MALMIMAHDOLLISUUKSIEN ARVIOINTI

0 outokurnpu mining RNNMINES 1, Pekkarinen 23.5.1991 RAPORTT 1 001/3344 07/LP/1991 SISALLYSLUETTELO JOHDANTO GTK:N TUTKIMUKSISTA SAATU GEOLOGINEN KWA JA MINERALISOITUMISEN VIITTEET PEDOGEOKEMIALLISISTA PIIRTEISTA LITOGEOKEMIALLISISTA PIIRTEISTA - LIITTEET. MALMIMAHDOLLISUUKSIEN ARVIOINTI Pohjois-Karjalan ja Koillis-Savon serpentiniitit Kooste GTK:n magn. kartasta, 1: 10 000 Kooste GTK:n sahk. kartasta + peitepiirros: pohjamoreenin Zn-pit., 1:10 000 Kooste GTK:n gravimetrisesta kartasta + peitepiirr. pohjamoreenin Cu-pit., 1: 10 000 Kooste GTK:n geologisesta kartasta, 1:10 000 GTK:n paikantama talkkimineralisaatio ja Ni-mineralisaatio, kooste 1:10 000 Geologinen kartta Ni-mineralisaation lahiymparistösta, pohja: geokem. kartta Co moreenissa, 1:4000 Kairausprofiili x= 7074.100 1: 1000 Syvakairausprofiili R401 & Ni-pitoisuudet histogrammeina, 1: 500 Alasen kvartsikivien, karsien, talkki-karbonaattikivien ja mustaliuskeiden Co/Ni-pitoisuudet diagrammiesityksena (kuvio K. Loukola-Ruskeeniemen et al. 1991 mukaan ) Alasen kvartsi-& karsikivien analyysejä esitettynä a) Ni/Co-diagrammissa b) Cu/Co-diagrammissa ; tyyppinaytteita kairauslavistyksista

0 outokumpu mining ANNMINES RAPORTTI 3 001/3344 07/LP/1991 TIIVISTELMÄ Sotkamon Alasen alueelta tunnetaan merkittävän kokoinen OKU-tyyppisten kivien muodostuma, josta on tunnistettu lähes kaikki OKU-assosiaatioon luettavat kivityypit niihin liityvine mineralogisine hawinaisuuksineen. GTK aloitti siellä 1980-luvulla malmitutkimukset mustaliusketutkimuksilla paikantaen samalla kvartsi- karsikivivyöhykkeeseen liittyvän heikkolaatuisen Ni-mineralisaation päätyen samalla alueella sijaitsevan talkkimineralisaation malmivarojen ja laadun selvittämiseen. Kvartsi- & karsikivivyöhykkeiden tarkempi selvittely jäi tällöin kesken. GTK:sta saadun materiaalin perusteella voidaan päätellä ettei Alasen OKU-assosiaatiota voida pitää vähemmän malmipotentiaalisena kuin muitakaan vastaavan kokoisia muodostumia. Tämän seikan toteaminen vaatisi kuitenkin uskallusta ja melkoista perusselvitystyötä (mm. syviä reikiä). Suurimman serpentiniittimassan länsireunan läheisyydessä oleva gravimetrinen anomalia & moreenin Cu-anomalia olisi kuitenkin syytä selvittää edellisestä riippumatta. 1 JOHDANTO Alasen alue, joka on ollut tunnettu OKU-assosiaatioon kuuluvista serpentiniiteistään, mustaliuskeista ja kvartsikivistä (liite l), oli Geologian tutkimuskeskuksen malmitutkimusten kohteena vuosina 1980-1986. Alueella on fehty geofysikaalisia maanpintamittauksia 19.5 km :n alueella käsittäen magneettisia mittauksia (liite 2), sähköisiä mittauksia (liite 3) ja gravimetrisiä mittauksia (liite 4). Lisäksi osalla aluetta on tehty pohjamoreenitutkimuksia ( ks. liitteiden 3 ja 4 peitepiirrokset). Heikosti paljastuneelta alueelta geologinen kartta on jouduttu laatimaan paljolti geofysikaalisen tulkinnan, pohjamoreenitutkimuksissa saatujen kivilajiviitteiden sekä kairauksissa saatujen kivilajilävistysten perusteella. GTK:n tekemissä malmitutkimuksissa paikannettiin isoimman serpentiniittimassan SE-laidalta Rytisuon talkki-karbonaattikiviesiintymä ja