. ~!~~g~~g Luokiteltaessa esiintymiä lq_~_lq_~~~_:~1~~~g_~~gg~~~ ominaisuuksien perusteella saatiin jälleen kaksi ryhmää, joita voitaisiin maantieteellisen sijaintinsa mukaan nimittää pohjoiseksi ja eteläiseksi ryhmäksi. Ero aiheutunee magneettikentän ominaisuuksien systemaattisesta muuttumisesta siirryttäessä etelästä pohjoiseen. Kun luokitteluperusteena käytettiin yksinomaan Vihannin vyöhykkeen 18 esiintymän ympäristön magneettikentän arvoja, joista systemaattiset muutokset oli suodatettu pois (käytettiin Geologisen tutkimuslaitoksen korkealentokartoilta saatuja magneettikentän totaaliintensiteetin jäännösanomalia-arvoja IGRF-65 kentän suhteen, Korhonen 1979), saatiin täysin erilainen tulos (kuva 5). Ryhmään kaivokset sijoittuivat Vihanti, Pyhäsalmi, Aijala, Metsämonttu, Orijärvi, Vilminko, Vuohtojoki, Kaskela, Sirviö, Tupala, Verttuunjärvi, Lahdenranta, Nyckeln ja Lagnäs. Tämän ryhmän esiintymien ympäristöjen magneettikenttien maksimiarvot ovat pieniä ja minimiarvot suuria sekä hajonnat näin ollen pieniäi toisin sanoen kyseiset magneettikentät ovat tasaisia verrattuna sinkkiesiintymien ympäristöjen magneett i kenttiin yleensä. Tyypillisistä Fourier-suunnista puuttuu N-S-suunta, joka taas ryhmässä muut on tärkeä suunta. Kaivoksille ovat luonteenomaisia suunnat 26-55 0, jotka puolestaan toisesta ryhmästä puuttuvat. Regressio-, ryhmittely- ja karakteristiikka-analyyseillä saatiin siis yhdenmukai set tulokset: suuret sinkkitonnimäärät liittyvät suhteellisesti ottaen tasaisiin magneettikenttiin. Suoritettaessa esiintymien ryhmittelyä ~Q_~_~Q_~~~ :Y~E~E!~~Qi~g_~2~g~~E:~g2~~1!~~~g~~g perusteella, jätettiin Fourier-~tiunnat poise Syynä on pääilmansuuntien ylikorostuminen, mikä puolestaan aiheutuu käytetystä aluekoosta ja saatavissa olevan havaintopisteverkon tiheydestä. Geodeettisen

- 21 - SAMANLAISUUS KASVAA - m rn @ [?J OLTAVA KALLlOK YLÄ HEPORANTA NIEMISJÄ~VI KANGASJÄRVI [ RÄSYSUO ~ MÄNTYSAARI [j) HALLAPERÄ [j] LEVÄNIEMI ~ SÄV I Ä ~ SÄV I ÄNKANNAS ~ PALON IEMI ~ PUIRONNIEMI Q) VIHANTI 0 V I LMINKO KASKELA SIRV I Ö <V PYHÄSALM I @ AIJALA METSÄMONTIU @ @ @ @ @ @ ORlJÄRV I NYCKELN TUPALA V.ERTTUUNJÄRVI LAHDE NRANTA - JUON I LÄGNÄS VUOHTOJOK I 2 Kuva 5. Esii ntymien aeromagneettisten tietoj en (10 x 10 km ) ryhmittelyanalyysi. Fig. 5. CLuster analysis on the aeromagnetic data (10 x 10 km 2 ) of the Zn - Cu deposits. laitoksen mittauspisteet ovat keskimäärin 5 km:n etäisyydellä toisistaan. Luotettavampien Fourier-suuntien laskemiseen tarvittaisiin tiheämpi pisteverkko. Luokittelussa saatiin Pyhäsalmi-ryhmä ja Vihanti-ryhmä (kuva 6). Edellistä luonnehtivat alhaiset Bouguer-anomalia-arvot sekä kentän huiputtomuus, jälkimmäistä korke at anomalia-arvot ja kentän yksihuippuisuus. Samanlaisuusanalyysin avulla tapahtuvaa Vihannin malmivyöhykkeen malmipotentiaalin arviointia varten suoritettiin

