GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS Pohjois-Suomen yksikkö M 10.4/2005/3 Jari Nenonen 08.02.2005 HANKE 2104018 MAAPERÄTEKIJÄT MALMIVIITTEIDEN LUOKITTELUSSA HANKKEEN LOPPURAPORTTI
2 GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS KUVAILULEHTI Päivämäärä 08.02.2003 Tekijät Jari Nenonen Raportin laji Tutkimusraportti Toimeksiantaja Geologian tutkimuskeskus Raportin nimi HANKE 2104018 Maaperätekijät malmiviitteiden luokittelussa : hankkeen loppuraportti Tiivistelmä Hankkeen tehtävä on tuottaa tietoa maaperätekijöistä, jotka vaikuttavat malminetsinnän yhteydessä tehtävään malmiviitteiden selvitykseen ja etsintään. Tuotetun tiedon avulla kehitetään maaperän näytteenottomenetelmiä malminetsinnän kannalta tehokkaammiksi, tarkemmiksi ja edullisemmiksi. Hankkeen yhteydessä jo olemassa olevat ja uudet malmiviitteet tallennetaan GTK:n tietokantoihin sekä luodaan järjestelmä, jonka avulla tieto uusista merkittävistä malmiviitteistä johtaa mahdollisimman nopeasti tehokkaaseen ja harkittuun selvitysprosessiin. Tavoitteena on lisätä yksikössä malmiviitteisiin ja niiden selvittämisprosessiin liittyvää tietoa siten, että on mahdollista koota ryhmä, joka malminetsintään liittyvää geologista aineistoa, tietotaitoa ja tehokkaimpia näytteenottomenetelmiä apunaan käyttäen ottaa osaa GTK:n malminetsintään ja on tarpeen mukaan käytettävissä malminetsintään liittyvässä maksullisessa palvelutoiminnassa. Asiasanat (kohde, menetelmät jne.) maaperä, malminetsintä, näytteenottomenetelmien kehitys, maatutkaus, maaperä/kallioperänäytteenotto, gammaspektrometrimittaukset, hippukulta, moreeni, rapakallio Maantieteellinen alue (maa, lääni, kunta, kylä, esiintymä) Suomi, Lapin lääni, Inari, Sodankylä, Kittilä, Kolari, Rovaniemen maalaiskunta Karttalehdet 2732 09, 2732 12, 2642 06, 3614 08, 3813 11, 3831 04 Muut tiedot Arkistosarjan nimi M 10.4 Arkistotunnus Kokonaissivumäärä Kieli Hinta Julkisuus 14 sivua, 1 liite suomi julkinen
3 GEOLOGICAL SURVEY OF FINLAND DOCUMENTATION PAGE Date 02.08. 2005 Authors Jari Nenonen Type of report Exploration report Commissioned by Geological Survey of Finland Title of report Quaternary factors in classification of ore references, project 2104018 Abstract Quaternary factors in classification of ore references. This project produces information on the Quaternary factors which influences on prospecting of ore references. Increasing knowledge of Quaternary factors makes ore prospecting and till sampling in glaciated areas more effective, exact and profitable. The data over existing and new ore references will be preserved in data banks and Gis-applications in GTK, Rovaniemi. Keywords Quaternary, ore prospecting, sampling, ground penetrating radar, gamma-spectrometric measurements, gold nuggets, till, weathered bedrock Geographical area Finland, Lapland, Inari, Sodankylä, Kittilä, Kolari, Rovaniemi county Map sheet 2732 09, 2732 12, 2642 06, 3614 08, 3813 11, 3831 04 Other information Report serial Archive code M 10.4 M 10.4/2005/3 Pages Language Price Confidentiality 14 p. + 1 app. Finnish Non confidential
4 SISÄLLYSLUETTELO 1. HANKKEEN TARKOITUS JA TAUSTA. 5 2. HANKKEEN ORGANISAATIO.. 5 3. HANKKEEN KUSTANNUKSET. 6 4. TEHDYT TUTKIMUKSET. 6 5. MAAPERÄTEKIJÖIDEN MERKITYS MALMI- VIITTEIDEN LUOKITTELUSSA. 8 6. ESITELMÄT, JULKAISUT JA RAPORTIT 9 7. YHTEENVETO.. 10 LIITTEET. 14 LIITTYY MATERIAALI.. 14
5 1. HANKKEEN TARKOITUS JA TAUSTA Hankkeen tehtävä on tuottaa tietoa maaperätekijöistä, jotka vaikuttavat malminetsinnän yhteydessä tehtävään malmiviitteiden selvitykseen ja etsintään. Tuotetun tiedon avulla kehitetään maaperän näytteenottomenetelmiä malminetsinnän kannalta tehokkaammiksi, tarkemmiksi ja edullisemmiksi. Hankkeen yhteydessä jo olemassa olevat ja uudet malmiviitteet tallennetaan GTK:n tietokantoihin sekä luodaan järjestelmä, jonka avulla tieto uusista merkittävistä malmiviitteistä johtaa mahdollisimman nopeasti tehokkaaseen ja harkittuun selvitysprosessiin. Tavoitteena on lisätä yksikössä malmiviitteisiin ja niiden selvittämisprosessiin liittyvää tietoa siten, että on mahdollista koota ryhmä, joka malminetsintään liittyvää geologista aineistoa, tietotaitoa ja tehokkaimpia näytteenotto-menetelmiä apunaan käyttäen ottaa osaa GTK:n malminetsintään ja on tarpeen mukaan käytettävissä malminetsintään liittyvässä maksullisessa palvelutoiminnassa. Malmietsintään liittyvät maaperän tutkimussovellutukset ja malmiviitteisiin liittyvät aineistot ovat olleet lisääntyvän mielenkiinnon kohteena ulkomaisten malminetsintäyhtiöiden taholta. 2. HANKKEEN ORGANISAATIO Hankkeen asettaja: 2002, Geologian tutkimuskeskus, Rovaniemen yksikkö. Toimiala: Kallioperä ja raaka-aineet Hankkeen johtoryhmä: Pasi Lehmuspelto, Erkki Vanhanen, Hannu Kairakari ja Jari Nenonen Hankepäällikkö: Jari Nenonen Projektiryhmä: Geologi Jari Nenonen Geologi Pertti Sarala (2004) Geofyysikko Pertti Turunen Tutkimusavustaja Jorma Valkama Tutkimusavustaja Antti Pakonen (2004) Hankkeen työhön ovat osallistuneet myös geologi Jorma Isomaa, geofyysikko Erkki Lanne ja geokemisti Matti Kontio.