kvartsi- & karsikiviin liittyvä heikkolaatuinen Ni-mineralisaatio sekä kapeita kerroksia Talvivaara-tyyppistä monimetallirikasta mustaliusketta. GTK:n laatimista tutkimusraporteista ( ks. lopussa oleva viiteluettelo) käy ilmi, että GTK:n tutkimukset ovat keskittyneet paljolti ns. Rytisuon talkkimineralisaation selvittämiseen. Tästä syystä kvartsi- & karsikivivyöhykkeen tutkimukset ovat jääneet vähemmälle. Tämän selvityksen tarkoituksena on pohtia olemassa olevan materiaalin perusteella, löytyykö Alasen alueelta viitteitä massiivisen OKU-tyypin Cu-malmien esiintymisestä. -

0 outokumpu mining RNNMINES RAPORTTI 001/3344 07/LP/1991 2 GTK:N TUTKIMUKSISTA SAATU GEOLOGINEN KUVA JA MINERALISOITUMISEN VIITTEET Alasen OKU-tyyppinen assosiaatio sijaitsee Kainuun liuskevyöhykkeen S-osassa, noin 30km eteläkaakkoon Talvivaaran monimetallimineralisaatiosta. Likipitäen N-S-suuntainen, noin 10km pitka vyöhyke (liite 5) rajoittuu lännessä pohjan granitoideihin ja idässä varhaisproterotsooisiin arkooseihin ja kvartsiitteihin. Serpentiniitit, talkki-karbonaattikivet, kvartsikivet ja karret ja mustaliuskeet kiilleliuskeympäristössä ovat dominoivia kiviä. Olemattoman paljastuneisuuden vuoksi geofysikaalisia maanpintamittauksia, yhdistettynä petrofysikaalisiin määrityksiin, on pyritty käyttämään eri kivilajiyksiköiden karkeaan rajaamiseen mm.talkkikarbonaattikivien esiintymistä ilmentää gravimetrinen tulkinta. Sypentiniittien tiheyden mediaani on 2.625 g/ cm, kun vastaa Y a talkki-karbonaattikivien mediaani on 2.904 g/cm. Mustaliuskeiden aiheuttamista gravimetrisistä maksimialueista talkki-karbonaattikivet erottuvat siinä, että niiden kohdalla ei ole hyviä sähköisiä johteita. Karsikivet esiintyvät vastaavanlaisissa gravimetrisissä maksimeissa kuin kuin talkki-karbonaattikivetkin. Yhdistämällä geofysikaalinen tulkinta, kairaustiedot ja pohjamoreeninäytteenotossa saadut tiedot on eri kivilajiyksiköt voitu jossain määrin rajata (liite 5). Serpentiniittimassoja ympäröivä kiilleliuske vaihtelee hienorakeisesta keskirakeiseen. Granaattiporfyroblastit ovat yleisiä. Paikoin on myös kvartsisuonia. Keskeinen osa Alasen vyöhykkeestä koostuu kiilleliuskeympäristöön asettuneista konformeista serpentiniittilinsseistä. Suurin linssi on useita kilometrejä pitka ja noin kilometrin levyinen (liite 5). Vallitseva tyyppi on melkein monomineraalinen serpentiniitti, sitävastoin muut tyypit sisältävät talkkia, karbonaattia ja kloriittia. Satunnaisesti on tavattu oliviinin ja amfibolin pseudomorfooseja. Suurimman serpentiniittilinssin itäreuna satelliittikielekkeineen on joutunut voimakkaan talkkiutumisen ja karbonaattiutumisen kohteeksi (liite 5). Kairauksiin ja geofysikaaliseen tulkintaan perustuen laajin talkkikarbonaatttilinssi on n. lkm pitka leveyden ollessa muutamista kymmenistä metreistä aina lo0m:iin saakka (liite 6). Esiintymä käsittää noin 7milj.t talkki-karbonaattikiveä koostuen talkista ja karbonaatista likipitäen tasasuhteissa. Karbonaatti on pääasialllisesti magnesiittia, lisänä on hieman dolomiittia; kloriitti ja serpentiini ovat satunnaisia lisämineraaleja. Malmimineraaleina esiintyvät magneettikiisu, pentlandiitti, kropiitti, py-