- 22 - SAIo4ANlAISUUS KASVAA <D OLTAVA KASKEl A CD SIRVIÖ @ HEPORANTA VUOHTOJOKI PYHÄSAlM I @ @ @ TUPAlA lahdenranta VERTIUUNJÄRVI KANGASJÄRVI @ @ rn rn RÄSYSUO MÄNTYSAARI VIHANTI VllMINKO ~ NYCKElN ~ AIJAlA ~ Io4ETSÄIo40NTTU fij] ORIJÄRVI ~ lägnäs ([J KAlllOKYlÄ [g N IEMISJÄRVI I!] HAllAPERÄ ~ SÄVIÄ [ PAlONIEMI [2l SÄVIÄNKANNAS fi] leväniemi ~ PUIRONNIEM I 2 Kuva 6. Esiintymien gravimetristen tietojen (20 x 20 km ) ryhmittelyanalyysi. Fig. 6. Cluster analysis on the gravimetrie (Bauguer ) datd (20 x 20 km 2 ) of the Zn- Cu deposits. karakteristiikka-analyysi erikseen sekä rnalli- että kohdernatriiseille, toisin sanoen ryhrnittelyanalyysillä saatujen rnalrniesiintyrnäryhrnien ja toisaalta Vihannin rnalrnivyöhykkeen 98 peruskarttalehtialueen geologisille,aerornagneettisille ja gravirnetrisille tiedoille. Vertaarnalla tuloksia voitiin päätellä, rnitkä orninaisuudet olivat luonteenornaisia rnalrniesiintyrnille ja rnitkä rnalrnivyöhykkeelle yleensä. ~~2!2g!~E~~ tietojen rnalliryhrnän rnuodostivat ne 23 esiintyrnää, joiden kaukoyrnpäristöistä tietoja oli saatu (taulukko 2). Aikaisernrnin on jo todettu, että esiintyrnät

Taulukko 2. Numeeriset tiedot. k.a. = keskiarvo, haj. = keskihajonta. Table 2. Numerical data on the deposits of the Vihanti Zn-Cu ore zone and southern Finland. k.a. = mean, haj. = standard deviation, huipp.lukum. = number of peak anomalies, maks. = maximum, min. = minimum, sed. = sedimentary rocks, vulk. = metavolcanic rocks, syv. = plutonic rocks. Magneettiset tiedot Magnetie data Gravimetriset tiedot Gravimetrie data Geologiset tiedot Geologieal da ta Esiintymät 1. Ka. 2. Haj. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. Huipp. Maks. Min. Ka lukum. Haj. Huipp. Maks. Min. lukum. 11. 12. 13. % Sed. % Vulk. % Syv. 1. Oltava - 34 2. Heporanta - 82 3. Vihanti 11 4. Vilminko 312 5. Vuohtojoki 362 6. Kaskela 73 7. Sirviö 76 8. Pyhäsalmi - 3 9. Kalliokylä - 14 10. Niemisjärvi - 23 11. Hallaperä - 95 12. Kangasjärvi 46 13. Säviä -110 14. Puironniemi 53 15. Paloniemi - 26 16. Räsysuo 34 17. Aijala -216 18. Metsämonttu -204 19. Orijärvi -184 20. L~gnäs 21. Tupala 22. Nyekeln 23. Mäntysaari -206 94-221 - 51 237 286 187 400 520 180 179 158 284 254 234 359 354 220 344 343 96 108 79 119 195 113 322 26 19 17 19 26 20 29 19 30 44 25 40 25 42 38 36 15 12 30 22 26 22 40 1107-556 -21,7 9,3 1086-543 - 8,9 5,7 557-605 - 0,7 2,5 1517-620 - 0,9 2,9 2465-384 -16,5 4,5 548-285 -24,S 1,4 548-285 -23,3 2,0 899-237 -17,3 