3. HANKKEEN KUSTANNUKSET 6 Hankkeen toteutuneet kustannukset vastasivat hyvin sen vuosisuunnitelmia. Hanke pysyi hyvin sille annettujen määrärahojen puitteissa. Hankeen kustannuksiin vaikuttivat pienentävästi Palsilla ja Kultaojalla 2003 tehdyt yhteistyötutkimukset, joissa tutkimuskustannuksiin osallistuivat KultaWesseli Oy ja Nilapankki/ Raimo Paasikontu. Ha 2104018 Budjetti Toteutunut 2002 5046 3076,35 2003 6000 2293,24 2004 5000 5064,37 Hankkeen vuotuiset kulutusmenobudjetit ja niiden toteumat 4. TEHDYT TUTKIMUKSET JA TOIMENPITEET Hankkeen yhteydessä tehtiin maastossa tutkimuksia Inarin ja Sodankylä kunnissa Palsi- ja Kultaojalla, Kittilässä Aakenustunturin koillispuolella Jolhikossa, Kolarin kunnassa Rytijänkkällä ja Rovaniemen maalaiskunnassa Misissä. Tutkimusten avulla testattiin ja kehitettiin maaperänäytteenotto- ja mittausmenetelmiä ja selvitettiin ko. alueilla olleita malmiviitteitä. Tutkimusten tulokset on selvitetty tarkemmin liittyy materiaali -kohdassa mainituissa raporteissa. Palsilla tehdyissä tutkimuksissa selvitettiin alueen hippukullan määrää, alkuperää ja alueen moreenistratigrafiaa. Lisäksi testattiin maaperänäytteenottoa suoraan maaputken avulla. Yhteistyössä Astrock Oy:n kanssa testattiin gamma-spektrometri -reikämittausmenetelmän toimivuutta ja soveltuvuutta ao. placer-kultatutkimuksiin. Kultaojalla tutkittiin kullankaivajien GTK:lle tutkittavaksi (K. Kinnunen) lähettämien hauraiden ja kulumattomien kultahippujen alkuperää. Tutkimuksen tuloksena pystyttiin osoittamaan ao. kultahippujen alkuperä kalliosta. Aakenustunturin koillispuolella Jolhikon alueella tutkittiin alueella olevien kulta-anomalioiden alkuperää ja alueen moreenin kerrosjärjestystä. Alueelta oli tietoa myös moreenin runsaista kultahippujen määrästä. Otetuissa moreeninäytteissä kultapitoisuudet eivät kuitenkaan olleet selvästi kohonneita.
