GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS M 06/2344/-86/1/10 Haapajärvi Kopsa Jarmo Nikander 1.4.1986 TUTKIMUSTYÖSELOSTUS HAAPAJÄRVEN KUNNASSA VALTAUSALUEELLA KOPSA 1, KAIV. REK. N:O 3665/1 SUORITETUISTA KUPARIMALMITUTKIMUKSISTA
SISÄLLYSLUETTELO Tutkimusalueen sijainti ja kulkuyhteydet 1 Suoritetut tutkimukset 2 Tutkimustulokset. 3 Yleistä 3 I tutkimusvaihe 6 II tutkimusvaihe 11 Cu-Ag-Au-mineralisaatio 15 - Yhteenveto 15 Liittyy 17
2 Tutkimuskohteen välittömässä läheisyydessä on hyvä metsäautotie. Haapajärven kaupunkiin ja samalla lähimmälle rautatielle on matkaa n. 7 km. Outokumpu Oy:n Hituran kaivokselle on matkaa alle 20 km. SUORITETUT TUTKIMUKSET Kopsan alueen ja sen ympärjstön malmitutkimukset aloitti Geologinen toimikunta vuonna 1939. Jo vuonna 1940 tutkimukset siirtyivät Outokumpu Oy:11e, joka tutki aluetta useassa eri tutkimusvaiheessa vuoteen 1982. Outokumpu Oy:n tutkimukset Kopsassa keskittyivät Kopsan tona1iitti-intrusion Cu-Au-minera1isaatioiden selvittämiseen. Vuonna 1961 Geologinen tutkimuslaitos kaivoi monttuja ja kairasi kaksi syväkairausreikää Kopsan Soro1an tutkimuskohteeseen, jonka jatkotutkimuksia tämä raportti käsittelee. Vuoden 1961 töistä vastasi ja raportoi geologi A.J. Lai- takari (M 17/Hpj-64/3). Vuonna 1983 Kopsan Sorolan tutkimuskohde päätettiin ottaa uudelleen työn alle. Tutkimuksista vastasi geologi J. Nikander. Tutkimukset aloitettiin kaivamalla traktorikaivuri11a monttuja ja kaivantoja vuoden 1961 Soro1an kohteeseen. Työn toteutti ja glasiaa1igeo1ogiset havainnot teki maaperäosaston H. Hirvaksen ryhmä maaperägeologi K. Nenosen johdolla 18.-26.8.1983. Elokuussa 1983 malmi osaston malmikoira Ärri, ohjaajanaan V. Liimatainen, tutki kohdetta. Syyskuussa 1983 Outokumpu Oy luovutti Kopsan tutkimustulosten raportin GTK:11e työkäyttöön. Marraskuussa 1983 GTL:n geofysiikan osasto teki kohteessa 0.8 km 2 alueella IP- mittauksia. Geofysikaalisia tutkimuksia johti geofyysikko A. Ruotsalainen
3 Sorolan tutkimuskohteeseen kairattiin 9.4.-1.6.1984 välisenä aikana 6 syväkairausreikää, R 301-306, yhteensä 699 m, liite 1. Kairaukset suoritti GTK:n malmiosaston syväkairausryhmä. Touko-kesäkuussa 1984 geofysiikan osasto teki kohteessa latauspotentiaalimittauksia. Lokakuussa 1984 geofysiikan osasto teki alueella slingram- ja magneettisia mittauksia..touko-kesäkuussa 1985 kohteeseen kairattiin 7 syväkairausreikää, R 307-313, yhteensä 557 m, liite 1. Kairaukset suoritti malmi osaston syväkairausryhmä. Syväkairausten aikana kesäkuussa 1985 geofysiikan osasto teki kairauskentässä latauspotentiaalimittauksia. TUTKIMUSTULOKSET Yleistä Kopsan Sorolan tutkimuskohde sijaitsee n. 200 m koilliseen Kopsan Cu-Au-pitoisesta tonaliitti-intrusiosta, kuva 2. Vuoden 1961 tutkimuksissa oli montutuksissa löydetty läheltä kallion pintaa useita kymmeniä paikallisia malmilohkareita, joissa oli 1-3. 5 % Cu, 20-180 ppm Ag ja 0.2-1.9 ppm Au. päämalmimineraaleina ovat kuparikiisu ja arseenikiisu, jotka esiintyvät breksioivina pirote-raitoina ja juonina. Alueen pääkivilaji on kerroksellinen, osin kerrallinen grauvakka. Malminmuodostuksen yhteydessä kivi on breksioitunut ja voimakkaasti K-Si-metasomaattiutunut. Montutuksessa löydetyn 1.5 m leveän kii- suuntuman alle kairattiin 1961 kaksi syväkairausreikää R 32 ja 33, kuva 3. Ylemmässä reiässä, R 32, oli lohkareiden tyyppistä malmiutumaa 5.4 m, jossa on 0.94 % Cu, 47 ppm Ag ja 0.3 ppm Au. Reikä 33 kairattiin 25 m edellisen taakse, mutta siinä ei enää malmia tavattu.