3,9 1125-415 - 6,8 4,0 801-460 - 7,7 3,9 611-460 - 9,9 4,7 1332-581 -21,S 2,9 1018-544 - 8,2 2,9 766 1018 1332-325 -544-581 - 5,0-6,7-20,8 2,6 2,6 3,1 435-349 5,0 4,0 435-338 4,9 4,1 139-334 5,3 3,0 255-418 2,3 3,9 588-251 -11,5 2,0 435-403 5,5 2,9 1084-588 -14,3 2,7 4 2 o o o o o o o o o -6,1-36,1 2,2-20,4 3,2-7,6 3,2-8,6-8,3-23,S -20,2-23,8-17,7-27,8-7,3-24,0-1,6-16,4-1,5-16,8-1,4-18,5-14,3-25,9-2,3-18,5-0,9-11,5-2,3-13,9-13,5-26,0 11,9-1,2 11,8-1,2 12,1-0,7 9,2-5,1-7,9-15,7 11,6 0,5-10,5-24,8 5 52 40 32 20 10 9 4 18 28 45 12 8 30 13 13 8 9 20 23 o 75 5 3 5 2 10 11 10 5 15 9 3 3 27 33 40 o 69 31 o 90 43 54 62 78 32 14 59 73 57 46 63 69 57 56 62 65 58 40 55 26 69 25 IV W

- 24 - muodostavat kaukoympäristöiltään muutamaa poikkeusta lukuun ottamatta varsin yhtenäisen ryhmän. Geologisten tietojen karakteristiikka-analyysissä ei voitu havaita mitään erityisen selviä nimenomaan malmiesiintymien ynpäristöille tyypillisiä karakteristikoita (kuva 7). Ehkä kuitenkin intermediaaris-emäksisten syväkivien runsaus (karakteristikat 195 ja 196) yhdessä happamien vulkaniittien kanssa (karakteristika 186) on jonkin verran luonteenomaisempaa malmiesiintymien ympäristöille kuin Vihannin malmivyöhykkeelle yleensä. Kuvaan 7 on merkitty sinkkimalmiesiintymien ympäristöjä luonnehtivat tärkeimmät ominaisuudet samanlaisuusanalyysiä varten. Näiden ominaisuuksien voidaan katsoa KARAKTERISTII KKAVEKTORIN PITUUS ~ 194 - - - - - - - - 180 - - - - - - - - - - - - _ - 215 - - - - -- 183 -- ffliid - - 182 =-=.: - - - - - - ~ - - - - ;:0; 199 - - - - - - - - -?i; 193 - - - - - - - ~ 181 =-=- - - - - - --< 216 - - - --_ ~[illjf-'=-=:::=-==':=- Ui 188 F-==-=-=-=-= ~ 177 I=-==-=-Z- ~ WWF-'-=-=~~~------ --< [llij F~'-=-=-==-==-- 213 F=-==-=-=-= 217 1=-==-=-=-=:..: 206 F-=-=-- - 191 F-==-=-:' 1illlF--==-=--=---- 178 ~-- 179 r=-=-=.:- 184~ flq1j t=-'=--a'----- 220F=-=-.: 219 -_ 190 ==-==- (ill) -=--- rn 189F--- o Kuva 7. Es~intymien ympäristöjen (10 x 10 km ) ja tutkimusruutujen geologisten tietojen karakteristiikka-analyysin vertailu. Tärkeimmät karakteristikat (ks. liite 1/6) merkitty D: lla. Fig. 7. Compar ison of characteristic analyses on geological data of study cells and broad en~iro n mental settings (10 x 10 km ) of Zn - Cu deposits. Mos t inportant characteristics mar ked by D. 175 : Percentage of sedimentary r ocks 1-10 % 176 : Percentage of sedimentar y rocks 11-30 % 185 : Percentage of volcanites > 30 % 186 : acid volcanites in the area 192 : percentage of plutonites 51-70 % 195 : interm. plutonites in t he area 196 : mafic - 11 - - 11 _ 198 : granitic gneiss 207: Pyhäsalmi- type r ock association 218 : lineaments 26-55 0.