7 Rytijänkkällä tutkittiin lähteiden kohonneen säteilypitoisuuden alkuperää. Tutkimuksen yhteydessä testattiin myös gamma-spektrometrilaitteiston soveltuvuutta ao. tutkimukseen. Säteilyn alkuperä liittyy mahdollisesti lähellä olevaan Ruokojärven siirrokseen. Asian varmentamiseksi tutkimuksia tulisi kohdistaa siirrosalueelle. Misin Köyryn, Pilkkakankaan ja Tuorevaaran alueella tehtiin kaivinkonekuoppia alueelta kansannäytteinä ja lohkare-etsinnän tuloksena löytyneiden Zn-Cu lohkareiden alkuperän selvittämiseksi. Kuoppien avulla selvitettiin myös maaperän kerrosjärjestystä ja poikittaisten Rogen -tyyppisten moreeniselänteiden stratigrafiaa. Tulosten perusteella Köyryselän Zn-lohkare on kulkeutunut mannerjäätikön mukana kauempaa lännestä Koppelokankaan Patesvuoman alueelta. Tuorevaaran Rogen-tyyppisistä moreeniselänteistä löydetyt malmilohkareet ovat paikallista alkuperää. Tutkimukset tulisi suunnata kuoppien länsipuolella sijaitsevalle läheiselle suoalueelle. Yhteistyössä malminetsinnän Gis-analyysimenetelmät hankkeen kanssa tallennettiin kansannäytelohkaretietoja GTK:n tietojärjestelmään siten, että ne ovat tutkijoiden käytettävissä mm. Arc View ohjelmiston kautta. Lepikontien tiloihin perustettiin pieni raskasmineraalinäytteiden käsittelypiste, jossa spiraalirikastimen (Kultakoira) avulla käsiteltiin raskasmineraalinäytteitä. Näytteet pesuseulottiin ja jäljelle jäänyt maa-aines rikastettiin. Saatu rikaste mikroskopoitiin. Seuloille jääneistä kivistä tehtiin tarpeen mukaan kivilajilaskuja. Yhteistyössä kansannäytetoimiston kanssa luotiin tiedotusjärjestelmä, jonka avulla tieto merkittävistä kansannäytteistä tulee malmigeologien lisäksi myös maaperägeologille, jotka voivat nopeasti arvioida viitteen selvitettävyyden ja konsultoida aiheeseen liittyvää malmigeologia. Kansannäytetoimisto toimitti tiedon (analyysit ja käyntiraportin) em. näytteistä sähköpostin tai kirjeitse tutkijoille. Kansannäytetoiminnan keskittämisen myötä vastaavat tiedot yksiköiden kallioperä- ja maaperägeologeille toimitetaan Kuopiosta sähköpostitse ja tarpeen mukaan kirjeitse. Pohjois-Suomen yksikköön koottiin malmiviitteiden selvittämiseen perehtynyt ryhmä, johon kuuluivat allekirjoittanut, geologi Pertti Sarala ja tutkimusavustaja Jorma Valkama. Ryhmää täydennetään aina aiheeseen liittyvällä malmigeologilla ja tutkimusavustajalla. Tarpeen mukaan konsultoidaan myös geofyysikkoja ja vastaavia maaperäasiantuntijoita Kuopiossa ja Espoossa.
5. MAAPERÄTEKIJÖIDEN MERKITYS MALMIVIITTEIDEN LUOKITTELUSSA 8 Pääosa Suomen kallioperästä on irtainten maalajien peitossa. Tästä johtuen suurin osa jo olemassa olevista ja uusista malmiviitteistä on peräisin maaperästä. Tällä hetkellä ao. malmiviitteiden merkityksen ja niiden alkuperän selvitysmahdollisuuksien tutkiminen sekä itse selvitystyö on hajanaista. Maaperästä peräisin olevaa tietoa voidaan tehokkaimmin hyödyntää maaperä-, malmija kallioperäasiantuntijoiden sekä geofyysikkojen yhteistyön osana, ja näin suurempi osa malmiviitteiden alkuperästä saadaan selvitettyä. Geokemiallisten anomalioiden alkuperä on yleisimmin maaperästä otettu näyte, jonka laadusta riippuu ko. anomalian merkittävyys. Näytteenottomenetelmät vaikuttavat ratkaisevasti näytteiden laatuun ja luotettavuuteen. Eri maaperäyksiköistä otettujen näytteiden käsitteleminen yhtenä joukkona saattaa johtaa tilanteeseen, jossa maaperäyksiköiden erot hämärtävät anomaliakuvaa ja johtavat vääriin tulkintoihin. Väärästä maaperäyksiköstä otettu näyte saattaa ohjata koko anomalian selvitystyön väärään suuntaan ja aiheuttaa näin ylimääräisiä kustannuksia. Suuri osa malmiviitteistä löytyy maaperästä. Ne ovat joutuneet sinne mannerjäätikön työn, rapautumisen tai muiden geologisten ja kemiallisten prosessien kautta. Tästä johtuen maaperän syntyyn ja siihen liittyvien tekijöiden ymmärtäminen ja huomioiminen selvitettäessä malmiviitteiden alkuperää tai lähtöaluetta on ensiarvoisen tärkeää. Maaperään liittyviä malmiviitteitä ovat malmipitoiset lohkareet ja erilaisista maa-aineksista löytyvät geokemialliset anomaliat. Malmiviitteen kaltaisina voidaan pitää myös luonnonkiviin, teollisuusmineraaleihin ja korukiviin liittyviä viitteitä. Malmiviitteiden