6 I tutkimusvaihe Maaperäosaston H. Hirvaksen ryhmä kaivoi maaperägeologi K. Nenosen johdolla elokuussa 1983 10 tutkimuskaivantoa, no:t 80557-80566, vuoden 1961 montutusalueelle, kuva 3. Montuilla 80557-563 saatiin esiin kallio. Kivilaji oli kerroksellinen grauvakka. Kerroksellisuuden kulun suunta oli 125 ja kaade 75 etelään. Kalliossa oli melko runsaasti kapeita kupari-arseenikiisujuonia suunnissa 310-345 ja joitakin juonia suunnassa 35. Montussa 80563 oli n. 1.5 m leveä kiisuuntuma suunnassa 310, mutta kunnon malmiutumaa ei tavattu. Läheltä kallion pintaa löydettiin lukuisia kupari-arseenikiisulohkareita, jotka vastasivat jo aikaisemmin löydettyjä. Runsaimmin lohkareita oli montussa 80557. Montuista 80564-566, joilla ei päästy kallioon, ei löydetty malmilohkareita. Viimeisimmän jäätikön virtauksen kuluttamat uurteet olivat suunnassa 310. Tutkimusten yhteenvetona voitiin todeta, että malmilohkareet ovat lähtöisin jäätikön kulkusuuntaa leikkaavasta yhtenäisestä malmiutumasta tai useasta, lähes jäätikön kulkusuunnan suuntaisesta pienestä malmiutumasta. Lohkareiden kulkeutumismatkaksi arvioitiin korkeintaan muutamia satoja metrejä. Malmikoira Ärri, ohjaajanaan V. Liimatainen, paikansi elokuussa 1983 välittömästi montutusalueen pohjoispuolellen. 100 m leveän ja 400 m pitkän luode- kaakkosuuntaisen vyöhykkeen. Myöhemmissä kairauksissa voitiin todeta, että reikien 302/303 ja reiän 310 malmiutumat ovat tässä vyöhykkeessä, kuva 4. Malmikoiran haistaman vyöhykkeen suuri koko ja sen yhtenäisyys selittynee moreenin sisältämillä lukuisilla malmilohkareilla ja kalliossa olevilla kapeilla kiisujuonilla. Malmilohkareista tehtyjen petrofysikaalisten määritysten mukaan lp-mittauksilla voisi olla mahdollista paikantaa malmiutuma, taulukko 1. Outokumpu Oy:n tekemät sähkömagneettiset ja magneettiset maastomittaukset olivat jo osoittaneetkin, ettei alueella ole näillä menetelmillä esiintulevia anomalioita. Marraskuussa 1983 tehdyt lpmittaukset toivat esiin useita anomalioita. kuva 5. Varautuvuuskartalla monttualueen W- ja N-puolella on voimakas NE-SW-suuntainen anomalia. Näennäinen ominaisvastuskartalla tämä alue on jakautunut useaan pienialaiseen E- W- ja NW-SE-suuntaiseen anomaliaan. Geofyysikko A. Ruotsalaisen tulkinnan mukaan mittauslinjojen sijainnista johtuen nämä anomaliat voidaan yhdistää NE-SW-suuntaiseksi vyöhykkeeksi.