- 25 - selvimmin erottuvan Vihannin malmivyöhykkeen 98 peruskarttalehtialueen muodostamasta taustasta. ~~S~~~~~!~!~ tietoja käsiteltäessä käytettiin kolmea malliryhmää. Ensimmäiseen kuuluivat kaikki esiintymät (27) lukuun ottamatta Salo-Issakkaa, josta ei oie käytettävissä aeromagneettisia tietoja. Toisen ja kolmannen mallin muodostivat ryhmittelyanalyysin tuloksena saadut ryhmät kaivokset ja muut esiintymät (kuva 5). Aeromagneettisten tietojen karakteristiikka-analyysiä varten (käytössä totaali-intensiteerin jäännösanomalia-arvot IGRF-65-kentän suhteen) muuttujat kentän keskiarvo, kentän hajonta, anomaliamaksimi ja -minirni sekä anomaliahuippujen lukumäärä (karakteristikat 242-256, ks. liite) jaettiin malmiesiintymien ympäristöjen keskiarvojen perusteella kolmeen osaan seuraavasti: I x. < x - S 1. m - II x - s < x. < x + s m = 1. m III x. > x + s, jossa 1. m x. = tutkimusruudun i kentän keskiarvo 1. x = esiintymien ympäristöjen kenttien keskiarvo ja m s = keskihajonta. Tästä seuraa se, että ensimmäisen magneettisen malliryhmän (kaikki esiintymät) luonteenomaisimmat ominaisuudet sijoittuvat toiseen luokkaan. Toivottiin myös, että näin voitaisiin korostaa malmiesiintymien ympäristöjen ja tutkimusalueen välisiä mahdollisia eroja. Kuvissa 8, 9 ja 10 selviävät magneettisten malliryhmien tyypillisimmät ominaisuudet. Niitä tarkasteltaessa havaitaan, että ensimmäisen malliryhmän esiintymille (kaikki esiintymät) ovat magneettikentässä N-S- ja W-E-Fourier-suunnat tyypillisempiä kuin Vihannin malmivyöhykkeelle yleensä. Toiselle malliryhmälle (kaivokset) on luonteenomaista, että magneettikentän keskiarvo, hajonta ja anomaliamaksimi saavat alhaisempia arvoja kuin sinkkiesiintymät ja Vihannin malmivyöhyke

- 26 - KARAK TERISTII KKAVE KTORIN PITUUS g; 262 256 --------- 266 264 tilll - --- --------- - - - - - - - - --- 251 263 - - - - - - - -. ru - - - - - - - - -- ~ ~~~~~~~~~----!i) 270 ----- ~ ~~-~-~---~-~---~~-----~ ~ Illfj ------ - --- izj Iill ----- ~ 242'... _... 244 291 278 ~... 289 285 I=-=-=.:::...- 269 ~... 290 286 llli1 t=-=--... _- 292 253 283 277 2 76 271 254 281 273 287 Kuva 8. Es}intymien ympäristöjen (10 x 10 km ) ja tutkimusruutujen aeromagneettisten tietojen karakteristiikka-analyysin vertailu. Tärkeimmät karakteristikat (ks. liite 1/7) merkitty D:l1a. Fig. 8. Comparison of characteristic analyses on aeromagneti~ data of study cells and 10 x 10 km areas ar ound Zn- Cu deposits. Most impor t ant characteristics marked by D. Values (nt) in Figs. 8-10 are residual anomalies of total i ntensity according to IGRF- 65 1 km above the gr ound. 243 : mean value - 98 < x < 153 246: standard deviat70n 196 < x < 382 249 : number of peak anomal ies 19- < x < 36 250 : number of peak anomal ies > 36 8 252 : max. value 5?6 < X < 1488 255: min. -- - 595 < X < - 351 265: Fourier directions 1 LJ - 35 0 268 : - - 71 0-95 0 272 : direction of highest Fourier 280 : 284 : amplitude 161 0-10 0 gradient direction 341 0 - - 71 0 KARAKTERISTlIKKAVEKTORIN PITUUS ~ 10 0-95 0 262 J=.-o...-----...---.-.....--... 256 1=-==-=:.=-=-=...;=-==-==-=......---= 266 I=--==-==-=:'::'='-=-=--=--=-=,;=-= 243 FI=:...::-=-=-=.;::...:=-==-==--==--=:... 264 ~=-==-='--=-=- - - - - - - - ~~~~--~--~~------ 248 p::...::=-==-==-=:.-- - - - - - -- 2 5 7,...,... L..IO...::...=..- - - -- rn I---~--=... =-=:...=.=.::=-==-- 263 ~....-...... ~~~:...