selvitystyö on kohteellista. Tutkittavalta alueelta kerätään kaikki sieltä olemassa oleva geologinen tieto. Kerättyä aineistoa käytetään paikallisena perustietona tukemaan maastossa tehtäviä tutkimuksia. Perustiedon avulla voidaan välittömästi antaa ennuste viitteen selvitettävyydestä ja siihen vaadittavan työn suuruudesta. Selvitettävyyteen vaikuttavat mm. alueelliset tekijät asutus, järvisyys sekä monet geologiset tekijät, esim. maaperämuodostuma, maalajit, maapeitteen paksuus. Alueellisista ja geologisista tekijöistä riippuen selvitystyön tuloksena voidaan osoittaa viitteen lähtökohta tai rajata sen todennäköinen lähtöalue, jolle voidaan kohdistaa lisätutkimuksia. Tämän raportin liitteenä on esitetty malmiviitteiden selvittämiseen vaikuttavat tärkeimmät tekijät, niiden vaikutus selvitystyöhön ja tekijöiden luokitus. Eri tekijöiden vaikutus viitteeseen ja sen
9 selvittämiseen voi olla yksittäinen, mutta usein vaikutus on monen tekijän summa. Maastossa tehtävän malmiviitteen selvitystyön aikana maaperätekijät usein vaihtuvat työn edistyessä. Hyvään lopputulokseen pääsemiseksi tämä on huomioitava ja tutkimusta on ohjattava vaihteluiden mukaisesti. 6. ESITELMÄT, JULKAISUT JA RAPORTIT Raportti P23.4.020 Maaperätutkimukset Palsinojalla ja Kultaojalla Raportti P23.4.021 Malminetsintää palvelevat maaperätutkimukset Aakenuksella, Rytijänkkällä ja Misissä Arkistoraportti, Pertti Turunen. Gammasäteilymittaukset Kolarin Rytijänkällä vuonna 2004. Q 19/2641/25/2005/1 Malmiviitteiden selvittämiseen vaikuttavat tekijät. J. Nenonen 2004. Nenonen, Jari; Peronius, Antti 2003. Placer gold-digging and its impact on soil erosion in Finnish Lapland. In: Raukas, A. & Kukk, H. (eds.) International symposium on Human Impact and Geological Heritage, 12-17 May 2003, Tallinn, Estonia : excursion guide and abstracts. Tallinn: Institute of Geology at Tallinn Technical University, 98-99. P. Sarala and J. Nenonen: Ore prospecting in the ribbed moraine area of Misi, northern Finland. Current research. Geological Survey of Finland. 2005. (In press) Kultaojan tutkimusten esittely LKL:n (Lapin kullankaivajain liitto) seminaarissa 2003 Studia Generalia esitelmä Oulun yliopisto 2004 : Kultatutkimukset Palsinojalla. Esitelmä Kultasymposiumissa Tankavaarassa 2004 : Tutkimusmenetelmät Palsiojan tutkimuksissa. Esitelmä Tutkimustiedosta emäkalliolöytöihin, LKL:n (Lapin kullankaivajain liitto) seminaarissa 2004 STT: n uutisoima tilannekatsaus hippukultaan liittyvistä tutkimuksista. (Päivälehdet, tv) 2004.
10 7. YHTEENVETO Maaperätekijöillä on malmiviitteiden luokittelussa ratkaiseva osa. Ne vaikuttavat ratkaisevasti ao. viitteiden tutkimisstrategiaan, tutkimuskustannuksiin ja tutkimuksen lopputulokseen. Eri tyyppisten malmiviitteiden selvitettävyys voidaankin luokitella maaperätekijöiden avulla. Selvitystyön edellytyksenä on kuitenkin maaperätekijöiden ja maaperään liittyvien syntyprosessien hyvä tuntemus yhdistettynä oikein valittuihin tutkimus- ja näytteenottomenetelmiin. Malminetsintää palvelevilla maaperätutkimuksilla selvitetään kulloinkin kyseessä olevaan malmiviitteeseen vaikuttaneet jääkautiset tai sen jälkeiset prosessit. Näitä tietoja apuna käyttäen kukin malmiviite, malmilohkare tai kohonnut metallipitoisuus, anomalia pyritään viemään ns. kallioon eli löytämään sen lähtökohta. Mikäli viitteen selkeää lähtökohtaa ei pystytä osoittamaan, esim. suurien maaperäpaksuuksien vuoksi, se kuitenkin useimmissa tapauksissa pystytään alueellisesti rajaamaan. Näin muut tutkimukset voidaan kohdentaa tarkasti mielenkiintoisimmalle alueelle. Maaperätutkimuksia täydentävät geofysikaaliset mittaukset, geokemialliset tutkimukset ja tietenkin saumaton yhteistyö alueen kallioperän ja malmigeologisen asiantuntijan kanssa. Yhteistyöllä voidaan em. menetelmiä käyttäen tehokkaasti osoittaa otollisimmat jatkotutkimusalueet tai kohteet. Näin nopeutetaan ja tehostetaan malminetsintää ja aikaansaadaan kustannussäästöjä. MENETELMÄT Malminetsintää palvelevassa maaperätutkimuksessa käytetyin, kohteellisia malmiviitteitä selvittävä, menetelmä on montutus eli tutkimuskuoppien teko kaivinkoneella. Alueellista maaperätietoa saadaan eri tyyppisillä kairaukseen tai poraukseen