9 MALMIAIHEIDEN PETROFYSIIKKA - MITTAUSTULOKSET KARTTALEHTI- 2344 PÄIVÄMÄÄRÄ: 5.9.83 TUTKIJA: A. RUOTSALAINEN MITTAAJA: A. A. OSASTO: GEOFYSIIKKA LAITEKOODI - 6 I = mittausvirta R =ominaisvastus - 500 Hz PL= ip-arvo 10-.1 Hz, PT = ip-arvo 500-. 1 L = elektrodiväli V = tilavuus D = tiheys K = kappa-arvo x10e6 - M = remanenssi x10e3 Q = q-suhde NÄYTETUNNUS I(vA) R(ohmm) PL(%) PT(%) L(cm) V(cm 3 ) D(kq/m 3 ) K(SI) M(A/m) Q(-) 1 -KOPSA 48.3 31 53.5 70.2 3.5 61.1 2727 70 130 42.56 2-KOPSA 4.5 176 65.9 75.6 3.5 47.5 2977 20 30 41.91 3-KOPSA 4.5 283 22.8 38.8 4.5 117.2 2688 80 100 29.5 4-KOPSA 4 481 47.7 57.4 5 101.7 2817 90 90 23.03 Taulukko 1. Petrofysikaaliset mittaustulokset Mittausalueen pohjoisosaan sijoittuu molemmissa kartoissa voimakas E-W-suuntainen anomalia. Alueellisessa tarkastelussa IP-mittaukset tuovat esiin NW- SE-suuntaisen vyöhykkeellisyyden. Koska alueen aikaisemmissa tutkimuksissa montutusalueen W- ja N-puoleiset IP-anomaliat olivat jääneet kokonaan selvittämättä, päätettiin ne tutkia syväkairauksella. Samalla päätettiin kairata myös pohjoinen IP-anomalia. Syväkairaukset aloitettiin huhtikuussa 1984 reiällä 301, kuva 5. Reikä kairattiin 35 kaateella suuntaan 315. Sillä oli tarkoitus selvittää NE-SW-suuntainen varautuvuusanomalia. Reikä lävisti kerrallista grauvakkaa lähes kerroksellisuuden suunnassa.
10 Kairasydämmen merkkauksen perusteella kerroksellisuuden kulun suunta on 110 ja kaade 75 etelään, joka vastaa monttupaljastumista tehtyjä havaintoja. Reiällä lävistetyt kapeat magneetti-kupari-arseenikiisujuonet olivat lähes kairasydämmen suuntaisia. Suurimmillaan leikkauskulma oli 45. Ensimmäisen reiän tulosten perusteella päätettiin muut lp-anomaliat tutkia 360 -suuntaisilla rei1illä, joilla pystyttäisiin kohtuullisesti hallitsemaan niin varautuvuusanomaliat kuin näennäinen ominaisvastus-anomaliatkin. Reiillä 302 ja 303 lävistettiin malmilohkareiden tyyppinen K-Si-metasomaattinen breksiarakenteinen kupariarseenikiisumineralisaatio. Reiät kairattiin samaan profiiliin siten, että R 303 kairattiin 43 m R 302 eteen, kuvat 4 ja 5. R 302 lävisti yhtenäisen malmiutuman välillä 81.65-84.25 (2.6 M), jossa on 0.75 % Cu, 73 ppm Ag ja 1.4 ppm Au. Kun malmiutumaan, sen kummaltakin puolelta otetaaan mukaan 1 m heikosti kiisuuntunutta kiveä, niin saadaan 4.6 m matkalle 0.5 % Cu, 45 ppm Ag ja 0.9 ppm Au. Tämän in-situ arvo oli syksyn 1984 hintojen mukaan n. 150 mk/tn. Reiällä 303 lävistettiin sama malmiutuma välillä 42.35-46.55 (5.2 m), jossa on 0.44 % Cu, 32 ppm Ag ja alle 0.1 ppm Au. Tämän in situ arvo oli syksyllä 1984 n. 80 mk/tn. Malmiutumien ulkopuolella kivilaji on kerroksellista, osin kerrallista grauvakkaa. Reiillä 302 ja 303 ei tavattu vuonna 1961 reiällä 32 lävistettyä malmiutumaa, kuva 4. Reiällä 304 lävistettiin samoja grauvakoita kuin edellisilläkin rei 'illä. Reikä lävisti useita kapeita K-Si-metasomaattisia breksiarakenteisia magneetti- kupari-arseenikiisumineralisaatioita, joiden arvometallipitoisuudet ovat kuitenkin mitättömiä. Rei'illä 305 ja 306 lävistettiin samoja grauvakoita kuin aikaisemmillakin rei lillä. Näistä puuttuvat K-Si-metasomaattiset vyöhykkeet. Geofysikaaliset anomaliat selittyvät magneettikiisubreksioilla. Kairauksissa tavatut kiisuuntumat näkyvät anomalioina IP-mittausten näennäinen ominaisvastuskartoilla. Varautuvuuskartan anomaliat johtunevat, ainakin osaksi rikkonaisista kivistä.