() outokumpu mining ANNMINES L Pekkarinen 23.5.1991 RAPORTTI 001/3344 07/LP/1991 riitti ja magnetiitti. Kiven keskimääräinen S-pitoisuus on 0.84% ja ~i-pitoisuus 0.15%. Suurimman serpentiniittilinssin itäkontaktia seuraa kvartsikivien ja karsien muodostama vaihtelevan paksuinen vyöhyke (liite 5/ kelt. väritys), joka itäpuolelta rajautuu mustaliuskeisiin. Kvartsikivet ja karret yhdessä muodostavat epämääräisiä linssejä, joiden leveys vaihtelee muutamasta metristä noin 50m:iin (liite 7). Kvartsikivet ovat puhtaimmassa muodossaan harmaita lähes monotonisia kiviä, mutta muutoin niissä on yleisesti tremoliitti- ja karbonaattipitoisia raitoja, ja väri vihertävä. Kvartsin ja tremoliitin ohella tavataan kromisilikaatteja kuten uvaroviittia, tawmawttia ja fuksiittia. Vähäinen kiisupirote on yleistä. Lähes aina tavataan magneettikiisua, pentlandiittia ja rikkikiisua. Harvoin kivessä on vahan sinkkivalketta ja kuparikiisua. Zn-pitoinen kromiitti (1.3% Zn) on yleinen oksidimineraali. Tremoliittikarsi on yleisempi kuin diopsidikarsi. Se on väriltaäff vihreää koostuen kromipitoisesta (3.7% Cr 0 ) tremoliitista sekä pienestä määrästä kvartsia ja karbonaatti- ja kromipitoisia mineraaleja. Diopsidikarsi on edellistä karkeampaa ja melkein monomineraalista (lisänä vahan karbonaattia ja magneettikiisua). Yllä mainitun vyöhykkeen kvartsikiviin ja karsiin liittyy heikko Ni-mineralisaatio, josta on saatu lävistyksia leikkauksista x=7074.100 (liite 8), x=7074.250 (liite 9) ja x=7074.400 (liite 10). Parhaat lävistykset on saatu pohjoisimman leikkauksen reikä R401:stä (liite 11). Reikä R401 kvartsikiven Ni-pitoisuus vaihtelee 0.12-0.64%:iin (lävistysten yhteispituus 37m, jossa Ni-keskipitoisuus 0.24%). Kvartsikiven yhteydessä olevan karren keskipitoisuus on 0.20% Ni (lävistysten yhteispituus llm). Muissa leikkauksissa Ni-pitoiset lävistykset ovat kapeampia, tosin kaikkia reikiä ei ole analysoitu kvartsi- & karsikivien osalta. Todettakoon, että yllä mainituissa lävistyksissä Cu-pitoisuudet ovat melko alhaisia vaihdellen alle 100ppm:n pitoisuudesta 400 ppm:ään ja vain muutamissa pisteissä Cu-pitoisuus nousee välille 600-1000ppm. Toinen kvartsi - & karsikivivyöhyke esiintyy suurimman serpentiniittimassan N-päähän tunkeutuvana kielekkeena (liite 5/kelt. väritys). Tiedot siitä ovat vaillinaisia ja perustuvat geofysikaaliseen tutkintaan sekä pohjamoreeninäytteenotolla saatujen kallionappien kivilajimäärityksiin. Liittyykö suuren serpentiniittimassan W-laitaan myös kvartsi- & karsikiviä, ei ole tiedossa. Mustaliuskeet esiintyvät paksuimpina muodostumina serpentiniittimassojen laidoilla ja toisaalta

0 outokumpu mining ANNMINES L Pekkarinen RAPORTTI 6 001/3344 07/LP/1991 ohuempina valikerroksina kiilleliuskeissa. Muodostumien paksuus vaihtelee metreista aina 100m:iin saakka. Mustaliuskeissa esiintyy grafiittiköyhia kiilleliuskemaisia valikerroksia. GTK:n tutkijat ovat jaotelleet mustaliuskeet vvmetallirikkaisiinvv (Ni> 0.2%) ja metalliköyhiin (Ni< 0.2%). Metallirikkaat variantit muodostavat toisin kuin Talvivaaran alueella ainoastaan 1-8m:n paksuisia välikerroksia normaaleissa