=-=-=-=:...::-=-~~--------- :,r;: 252 1=-'=-=:':- - - - - - - - l> 270 p::...::=-=..=. ~ ~ ~=-=:...=~... ~-=-~=----- -t 246 t- - - - - - - - - - ~ Iilll!=-==-=-=-=-:=-==-=-=-=- fj, Im I=-'=-==-==-=... '-'~ _...:~=-_ ~ m I=-'=-==-=-=-'==-=~ ~ 267,...... -...:... m F=-==-=-=-=-==-=-- 255 1=-'=-==-==-= 272 r- - - - 244 1=-==-='-= 29 1 t- - -- 2 78 F-=-=-::~ 289 F-=-:='-- 285 F-=-- m - 290 ~-- 286 - -- 284 p=-==- 292 - - 253 1=-'=-=:'- 283 F-'::'::'-=-- 277 F-=-=- 247 p::..=_ 280 F-'---- Illil~=-- Imll= - 254 I=-=-- Kuva 9. I1Kaivokset l1 -ryhmän esi~ntymien ympäristöjen (10 x 10 km ) ja tutkimusruutujen aeromagneettisten tietojen karakteristiikkaanalyysin vertailu. Tärkeimmät karakteristikat (ks. liite 1/7) merkitty D :lla. Fig. 9. Compar i son of characteristic analyses on aer omagnetic

- 27 - KARAKTERISTlIKKAVEKTORIN PITUUS ~ 256 262 p=...:=-=-=-... o..=.=...;..._-_ 266 - - -- ~p=...:~~--~~~~~------ 264 r-:=-==-=:..=-=--=-=-::=-==-==- 245 r- - - - - - - - - - - 248 r- - - - - - - - - -- 257 I'=--=-==-==-==-==--=:...=:...=...=.: 251.- - - - - - - - - - 263 1=-=--'=......'-==--=...- ~~~~~~~~~ ~ ~I=-=-::~=-=~~~=----------- J> ~ 270 261 F-=-=-=-=-= ~ Iill F=-=--=--=-----=-='------------ :0 üi -< ~ 268 r-==-=~-=- - - - 265 r-==-=:-.=-=--=-~ 242 F=-= - - - -- W - 274 F=-= - - - Iill ~=-==-==-==--------------- Iill F-==-=:...::...---- 244 r- - -- 291 ~ - -- 278 JI'IL---..... 289 r- - Im F=-=-==--- 269 r- -- 2901=-=- 286 F-=- Iill ~=-=----_ 292 - -- 253 - -- 283 ~- 277 ~=-=_ 247 - -- 280 F=-='----- 276 - - 271 254 _ - Iill r-=-- 273 -- 287 279 288 _ - ~~------ 282 i=-=data of study cells and 10 x 10 km 2 areas around Zn- Cu deposits of group mines. Most important characteristics marked by D. 242 : mean value < - 98 245: std deviation < 196 249: nr of peak anomaues 19< x< 36 251 : max. value < 576 -- 261 : Fourier- directions 86 0-115 0 265: - - 1 0-35 0 268: - - - - 71 0-95 0 269 : direction of highest Fourier amplitude 86 0-115 0 270: direction of highest Fourier amplitude 106 0-145 0 271 : direction of highest Fourier amplitude 136 0-170 0 274: direction of highest Fourier amplitude 26 0-55 0 o Kuva 10. Muut esiintymät-ryhmän es}intymien ympäristäjen (10 x 10 km ) ja tutkimusruutujen aeromagneettisten tietojen karakteristiikka-analyysin vertailu. Tärkeirnrnät karakteristikat (ks. liite 1/7) merkitty D :lla. Fig. 10. Comparison of characteristic analyses on aeromagneti~ data of study cells and 10 x 10 km areas around Zn- Cu deposits of group non-mines. Most important characterostocs marked by O. 243 : mean value -98 < x < 153 246 : std dev. 196 < x < 382 249: nr of peak anomaues 19 ~ x ~ 36 250 : - - - >36 252 : max. value 576 < x < 1488 255 : min. -- - 595 < x < - 351 267: Fourier-directiöns 46 0-80 0 272 : direction of highest Fourier amplitude 161 0-10 0 281 : gradient direct~ on 1 0-35 0 284: 71 0-95 0 285 : - - 86 0-115 0 yleensä. Lisäksi korostuvat rnagneettikentässä W-E-Fourier -suuntien ohella 26-55 - ja 136-170 0 -suunnat. Kolrnas rnalliryhrnä (rnuut esiintyrnät) rnuistuttaa suuresti ensirnrnäistä rnalliryhrnää. Tärnä johtuu ' siitä, että kaikki esiintyrnät -ryhrnän esiintyrnistä yli puolet kuuluu rnyös ryhrnään rnuut esiintyrnät, Lisänä on vain 46-80 0 -suuntaisten piirteiden korosturninen. Vihannin rnalmivyöhykkeestä yleensä kolmas malliryhmä eroaa siinä, että 26-55 ja 106-145 0 -suunnat eivät ole merkittäviä.