11 Kesällä ja syksyllä 1984 kairauskentässä tehtiin latauspotentiaalimittauksia kairarei'issä ja maanpinnalla. Kairarei'istä tehtiin myös ominaisvastusmittaukset. Latauspotentiaalimittauksissa saatiin esille 4 anomaliavyöhykettä. Geofyysikko A. Ruotsalaisen tekemä mittaustulosten tulkinta on esitetty kuvassa 6. Kaksi pohjoisinta anomaliaa johtuvat magneettikiisubreksioista. Näistä reiällä 305 lävistetty anomalia poikkeaa täysin IP-anomalioiden suunnista. Keskeisen kairausalueen latauspotentiaalianomaliat poikkeavat myös IP-anomalioista. Keskimmäinen lat.pot. anomalia on saatu maadoituksilla reikien 302 ja 303 kupari-arseenikiisumalmiutumiin. Malmiutuman puhkeaman pituudeksi on arvioitu n. 100 m. Samojen reikien maadoituksilla on saatu eteläinen anomalia, joka kulkee vanhan reiän, R 32, lävistämän malmiutuman kautta. R 302 ei tätä malmiutumaa tavannut, vaan ainoastaan heikkoja kiisuuntumia. Pohjoinen anomalia saatiin maadoituksella reikään 301. Tulkinnan mukaan reikä ei lävistänyt anomalian aiheuttajaa, vaan kulki sen läheltä. Latauspotentiaalimittausten yhteydessä alueella tehtiin myös slingramagneettinen mittaus. Kairausalueelle ei saatu anomalioita. Tutkimusalueen kaakkoisnurkkaan saatiin IP-anomalioiden päälle kaksi erillistä, pienialaista slingram-anomaliaa. Ensimmäinen tutkimusvaihe osoitti, että kohteessa on ainakin kaksi erillistä malmiutumaa, jotka ovat samantyyppisiä kuin tutkimukset käynnistäneet lohkareet. Käytetyistä geofysikaalisista mittausmenetelmistä latauspotentiaalimittaus osoittautui käyttökelpoisimmaksi. Malmilohkareiden ja kairauksissa tavattujen malmiutumien arvometallipitoisuudet olivat siksi korkeita, että lataus- potentiaalianomalioiden aiheuttajien jatkotutkimukset syväkairauksella katsottiin tarpeellisiksi. Päätöksen tekoon vaikutti myös Hituran kaivoksen läheisyys (alle 20 km), joka mahdollitaisi pienenkin, riittävän hyvälaatuisen malmin hyödyntämisen. II tutkimusvaihe Toisen tutkimusvaiheen syväkairaukset tehtiin touko-kesäkuussa 1985. Kairaukset aloitettiin tutkimalla rei 'illä 307-309 keväällä 1984 rei 'illä 302 ja 303 lävistetyn malmiutuman mahdollisia jatkeita, kuva 4. Reiät 307 ja 308 kairattiin 25 m aikaisempien reikien itäpuolelle.