perustuvilla näytteenottomenetelmillä. Tutkimuksia voidaan täydentää erikoismenetelmillä esim. maatutkauksella tai gamma-spektrometrimittauksilla. Kaivinkonekuopat Kaivinkonekuopista selvitetään alueen jäätiköitymishistoriaa; moreenikerrosten määrä ja niiden keskinäiset ikäsuhteet sekä niitä kerrostaneen jäätikön virtaussuunta. Lisäksi kuopista otetaan erilaisia maaperän kerrosjärjestykseen sidottuja moreeninäytteitä tarkempia tutkimuksia tai kemiallisia analyysejä varten. Mikäli kuoppa yltää kallion pintaan saakka, siitä otetaan kallionäyte ja tutkitaan mahdolliset jäätikön tekemien uurteiden suunnat ja kallioperägeologiset ominaisuudet. Moreenista tehdyillä suuntauslaskuilla selvitetään jäätikön virtaussuunnat. Moreenikerrosten
11 kivilajisto tutkitaan tarvittaessa tekemällä kivilajilaskuja. Kaikki tehdyt havainnot kirjataan lomakkeille ja tallennetaan. Tutkimuskuoppien sijainti suunnitellaan kunkin selvitettävän aiheen mukaisesti. Lohkareaihetta selvitettäessä yleensä lähdetään seuraamaan jäätikön virtaussuuntaa vastaan kohti lohkareen tulosuuntaa. Lisämaustetta selvitystyöhön tuovat esim. selvitettävän lohkareen löytöpaikan materiaalin geneettinen tausta, onko kyse pohja- vai pintamoreenista, onko alueella useampia eriikäisiä moreenikerroksia tai miten paikallinen topografia on vaikuttanut jne. Tutkimus etenee ja elää kustakin kuopasta saatujen tietojen mukaisesti. Tutkimuskuoppien etuna on niistä saatavan tiedon monipuolisuus ja menetelmän edullisuus. Kuoppien seinämistä ja pohjalta voidaan ottaa näytteitä mitä erilaisimpiin tarkoituksiin erittäin pienellä näytteenottovälillä. Kaikki näytteet voidaan sitoa tarkasti paikalliseen maaperän kerrosjärjestykseen. Menetelmän haittapuolina ovat ulottuvuus; traktorikaivinkoneen maksimikaivusyvyys on noin viisi ja tela-alustaisen kaivinkoneen noin seitsemän metriä. Tutkittaessa paksujen maapeitteiden alueilla tai suuria maaperän muodostumia esim. drumliineja tai harjuja em. ulottuvuudet eivät riitä. Yleisesti voidaan kuitenkin todeta, että tutkimuskuopista 50 % ulottuu kallion pintaan. Keväällä ja syksyllä ovat kiusana sulamis- ja sadeveden runsas määrä maaperässä. Tutkimuskuopissa työskentely vaatii myös suurta varovaisuutta tapaturmien välttämiseksi. Maaperäkairausmenetelmät Maaperäkairausmenetelmiä on malminetsinnän yhteydessä käytetty yleisemmin alueellisessa, mutta myös kohteellisessa moreeninäytteenotossa. Maaperäkairausten avulla pyritään saamaan mahdollisimman hyvä moreeninäyte kemiallisia analyysejä varten tietystä syvyydestä. Moreeninäytteiden perusteella saadaan tietoa alueen alkuainepitoisuuksista joiden perusteella voidaan edelleen tehdä jatkosuunnitelmia alueen tutkimiseksi. Vanhin ja eniten käytetty maaperänäytteenottomenetelmä on kevyt tärykairaus - cobraus. Astetta järeämpiä menetelmiä ovat kevyet hydrauliset, Illern ja GM50 - tyyppiset kairausmenetelmät. Raskainta sarjaa edustavat mm. GM100 tai Geopale -tyyppinen raskas hydraulinen kairaus. Viimeksi mainituilla menetelmillä on mahdollisuus yhdistettyyn maa/kallionäytteenottoon, jolloin samasta näytteen-ottopisteestä otetaan halutuista syvyyksistä maaperänäytteet ja tarvittaessa myös näyte alla olevasta kallioperästä. Maaperäkairausmenetelmien yhteisenä ongelmana on se, että näytettä ei pystytä sitomaan paikalliseen moreenin kerrosjärjestykseen ellei siitä ole olemassa ennakkotietoa. Tämä tuo ongelmia lähdettäessä selvittämään ao. malmiviitteen alkuperää. Kevyiden tärykairausmenetelmien
12 ongelmana on lisäksi näytteenottimen huono tunkeutuvuus ja herkkä tukkeutuminen, jolloin ei voida olla varmoja onko kairaus pysähtynyt lohkareeseen vai kallioon. Näytteenottimen tukkeuduttua ei tiedetä miltä syvyydeltä näyte on tullut. Ongelma korostuu kohtalokkaaksi mikäli tällaiset näytteet pääsevät onnistuneina analyysiin ja jatkosuunnitelmiin asti. Näytteenottimen tunkeutuvuus ja tukkeutuminen on mahdollinen, mutta hieman pienempi ongelma kevyillä hydraulisilla kairausmenetelmillä, joskin näytteenottimen ylösnosto moreenista voi olla työn takana. Moreenialueilla tehtävään näytteenottoon sopivat parhaiten raskaat hydrauliset GM100 ja Geopale-tyyppiset kairausmenetelmät. Niiden etuina ovat mm. hyvä