- 28 - KARAKTERISTIIKKAVEKTORIN PITUUS ~ S 308 F=-=:.='::a..:::...:::...=...a::...=...;=-- - - - - - - -- 302 300 f=-':':o...-----.. - - - - - - - 301. [JQj) - - - 294 f=-'=-=::::=-=--=-'=;=;-:; - - - 293 306 I- ~ Iilll 305 ;:0; ITIQlI- 1> Im ~ :,:; 309 4 (Tl 341 :::0 342 üi :::j 297 ~ tml 4 (lli) fill!illl - Iilll 334 303,... 339 335 =-=--- Im 329 Fig. 11. Compar ison of eharaeteristie analyses on gravimetrie (BouguerJ data of study eells and 20 x 20 km 2 areas around Zn - Cu deposits. Most important eharaeteristies marked by D. Values mgal in Figs. 11-13. 295 : mean value - 10 < x < - 5 296: - - > - 5 298 : std dev. 2. 5 < x < 3. 5 299 : - - 3. 5 < x < 4. 5 301 : nr of peak anomalies 0 30? : max. value > 0 310 : min e value - 20 < x < - 15 311: - - > 15 33?: gradient direetions 106 0 338 : 136 0 340: - - 181 0 KARAKTERIS TIIKKAVEKTORIN PITUUS ~ g 302F~ ~~:::~~~~ Kuva 11. Esiintymien ympäristöjen (20 x 20 km2) ja tutkimusruutujen gravimet rist en tie t ojen karakteristiikka-analyysin vertailu. Tärkeimmät karakt eristi kat merkitty D : lla (ks. liite 1/8). ~~~y~~~~~~~~~_i~q~g~~~ ~~Q~~!~~) tietoja käsiteltäessä käytettiin myös kolmea malliryhmää, j oiden tärkeimmät gravimetriset karakteristikat on esitetty kuvissa 11-13. Ensimmäiseen kuuluivat kaikki 300 F-:...:::..=-=-=-------= - - - - ~~~~~-=-~=-~~~~-- IID F~-=---=-=-=-=~--=~=-=-~-- cm F-==-==-==-==-==-=:...:::...:::...:::...:=-==---- fid FI-~~-=-=-=-=-=-=-=...:::.=--- 306 t- - - - - - - - --- 295 - - --- 298~b~:...::~~~~~~- ~~~~~--~~------------ :,:; 31 0 FI-~=-==-=::...;;;;;...;;;~ 1> 299 F'-:'=:'=-=--=::::- ~rjö3 q Iill F-=-=-=-=-==------ (Tl :::0 342 FI-:..=-,-=--=-;::- ~ Iill F---=-=--=------ ~ 337~ - - -- 4 311 r- - - -- Im - 307 F-::':::':::' ~~-~~~~---- 334 - - 303 - - tml=-'~= 335~=-==,- Kuva 12. Pyhäsalmi-r yhmän es~~ntymien gravimetristen tietoj en

- 29 - KARAKTERIS TIIKKAVEKTORI N PI TUUS ~ ~------------~------------~ 308 - - - - - - - - - - - - - - - - - 302... - 300 - - - - - - - - -- 304 - - - - - - - - - - - -- 301 ~~=-~=-~~~~~~~ 294 - - - - - - - - - - -- 293 - - - - - - - - - - -- ~F-~~~~~~~~~~--------- ~~~~.~~~~~~~---------- ~~~~~~~~------------ 305- - - - - - ::0: ~!lillf-~~=--==-==-==-==------------ ~~~=-==-=~~=------ ~ 3091=-=-.....- -l341------ g 342 ~ - -- üi :j ::0: 1> -l 297~=-= ~~~~~----------- ~~=-~~=------------------- 338 F-='-=-=-':::' ~~~~~------------------ 340 F'-=-:=-:=- 334 F-~=-==-='- 303 I=-=-~=--_ 339F-'-. 