mustaliuskeissa. Litogeokemiallisesti ne ovat myös normaaleista mustaliuskeista poikkeavia. Tästä kuitenkin lähemmin eriilisessa luvussa. - 3 -. PEDOGEOKEMIALLISISTA PIIRTEISTÄ Pedogeokemiallista pohjanäytteenottoa on tehty etupäässä suuren serpentiniittimassa itä- ja kaakkoiskontaktin tuntumassa. Vain pari linjaa on tehty serpentiniittimassan lansireunalle. GTK:n raporteissa analyysitulokset on esitetty karttoina Cu:n, Ni:n, Co:n ja Zn:n osalta. Korkeimmat Ni- ja Co-pitoisuudet nayttavat liittyvän lähinnä talkkikarbonaattikiviin ja kvartsi- & karsikivivyöhykkeisiin, osin mustaliuskeisiin. Zn-anomaliat osuvat melko hyvin mustien liuskeiden päälle. Korkein Zn-pitoisuus ( 5160 ppm Zn) osuu serpentiniittimassan W-laitaa reunustavan mustaliuskevyöhykkeen (otaksuttavasti) päälle, linjalla x= 7073.300 (ks. liite 3:n peitepiirros vvznw). Korkeimmat Cupitoisuudet nayttavat nekin liittyvän pääosin mustaliuskeisiin. Äsken mainitulla linjalla korkean Zn-arvon kohdalla on myös Cu kohonnut, mutta mainitusta pisteestä noin 100m länteen on pari anomaalista Cu-pistettä, jotka osuvat erillisen gravimetrisen maksimin kohdalle (ks. liite 4:n peitepiirros "Cuvv/& gravimetrinen maksimi). Gravimetrisen anomalian & Cu-anomalian syy on tuntematon. Onko kyseessä kiisuuntunut emaksinen intruusio, vihreäkivijakson kappale tai OKU-assosiaatioon kuuluva kieleke, olisi syytä selvittää. 4 LITOGEOKEMIALLISISTA PIIRTEISTÄ GTK:n ns. mustaliuskeprojektin puitteissa on tehty Alasen alueelta myöskin litogeokemiallinen selvitystyö. Tuloksia naista on esitetty mm. lähdeluetteloissa mainituissa raporteissa seka tänä vuonna Mineral Depositassa julkaistavassa K. Loukola-Ruskeeniemi et al. laatimassa mustaliuskeita kasittelevassa artikkelissa. Ko. työryhmä on maarittanut melkoisesta naytemaarasta Ni/Co-suhteet. Yllä mainitussa artikkelissa esitettyä Ni-Co-diagrammia on tässä hieman modifioitu lisäämällä siihen OKUtyyppisten Cu-malmien ja Ni-mineralisaatioiden

0 outokumpu mining RNNMINES RAPORTTI 001/3344 07/LP/1991 kentät (liite 12). Kvartsikivet ja karret menevat osaksi normaalikenttäan ja osin Ni-mineralisaatioiden kenttään, mikä onkin varsin luonnollista. Talkki-karbonaattikivet menevat normaalikenttään. Mustaliuskeiden kohdalla näkyy kaksijakoisuus. Normaalit mustaliuskeet menevat normaalikenttään, mutta metallirikkaiden mustaliuskeiden kohdalla on todettavissa samanlainen siirtymä kuin Talvivaaratyyppisillä mustaliuskeilla. Koska yllä mainitun diagrammin (lahinna kairausnäytteitä ) pisteitä ei ole eritelty, niin kokeeksi sijoitettiin muutamia lokalisoituja kvartsikivi & karsikivilävistyksiä edustavia pisteitä toisaalta vastaavaan tyhjään Ni-Co-diagrammiin (liite 13A ) sekä myöskin Cu-Co- diagrammiin (liite 13B). Ni-Codiagrammissa kvartsi- ja karsikiviä edustavat pispisteet lankeavat melkoiselta osalta ohi normaalikentan. Siirtymä on selvä Ni-mineralisaatioiden kentan suuntaan. Mitään selvää siirtymää Cu-malmien kentan suuntaan ei ole todettavissa. Cu-Codiagrammissa pisteet lankeavat muutamaa lukuunottamatta ohi normaakentän lievästi kohonneiden Cuja Co-pitoisuuksien takia. Lievä siirtymä Cu-malmien kentan suuntaan on todettavissa, tosin sen merkitys on avoin kysymys. Lisäksi referenssikenttää Ni-mineralisaatioille ei ollut käytettävissä. Joka tapauksessa litogeokemiallisesta tarkastelusta ei saatu mitään selkeitä viitteitä Cu-malmien esiintymisestä. 