KIIVENNAISMMLA~ Peter Johansson GECBLBGIAN TUYKIMLBSKESKUS Rovaniemi 1996
Kallioperaa peittava irtaimista maalajeista koostuva maapera on syntynyt nuorimman maailmankauden, kvartaarikauden aikana, joka alkoi noin 2 miljoonaa vuotta sitten ja ulottuu nykyaikaan saakka. I<vartaarikaudella on ollut useita jaakausia, joiden aikana rnannerjaatikot ovat peittaneet laajoja alueita Pohjois-Euroopassa. Jaakausien valisina ns. interglasiaalikausina ilmasto on ollut nykyisen kaltainen tai jopa jonkin verran nykyista Iampimampi. Viimeisin jaakausi, jota kutsutaan Veiksel-jaakaudeksi, alkoi runsaat 100 000 vuotta sitten ja paattyi noin 9 000 vuotta sitten. Veiksel-jaakauden alkupuolella oli kaksi vahemman ankaran ilmaston jaksoa, interstadiaalivaihetta, joiden aikana mannerjaatikot pienenivat ja havisivat Pohjois-Euroopassa Iahes kokonaan. Suomen maapera on paaosin syntynyt viime jaakauden aikana, mutta paikoin tavataan myos kerrostumia, jotka ovat peraisin viime jaakautta vanhernrnilta jaakausilta ja niiden valisiita ajoilta. Kerrostumia tutkimalla on saatu kuva maamme kvartaarikautisesta kehityksesta. Mannerjaatikon toiminnan tuloksena, paaosin sen reunaosan alla, syntyi maamme yleisin maalaji, rnoreeni, joka esiintyy joko kallioperan muotoja peittavana ja myotailevana kerroksena tai erilaisina moreenimuodostumina. Mannerjaatikon sulaessa valtavat sulamisvesivirrat, jaatikkojoet, ltuluttivat alustaansa rnuodostaen sulamisvesiuomia ja kerrostivat lajittelemaansa ainesta jaatikon pohjalla harjuiksi tai jaatikon reunan eteen deltoiksi (esim. Salpausselat). Kun mannerjaatikko suli, laajat alueet nykyisista maa-alueista jaivat veden peittamiksi. Jaakaudella 2-4 km:n paksuinen jaakerros painoi maankuorta alas. Jaatikon sulamisen jalkeen maankuori alkoi kohota aikaisempaan asemaansa. Veden pinnan asernia osoittavat muinaisrannat, joita nakyy vaarojen rinteisiin syntyneina rantatorrnina ja - kivikkoina. Maankohoaminen, joka oli aluksi hyvin nopeaa, jatkuu edelleen hitaasti. Suurirnmillaan se on Merenkurkussa, noin rnetri sadassa vuodessa ja pienirnmillaan Kaakkois-Suomessa, alle 20 cm sadassa vuodessa. Rovaniemen seudulla maankohoaminen on 60-70 cm sadassa vuodessa. Veden alta paljastuneilla alueilla alkoi jokien toirninta, joka yhdessa maankohoamisen kanssa sai aikaan sarjan vahitellen maatuvia hiekkaisia ja hietaisia suistomaita jokivarsiin. Tuuli kuljetti ja kerrosti hiekkaa lentohiekkakinoksiksi eli dyyneiksi, joita esiintyy yleisesti jaatikkojoki- ja rantakerrostumien paalla. Alavilla aiueilia alkoi soistuminen ja turpeen muodostuminen alueen vapauduttua jaan tai veden alta.
KIVENNAISMAALAJIT (Peter Johansson GTM) Taulukko 1. Maalajit hehtaareina ja prosentteina maaalasta ha Oh ha % 4,3 Ht 63,6 Ct/Ht HHt 0,l CtIHHt 6,l H s 0,9 CtIHs Ct 1,1 St 0,9 Maa-ala V e s i Kartta-alueen pinta-ala 8 609 ha 1391 ha Icartta-alue sijaitsee Rovaniemen maalaiskunnassa, noin 15 km kaupungista koiliiseen. Kartta-alue on vaaramaata, jossa maanpinnan suhteelliset korkeudet vaihtelevat 50 ja 100 metrin valilla. Korkein kohta on Iso Olkkavaara (231 m) ja matalin kohta on Kemijoen rannassa (74 m) kartta-alueen lounaiskulmassa. Olkkajarven vedenpinta vaihtelee 97 ja 99 metrin valilla johtuen sita saatelevasta Permantokosken voimalaitoksesta. Kalliopera on paaasiassa kiillegneissia, kvartsiittia, migmatiittia ja porfyyrista graniittia. Kulutusta hyvin kestavana kivilajina kvartsiitit kohoavat selvasti ymparistonsa ylapuolelle ja ovat paikoin hyvin paljastuneita, kuten alueen korkeimmat vaarat, Iso Olkkavaara, Pikku Olkkavaara, Matkavaara ja Hotinvaara. Kartta-alueen luoteiskulmassa, Toramojarven ymparistossa kalliopera on porfyyrista graniittia, jonka lohkeilu ja rikkonaisuus ovat ilmeisesti syyna alueen runsaslohkariesuuteen. Selvirnmat kallioperan murroslinjat ja ruhjevyohykkeet kulkevat luoteesta kaakkoon. Yksi ruhje kulkee Olkkajarven lounaisrannan suuntaisesti. Toinen samansuuntainen ruhje seuraa Olkkalammen ja Matkalammen lounaisrantoja.