335- --- ~~~~------------------- ~F-==-==--------- 343 1=-=='--_ 339 F-'::...:=----- 332~=-=... rm F=-==--------- 336 ~=-==----- karakteristi ikka-analyysi n vertailu. Tärkeimmät karakteristikat (ks. liite 1/8) merkitty D: lla. Fig. 12. Comparison of ehar aeteristie analyses on gravimetrie (Bouguer) data of study eells and 20 x 20 km2 areas around Zn- Cu deposits of group Pyhäsalmi. Most important eharaeteristies mar ked by D. 293: mean value < - 20 294 : - - 20 < x < -10 297: std dev. < 2. 5 301: nr of peak änomalies 0 304 : max. value < -10 305 : - 10 < x < -5 309 : min e value - 25 < x < - 20 338 : gradient direet ions 136 0-170 0 339: - 161 0-190 0 340 : - 181 0-215 0 341: - 206 0-235 0 Kuva 13. Vihant i-ryhmän es1.1.nty- 8 mien gravimetristen tietojen karak- t eristiikka-analyysin vertailu. Tärkeimmät karakteristikat merkitty D : lla (ks. liite 1/8). Fig. 13. Comparison of eharaeteristie analyses on gravimetrie (Bouguer) data of study eells and 20 x 20 km 2 areas around Zn- Cu deposits of group Vihanti. Most import ant eharaeteristies marked by D. 295 : mean value - 10 < x < - 5 296: - - > - 5 298 : std dev. 2. 5 < 299: - - 3.5 < 306 : max. value - 5 30?: - - > 0 x < 3. 5 - x < 4. 5 < x < 0 310: min e value - 20 < x < - 15 31 1: - - > -15 328 : 329: 337: esiintymät lukuun ottamatta Salo-Issakkaa, josta,ei ollut tietoja käytettävissä. Toisen ja kolmannen mallin muodostivat ryhmittelyanalyysin tuloksena saadut Pyhäsalmi-ryhmä ja Vihanti-ryhmä. Fourier -suuntia ei ollut mukana karakteristiikka-analyysissä samasta syystä kuin ei ryhmittelyanalyysissäkään (ks. s. 20-21). Gradienttitason kaateen suunnat olivat mukana, mutta nekään eivät osoittautuneet erityisen tärkeiksi. Suuntien vähäiseltä näyttävään merkitykseen lienee syynä suurimmaksi osaksi se. että nämä suunnat oli jaettu suhteellisen moneksi karakteristikaksi

- 30 - (16/35). Koska ykköset voivat jakautua karakteristiikkamatriisissa näinkin monen karakteristikan osalle, karakteristiikkamatriisiin tulee suuntien kohdalle suhteellisesti enemmän nollia kuin muiden muuttujien osalle. Mitä enemmän on nollia, sitä vähemmäksi jää kyseisen karakteristikan vaikutus karakteristiikka-analyysissä. Toisaalta karakteristikoiden vähentäminen johtaa informaation heikkenemiseen. Kaikkien esiintymien ryhmälle on tyypillistä hieman korkeampi kentän keskiarvo, pienempi hajonta ja selvästi korkeammat maksimi- ja minimiarvot sekä kentän huipputtomuus kuin Vihannin vyöhykkeelle yleensä. Pyhäsalmi-ryhmälle onluoteenomaista kentän huiputtomuus sekä alhaisemmat keskiarvot, hajonnat, maksimit ja minimit kuin ensimmäiselle malliryhmälle sekä Vihannin malmivyöhykkeelle yleensä. Gradienttitason kaateen suunnista merkittävin on 206-235 0. Vihanti-ryhmä on ominaisuuksilta an Pyhäsalmi-ryhmän vastakohta. Merkittävin gradienttitason kaateen suunta on 106-145 0. VIHANNIN MALMIVYÖHYKKEEN MALMIPOTENTlAALISTA Samanlaisuusanalyysi Koska