13 Ne kairattiin samasta pisteestä 30 ja 70 kaateilla. Reikä 309 kairattiin 25 m reikien 302 ja 303 länsipuolelle. Rei - 'illä lävistettiin samoja kerroksellisia ja osin kerrallisia grauvakoita kuin aikaisemmissakin kairauksissa. Etsitystä kiisuuntumasta tavattiin vain mitättömät rippeet. Reiällä 307 pyrittiin selvittämään myös pohjoisempi lat.pot.anomalia. Sopivalla syvyydellä tavattiin vain muutama kapea arseeni+kupari+magneetti+rikkikiisujuoni, jotka eivät anoma1ian aiheuttajaa selitä. Reikä 310 kairattiin syksyn 1984 lat.pot.mittausten perusteella. Reikä lävisti kerrallisia grauvakoita. Välillä 47.70-54.90 (7.2 m) tavattiin yhtenäinen breksiarakenteinen K-Si-metasomaattinen kupari-arseenimagneettikiisumalmiutuma. Jo syvyydeltä 33.80 lähtien on runsaasti 1-30 cm leveitä kiisuuntuneita breksiavyöhykkeitä. Malmiutuma on samantyyppinen kuin aikaisemminkin tavatut. Välillä 33.80-54.90 (21.1 m) on 0.4 % Cu, 18 ppm Ag ja 0.3 ppm Au. Malmiutuman parhaassa osassa on 4 metrin matkalla 0.9 % Cu, 42 ppm Ag ja 0.7 ppm Au. Kairausten aikana tehtiin lat.pot.mittaus maadoituksella reiän 310 malmiutumaan, kuva 7. Mittaustulos osoitti, että malmiutuma on pieni ja että sen puhkeama on reiän luoteispuolella. Mittaukset osoittivat myös sen, että rei'illä 310 ja 303/302 lävistetyt mineralisaatiot ovat pieniä, eikä niillä ole suoraa yhteyttä keskenään. Reiällä 313 pyrittiin seuraamaan reiän 310 malmiutuman mahdollisia jatkeita, kuva 7. Reiällä lävistettiin useita kapeita, heikosti kiisuuntuneita K-Si-metasomaattisia breksiavyöhykkeitä, mutta ei kunnon malmiutumaa. Rei'illä 311 ja 312 tutkittiin alueen kaakkoisnurkan IP- ja slingram-anomalioiden aiheuttajia, kuva 5. Reiällä 311 lävistettiin kerroksellisia grauvakoita syvyydelle 62.90 ja useita kapeita K-Si-metasomaattisia magneetti-rikkiarseenikiisubreksiavyöhykkeitä. Tämän jälkeen kivi oli, reiän loppuun (80.50) asti, runsaasti vyöhykkeellistä vulkaanista plagioklaasia sisältävää grauvakkaa. K-Si-metasomaattisia vyöhykkeitä ei enää ollut. Reiällä 312 lävistettiin osin heikosti breksioitunutta ja vähän magneettikiisua ja rikkikiisua sisältävää grauvakkaa.