tunkeutuvuus aina kallion pintaan saakka, mahdollisuus myös kallionäytteenottoon, suuri näytekoko ja se, että näyte saadaan varmasti halutusta syvyydestä. Haittatekijöinä on näytteenoton korkeahko hinta ja moreeninäytteen saastuminen murskautuneella lohkareaineksella. Mikäli asiaa ei tiedosteta, tämä saattaa aiheuttaa analyysitulosten virhetulkintoja varsinkin alueilla, missä moreenin kivilajisto sisältää runsaasti kiisupitoisia lohkareita. Gamma-spektrometrimittaukset Astrock Oy:n kehittämä mittausmenetelmä tunnistaa maa- tai kallioperässä olevat säteilevät kerrokset tai osueet. Tästä syystä menetelmä on sopiva esim. säteilevän pohjaveden, myös monatsiitin ja sen avulla myös kultapitoisten maaperän kerrosten tai rapakallion/ kallion tunnistamiseen. Mittausmenetelmässä maaperään tai kallioperään kairattuun reikään lasketaan halutulle syvyydelle tai syvyyksille mittausanturi, joka mittaa ympäröivän materiaalin säteilyä. Mitatut arvot ja syvyydet tallentuvat tietokoneelle, josta ne prosessoidaan säteilyn (Th) määrää kuvaaviksi diagrammeiksi. Mittausyksikkö on kehitetty maastokelpoiseksi. Palsilla ja Rytijänkkällä mittauskalusto oli kytketty mönkijään, jolloin liikkuminen vaikeissakin maasto-olosuhteissa onnistuu. Mitattaviin reikiin tulee olla asennettuna joko metalliset tai muoviset suojaputket suojaamaan reikään laskettavaa mittauspäätä ( 40 mm). Mittauksen alustavia tuloksia voidaan tutkia heti maastossa tietokoneen näyttöruudulta. Mittauksen nopeus kullakin pisteellä riippuu mittauksen syvyystiheydestä. Maatutkaus Maatutkaus on jo eri tutkimuksiin vakiintunut menetelmä. Sen etuja ovat nopeus ja ympäristöystävällisyys. Menetelmän avulla saadaan nopeasti tietoa tutkittavan alueen maapeitteen syvyyksistä ja laadusta esim. näytteenottopisteiden, kaivinkonekuoppien tai kairausten sijoittamisen suunnittelun avuksi. Saadun maaperätiedon avulla voidaan myös valita parhaiten sopivimpia näytteenottomenetelmiä. Maatutkauksen tulkinnat tulee yleensä varmistaa esim. maaperäkairauksella ja näytteenotolla.
LOPUKSI 13 Hyvän ja edustavan moreeninäytteen saaminen suomalaisesta kivisen karusta maaperästä on vaikea, taitoa ja tekniikkaa vaativa laji. Edellä kuvatuista menetelmistä mitään ei yksinään voi nostaa selvästi parhaaksi tai ainoaksi oikeaksi. Näytteenotto vaatii menetelmän ja sen ominaisuuksien, niin hyvien kuin huonojenkin hyvää tuntemusta ja tekniikan jatkuvaa kehittelyä. Sopivinta menetelmää valittaessa tulisi olla jo perustietoa kohdealueen maaperän laadusta. Tietoa löytyy useilla alueilla jo tehdyistä tutkimuksista tai tekemällä muutamia tutkimuskuoppia maaperän laadun tarkastamiseksi, alustavien tutkimusten tekemiseksi ja näytteiden ottamiseksi. Maatutkan avulla saadaan myös nopeasti tietoa esim. maapeitteen paksuuksista maakairauksen määrän arviointia varten. Näytteenottomenetelmästä riippumatta analysoitavan näytteen laatua on valvottava. Sen on oltava hyvä, jolloin analyysitulosten perusteella tehdyt johtopäätökset ovat mahdollisimman lähellä totuutta. Maaperätutkimusten käyttö malminetsinnässä tehostaa ja monipuolistaa tehtävää tutkimus- ja etsintätyötä. Yhdessä muiden malminetsintää tukevien menetelmien kanssa se myös edesauttaa vähentämään etsintätyön kustannuksia tekemällä kairausten kohdentamisen ja reikien sijoittamisen mahdollisimman tehokkaaksi. Maaperätekijät malmiviitteiden luokittelussa hanke on mielestäni täyttänyt tehtävänsä. Vastaavan tyyppinen hanke tulisi perustaa joko itsenäisenä tai sisällytettynä olemassa oleviin malminetsintähankkeisiin. Se tukee ja monipuolistaa menetelmiä, joilla pyritään uusien potentiaalisten raaka-ainevarojen löytämiseen. Yksikössä ja GTK:ssa olevaa asiaan liittyvää asiantuntemusta ei ole syytä jättää käyttämättä. Tällaisella asiantuntemuksella on myös kysyntää kaivosyhtiöiden taholta. Malmiviitteiden tallentaminen GTK:n tietokantoihin on jatkuvaluonteinen työ, jota tulee hoitaa yhteistyössä Geotietoytimen, soveltuvien Gis- ja malmihankkeiden sekä kansannäytetoiminnan yhteistyönä. Hyvin järjestetyillä malmiviiteaineistoilla ja niihin liittyvillä tuotepaketeilla on jo ollut ja tulee olemaan kiinnostusta mm. Suomessa toimivien ulkomaisten kaivosyhtiöiden taholta.