vertailualue koostui 98:sta 10 x 20 km 2 :n ruudusta (so. 1 :20 000 peruskarttalehdistäi 2- ja 3-kaistojen rajalla olevat kapeat karttalehdet pois luettuina), käytettiin geologisena materiaalina esiintymien kaukoympäristöjen (10 x 10 km 2 ) geologisia tietoja. Jokaisesta ruudusta kerättiin samat tiedot. Geologisilta tiedoiltaan puutteelliset alueet on merkitty X:llä karttaesityksissä (kuvat 14, 18 ja 19). Magneettiset ja Bouguer-anomaliatiedot ovat täysin yhtenäisiä. Ryhmiteltäessä esiintymiä niiden kaukoympäristöjen g~q!qg! t~~ tietojen perusteella oli todettu esiintymien samankaltaisuus muutamaa poikkeusta lukuun ottamatta. Niinpä

- 31 - vertailumateriaaliin kuuluivatkin ne 23 esiintymää (taulukko 2), joiden kaukoympäristöistä tietoja oli saatu. Kun mallissa oli mukana 10 esiintymille tyypillisintä geologista karakteristikaa (kuva 7), oli tutkittavien 98 ruudun samanlaisuusarvojen vaihte'luväli 0, - 0,37 (KARANAanalyysin max. arvo 1,0). Korkeimmat arvot ovat vyöhykkeen kaakkoispäässä Säviän ympäristössä (0,37: karttalehti 3314 07), mutta myös Vihannin alueella on muutamia korkeita arvoja (kuva 14). Testauksen vuoksi suoritettiin analyysi mallilla, johon kuuluivat kaikkien esiintymien kaikki geologiset karakteristikat, mutta olennaisia eroja ei havaittu. Kun muistetaan, että esiintymiä on eniten juuri vyöhykkeen kaakkoispäässä Pyhäsalmen-Säviän alueilla, mallissa väistämättä tämä alue painottuu. Muistettakoon myös, että Vihannin malmivyöhykkeen kaakkoisosa on varsin tarkasti kartoitettu ja alue on lisäksi kohtalaisen hyvin paljastunut. Näin ollen ei oie yllättävää, että korkeimmat samanlaisuusarvot sijoittuvat tänne. Edellä mainitun mielessä pitäen merkittävintä geologisten tietojen suhteen onkin se, että vyöhykkeen luoteispää tästä huolimatta saa melke korkeita samanlaisuusarvoja. Mainittu alue tiedetään huonosti paljastuneeksi ja alueen geologinen kuva perustuu paljolti geofysikaalisiin tulkintoihin ja syväkairauksiin. Huomattakoon vielä se, että tutkimusaluetta olisi ehkä ollut syytä laajentaa jonkin verran Vihannin kaivoksesta etelään, lounaaseen ja länteen. Muutaman reunaruudun saamat korkeat samanlaisuusarvot viittaavat tähän suuntaan. Kun vertailun vuoksi tehtiin samanlaisuusanalyysi siten, että sekä malli- että kohdematriisi koostuivat numeerisesta tiedosta (sedimenttikivien, vulkaniittien ja syväkivien prosenttiosuudet, taulukko 2), oli tulos samansuuntainen kuin käytettäessä binaarista tietoa. Ryhmiteltäessä esiintymiä 10 x 10 km 2 -alueen ~~~~~~9- ~~~~~!~~~~ ominaisuuksien perusteella oli saatu kaksi ryhmää, joista toiseen (kaivokset) kuuluivat Aijala, Metsämonttu, Orijärvi, Pyhäsalmi, Vihanti, Vuohtojoki, Vilminko,