15 Cu-Ag-Au-mineralisaatioista Mineralisaatioiden päämalmimineraalit ovat kuparikiisu ja arseenikiisu. Kuparikiisu esiintyy kapeina breksioivina juonina ja hienorakeisena pirotteena. Arseenikiisu esiintyy leveähköinä juonina, harvemmin pirotteena. Muina paljain silmin havaittavina mineraaleina ovat rikkikiisu, magneettikiisu ja sinkkivälke. Mikroskooppisessa tarkastelussa havaittiin, että kuparikiisun yhteydessä esiintyvät rikkikiisu, markasiitti, magneettikiisu, sinkkivälke, arseenikiisu, borniitti ja stanniitti. Mikroanalysaattorimäärityksissä tavattiin lisäksi seuraavia alkuaineita sisältäviä mineraaleja: Pb-Bi, Pb-Se-Bi, Ag-Au, Ag-S, Ag-Fe-S ja Ag-S-As. Arseenikiisujuonissa on grafiittia, kuparikiisua, markasiittia ja sinkkivälkettä. Mikroanalysaattorimääritysten mukaan niissä on myös seuraavia alkuaineita sisältäviä mineraaleja: Pb-As-Fe, Bi-Pb-As, Pb-Bi, Bi- Ag-Fe, Ag-As-Fe-S, sekä metallista vismuttia. Malmiutumat ovat pneumatolyyttis-hydrotermisiä juonimineralisaatioita, joihin liittyy voimakas K-Simetasomatoosi. Mineralisaatioiden synty voidaan rinnastaa Kopsan tonaliitti-intrusion Cu-Au-Ag-Asmineralisaatioiden syntyyn. Käytetyillä geofysikaalisilla menetelmillä mineralisaatiot voitiin paikantaa latauspotentiaalimittauksilla. Tällöinkin pystyttiin havaitsemaan vain maadoitetun mineralisaation välittömässä läheisyydessä olevat esiintymät. Kairarei 'issä tehdyt lat.pot.mittaukset osoittivat, että mineralisaatiot ovat kooltaan pieniä, eikä niillä ole suoraa yhteyttä keskenään. Yhteenveto Haapajärven Kopsan Sorolan tutkimuskohteessa on paikannettu vuosien 1961 ja 1983-85 tutkimuksissa syväkairauksella kolme erillistä Cu-Ag-Au-mineralisaatiota. Ne vastaavat tyypiltään ja malmipitoisuuksiltaan tutkimu,kset käynnistäneitä lohkareita. Koska löydetyt mineralisaatiot ovat kooltaan pieniä ja niiden keskimääräiset arvometallipitoisuudet ovat alhaisia, päätettiin niiden, sekä ympäristöalueen lisätutkimuksista luopua.
16 liite 1 Huhti-toukokuun 1984 syväkairausreiät R x y pituus suunta/ kalt. maata 301 7075.485 562.225 315/35 4.50 99.60 302 7075.465 562.145 360/35 5.50 120.60 303 7075.508 562.147 360/35 5.60 110.80 304 7075.415 562.100 360/35 6.70 130.00 305 7075.651 562.231 360/35 6.00 125.50 306 7075.887 562.115 360/35 9.70 112.80 38.00 699.30 Touko-kesäkuun 1985 syväkairusreiät 307 7075.525 562.170 360/30 8.00 80.4 308 360/70 4.80 52.10 309 7075.525 562.120 360/30 9.00 70.90 310 7075.430' 562.225 360/35 3.60 76.60 311 7075.200 562.400 360/45 3.80 80.50 312 7075.105 562.500 360/45 8.50 122.40 313 7075.410 562.275 360/65 4.00 74.20 41.70 557.10 Vuosina 1984 ja 1985 kairattiin yhteensä 1256.40 m, josta maakairausta oli 79.90 m.
17 LIITTYY Syväkairausraportit M 19/52/2344/84/R 301-306 M 19/52/2344/85/R 307-313 Syväkairausanalyysit 8400973-01049 8401830-01865 8500980-0990 8502466-2499 Kiilloitetut ohuthieet Ku 09234-43 Ku 10921-25 Geofysikaaliset mittaukset Maanpintamittaukset 1 4000 Q 28.41/2344 07 B 06, 11/1983 Q 28.42/2344 07 B 06, 11/1983 Q 24.11/2344 07 A, B/1985 Q 22.13/2344 07 A, B/1985 Q 28.3/2344 07/1984 IP/varautuvuus IP/näennäinen ominaisvastus slingram magneettinen latauspotentiaali 1-1000 Q 28.3/2344,07 B 11/1985 latauspotentiaali
18 Poranreikämittaukset 1: 500 Q 27.4/52/2344 07/1984/1 Q 27.4/52/2344 07/1984/2 Q 27.4/52/2344 07/1984/3 Q 27-4/52/2344 07/1984/4 Q 27.4/52/2344 07/1984/5 Q 28.3/52/2344 07/1984/1 Q 28.3/52/2344 07/1984/2 Q 28.3/52/2344 07/1984/3 Q 28.3/52/2344 07/1984/4 Q 28.3/52/2344 07/1984/5 ominaisvastus latauspotentiaali