LIITTEET 14 Malmiviitteiden selvittämiseen vaikuttavat tekijät. J. Nenonen 2004. LIITTYY MATERIAALI Raportti P23.4.020 Maaperätutkimukset Palsinojalla ja Kultaojalla Raportti P23.4.021 Malminetsintää palvelevat maaperätutkimukset Aakenuksella, Rytijänkkällä ja Misissä Arkistoraportti Q 19/2641/25/2005/1, Pertti Turunen. Rytijänkällä vuonna 2004. Gammasäteilymittaukset Kolarin
1 LIITE MALMIVIITTEIDEN SELVITTÄMISEEN VAIKUTTAVAT TEKIJÄT Jari Nenonen, GTK Suuri osa malmiviitteistä löytyy maaperästä. Ne ovat joutuneet sinne mannerjäätikön työn, rapautumisen tai muiden geologisten ja kemiallisten prosessien kautta. Tästä johtuen maaperän syntyyn ja siihen liittyvien tekijöiden ymmärtäminen ja huomioiminen selvitettäessä malmiviitteiden alkuperää tai lähtöaluetta on ensiarvoisen tärkeää. Maaperään liittyviä malmiviitteitä ovat malmipitoiset lohkareet ja erilaisista maa-aineksista löytyvät geokemialliset anomaliat. Malmiviitteen kaltaisina voidaan pitää myös luonnonkiviin, teollisuusmineraaleihin ja korukiviin liittyviä viitteitä. Malmiviitteiden selvitystyö on kohteellista. Tutkittavalta alueelta kerätään kaikki sieltä olemassa oleva geologinen tieto. Kerättyä aineistoa käytetään paikallisena perustietona tukemaan maastossa tehtäviä tutkimuksia. Perustiedon avulla voidaan välittömästi antaa ennuste viitteen selvitettävyydestä ja siihen vaadittavan työn suuruudesta. Selvitettävyyteen vaikuttavat mm. alueelliset tekijät asutus, järvisyys sekä monet geologiset tekijät, esim. maaperämuodostuma, maalajit, maapeitteen paksuus. Alueellisista ja geologisista tekijöistä riippuen selvitystyön tuloksena voidaan osoittaa viitteen lähtökohta tai rajata sen todennäköinen lähtöalue, jolle voidaan kohdistaa lisätutkimuksia. Seuraavassa on esitetty malmiviitteiden selvittämiseen vaikuttavat tärkeimmät tekijät, niiden vaikutus selvitystyöhön ja tekijöiden luokitus. Eri tekijöiden vaikutus viitteeseen ja sen selvittämiseen voi olla yksittäinen, mutta usein vaikutus on monen tekijän summa. Maastossa tehtävän malmiviitteen selvitystyön aikana maaperätekijät usein vaihtuvat työn edistyessä. Hyvään lopputulokseen pääsemiseksi tämä on huomioitava ja tutkimusta on ohjattava vaihteluiden mukaisesti. Malmiviitteisiin vaikuttavien tekijöiden luokitus on kolmearvoinen; 1 2 / 3 3 / 6. Arvon 1 saava tekijä on viitteen selvitystyön kannalta negatiivisin ja arvon 3 tai 6 positiivisin, arvo 2 tai 3 on vaikutukseltaan keskitasoa. Tarvittaessa luokkien välejä voidaan tarkentaa desimaaliluvuin esim. 1,5, 2,5 jne. Normaalia suuremmat arvot (3 tai 6) saavat viitteiden selvittämiselle
2 olennaisen tärkeät tai ratkaisevat tekijät (merkitty!). Kaikkiaan luokitustekijöitä on 17, joista alueellisia yleisiä tekijöitä kuvaa yksi luokitus, kallioperägeologisia tekijöitä viisi ja maaperägeologisia tekijöitä 11 luokitusta. Mikäli kaikissa luokituksissa tutkittava kohde saa mahdollisimman positiivisen arvon (3 tai 6) on yhteen laskettu selvitettävyysarvo 66. Kohde on luokitusten perusteella helposti selvitettävissä. Arvolla 39 kohteen selvittäminen on keskinkertaisen vaikeaa ja arvolla 17 vaikeaa. Mikäli jokin tekijä on tuntematon eikä sitä pystytä arvioimaan, luokituksessa käytetään arvoa 1. Luokituksen informaatioarvoa ja luotettavuutta arvioitaessa on huomioitava tuntemattomien tekijöiden määrä. MALMIVIITTEIDEN SELVITYKSEEN VAIKUTTAVIEN TEKIJÖIDEN LUOKITUS: Alueelliset yleiset tekijät vesistöt asutus, tiestö ym. infrastruktuuri ym. vaikuttavat viitteiden selvittämisstrategiaan, menetelmiin ja kustannuksiin alueellisten