5 MALMIMAHDOLLISUUKSIEN ARVIOINTI Voidaan erotella koko joukko tekijöitä, joita voidaan pitää positiivisina piirteinä Alasen OKUassosiaation malmikriittisyytä silmällä pitäen ja toisaalta korostaa eräitä jatkotutkimuksia helpottavia näkökohtia: - Alasen OKU-tyyppisen muodostuman koko on huomattava (suurempi kuin Kylylahti) - muodostumassa tavattu samoja kivityyppejä kuin Outokummun alueella (&mineralog.samankaltaisuus) kvartsi- & karsikivivyöhykkeet riittävän paksuja tavattu Vuonosta muistuttava Ni-mineralisaatio valmis laaja geofys. mittausaineisto ( M+S+G) - osasta aluetta pedogeokemiallisia tutkimuksia - osasta aluetta kairauksia (tehty kylläkin lahinna talkkimineraalivarojen arvioimiseksi - OKU-tyyppisille assosiaatioille ominainen piirre on, että N1-mineralisaation lähistöllä on joskus Cu- mineralisaatio (lateraalisuunnassa, ehkä hieman eri tasolla).

0 outokumpu mining RNNMINES L Pekkarinen 23.5.1991 RAPORTTI 001/3344 07/LP/1991 Negatiivisina tekijöinä voidaan tuoda esille seuraavat : - konkreettisia Cu-lavistyksia ei ole saatu - alueella paksut maapeitteet, esim. montutuksella ei saada kriittisiä vyöhykkeitä paljastettua; merkitsee myös vaikeuksia geokem. naytteenotossa - jouduttaisiin tutkimaan kvartsi-& karsikivivyöhykkeiden syvia osia (vrt. tapaus Kylylahti) ts. syviä reikiä. - talkkimineralisaation kohtalo???? Hyvin mielenkiintoista olisi tietää se, mitä merkitsee Talvivaara-tyyppisten monimetallisten mustaliuskevälikerrosten esiintyminen normaalien OKUtyyppisten mustaliuskeiden seurassa. Onko tämä Cumalmien esiintymisen suhteen positiivinen vai negatiivinen piirre? Kaikenkaikkiaan voi edellä esitetyn perusteella todeta ettei Alasen OKU-assosiaatiota voi pitää minään huonona kohdealueena. Mutta kvartsi- & karsikivivyöhykkeiden (liite 5/ peitepiirroksen punainen rajaus) seikkaperaisempi tutkiminen vaatisi ensinnäkin paljon uskallusta ja toiseksi pitkajanteista etsintatyöta. Kuitenkin suurimman tunnetun serpentiniittimassan länsipuolella olevan gravimetrisen anomalian & sen kohdalle osuvan Cuanomalian syyn voisi selvittää vaikkapa erillisenä muista toimenpiteistä. RAPORTTI- JA KIRJALLISUUSLÄHTEET: Heino T.& Vanne J. 1981. Väliraportti Kainuun ja Ylä-Savon mustaliuske-serpentiniittijakson malmitutkimuksista 1981. Vanne J. 1987. Tutkimustyöselostus Sotkamon kunnassa Alanen 1, kaiv. rek N:o 3198/1 suoritetuista malmitutkimuksista. Vanne J. 1988. Talkkimalmitutkimukset Rytisuon alueella Sotkamossa vuosina 1982-1985. GTK:n raportit M19/3344/-88/2/10 ja M19/3344/2/19. Loukola-Ruskeeniemi K. et al. 1991. Base-metalrich metamorphosed black shales associated with Proterozoic ophiolites in the Kainuu schist belt, Finland : a genetic link with the Outokumpu rock assemblage. Mineral. Deposita 26:

LIITE 1 VALTIMO +. * Sihvonmaki RAUTAVAARA +* Pappi lanmaki Keyritynjoki 1 Korpimäki Pohjois - Karjalan ja Koi llis -Savon serpentiniitit Kylylahti a I