tekijöiden yhteisluokitus; 1 huonot olosuhteet (esim. runsaasti järviä tai soita, taajama-aluetta, huonot kulkuyhteydet), 2 keskinkertaiset olosuhteet, 3 hyvät olosuhteet (esim. vähän vesistöjä, pienet topografiaerot, vähän asutusta, riittävä tiestö) Kallioperägeologiset tekijät kallioperän laatu! kivilajialueet, johtokivilajit, maa-aineksen laatu 1 ei tai huonosti tunnettu, 3 tunnettu pääpiirteittäin, 6 hyvin tunnettu kallioperän malmipotentiaalisuus malmipotentiaalisuus, potentiaaliset lähdealueet, johtokivilajit, maaperän laatu 1 ei potentiaalinen, 2 keskinkertainen, 3 hyvin malmipotentiaalinen kallioperän topografia, suuntaus paikalliset muutokset jäätikön virtaussuuntiin, topografinen kontrolli 1 vaihteleva, deformoitunut, 2 keskinkertainen, 3 selkeä, yhdensuuntainen
3 kallioperän paljastuneisuus tarkentaa ja varmentaa kallioperätietoa, uurteet yms. 1 ei paljastumia, 2 vähän paljastumia, 3 runsaasti paljastumia kallioperän ruhjeisuus ym. tektoniikka lohkareiden ja kiviaineksen määrä maaperässä, malmipotentiaalisuus 1 ei havaittavia ruhjeita, 2 vähän ruhjeita, 3 runsaasti selkeitä ruhjeita Maaperägeologiset tekijät malmiviitteiden koko (lohkarekoko) ja muoto kertoo kulkeutumismatkasta, kallioperäalueista 1 pieni (< 0,2 m), selvästi pyöristynyt, 2 keskikoko (0,2-05 m), hieman pyöristynyt, 3 suuri (halk. > 0,5 m), pyöristymätön viitteiden määrä ja sijainti (yksittäinen/ viuhka) kulkeutumismatka, lähteen koko, selvitystyön strategia 1 yksittäinen, 2- useita (2-5 kpl), 3 viuhka topografinen sijainti topografinen kontrolli, aineksen valuminen rinteen tms. suuntaisesti 1 epäselvä (maasto vaihtelevaa), 2 selvä (rinne tms.), 3 tasamaa maapeitteen paksuus! tutkimus- ja näytteenottomenetelmien valinta, stratigrafia 1 - (> 5 m ) paksu, 3 - (3-5 m) paksuhko, 6 - (0,5-3 m) ohut maalajit, raekoko kivilajialueet, näytteenottomenetelmät, analyysimenetelmät, kapillaarianomaliat 1- muu maalaji (sora, hk, tms.), 2 soramoreeni, 3 moreeni muodostuma (mm. harju, pohjamoreeni, drumliinikenttä, kumpumoreeni) tutkimussuunnitelma, -menetelmät, kulkeutumismatka ja -suunta
4 1 muu maaperägeologinen muodostuma, 2 pintamoreeni, 3 pohjamoreeni aineksen kulkeutumismatka selvitystyön vaikeus, kustannukset, näytteenotto, kivilajiston tutkiminen 1- pitkä (>2 km), 2 keskipitkä (200 m 2 km), 3 lyhyt (< 200 m) maa-aineksen fysikaaliset ominaisuudet (kivisyys, kivikoko, kivien pyöristyneisyys) stratigrafia, kulkeutumismatka, kivilajialueet, näytteenotto 1 kivikoko pieni (< 0,2 m), kivisyys pieni, selvästi pyöristynyt 2 keskikoko (0,2-05 m), melko kivinen, hieman pyöristynyt, 3 kivikoko suuri (halk. > 0,5 m), kivinen, pyöristymätön jäätikön virtaussuunnat (moreenin kivet, uurteet)! tutkimuksen suuntaaminen, todennäköisyyssektori, stratigrafia, kuljetusmallit 1 ei suuntausta, 3 useita selviä suuntia, 6 selvä suuntaus stratigrafia (kerrosjärjestys)! näytteenotto, analyysimenetelmät, kuljetussuunta, kuljetusmallit, maa-aineksen ominaisuudet, selvitystyön vaikeus 1- useita pohjamoreenikerroksia, 3 kaksi kerrosta, 6 yksi pohjamoreenikerros normaali-/kompleksikuljetus! selvitystyön vaikeus ja strategia, kuljetussuunta, kulkeutumismatka 1 kompleksikuljetus, 3 kaksivaiheinen, 6 yksivaiheinen kuljetus Esimerkki: Lapin granuliittikaaren alueelta, jokivarren viereisen vaaran rinteeltä, pohjamoreenialueelta on metsäautotien ojasta löytynyt pyöristynyt, pieni, korkeat pitoisuudet omaava malmilohkare; 2+3+1+2+2+2+1+1+2+3+3+3+2+2+6+6+6 = 57, arvojen keskiarvo 3,35 -- viitteen selvitettävyys on kohtuullisen helppo.