Kuva I. Maankohoamisen eri vaiheita Rovaniemen 1 :I 00 000 karttaiehtialueella (361 2) muinaisen ltameren kehitysvaiheissa. Vaakasuoralla viivoitettu alue on ltlmeren peitossa ollutta aluetta ja pystysuoralla viivoitetut alueet jarvis. Kuvassa A tilanne noin 9 000 vuotta sitten, jolloin korkein ranta oli 213 metrin tasolla. Kuvassa 0 tilanne noin 8 400 vuotta sitten, jolloin vedenpinta oli 120 rnetrin tasolla. Kuvassa C vedenpinnan taso on noin 90 metril. Talldin ltameren kehityksessa alkoi Litorina-merivaihe (noin 7 000 vuotta sitten). Kuvassa D tilanne noin 6 200 vuotta sitten, jolloin ltameren rantataso oli noin 80 metria.
Alueen kalliopaljastumista mitattujen uurteiden ja moreenin kivista tehtyjen suuntausiaskujen perusteelia jaatikon viimeinen liikesuunta oli Iannesta itaan eli suunnasta 270"- 280". Vanhemrnista liikesuunnista ei kartta-aiueella ole havaintoja. Vali~tomasti kartta-alueen kaakkoispuolelta, Permantokosken voimalaitostyomaalta loydettiin 1950-luvulla vanhempaa moreenia, jonka oli kerrostanut luoteesta kaakkoon virrannut jaatikko (I<orpela 1969). Vanhemman ja nuoremman moreenin valista loydettiin hiekkaa ja turvetta. Ikamaarityksiss~ turpeen todettiin syntyneen viimeista jaatikoitymista edeltaneen jaattoman kauden aikana, ja vanhempi moreeni oli syntynyt sita ennen olleen jaatikoitymisen aikana [Korpela 1969). Mannerjaa vetaytyi Olkkajarven alueelta kohti Iantta radiohiiliajoitusten mukaan noin 9 000 vuotta sitten. Sita mukaa kun jaatikko suli pois maa-alueet peittyivat muinaisen Itameren eli Ancylus-jarven vesien alle (Saarnisto 1981 ). Ancylus-vaiheen aikana Itameri oli makeavetinen jarviallas, joka oli erillaan Atlannin valtameresta, ]son-~lkkavaaran laki nousi vedenpinnan ylapuolelle saarena. Sen rinteelle syntynyt ylin Ancylus-ranta on tana paivana 210 metrin korkeudella. Jaatikon haviamista seuranneen maankohoamisen seurauksena vedenpinta laski noin 8 metria sadassa vuodessa. Noin 7 400 vuotta sitten Olkkajarvi kuroutui Ancylusjarvestii omaksi jarvialtaakseen. Icartta-alue nousi 3 200 vuodessa vedenpinnan ylapuolelle. Litorinamerivaiheen alkaessa Itameren altaassa noin 7 000 vuotta sitten vedenpinta oli laskenut noin 90 metrin tasolle ja noin 5 800 vuotta sitten asettui virtaamaan nykyiseen uomaansa kartta-alueen lounaisreunassa (Hyyppa 1966, Saarnisto 19811. Aallokko seka talvisten jaiden tyonto synnyttivat vaarojen rinteeseen rantamerkkeja, jotka maankohoamisen seurauksena nakyvat tanapaivana muinaisrantoina. lson ja Pikku Olkkavaaran rinteita Iciertaa paljaaltsi huuhtoutuneita kallioita ja niiden alapuolella rantakiviltoita. IVe sijaitsevat tavallisimmin ylimman rannan eli muinaisen vedenpinnan ylimman tason alapuolella, noin 180-210 metrin korkeudella. Aallokon huuhtomasta aineksesta kerrostui rantahietikoita, joita esiintyy Kaltioaavan ja Punkkiaavan valisella alueella. Kalliopaljastumia ja alle metrin paksuisen moreenikerroksen peittamia kallioalueita on 4% kartta-alueesta. Ne sijaitsevat vaarojen rinteilla ja laella ja ovat syntyneet aallokon huuhtovan toiminnan seurauksena. Pohjamoreeni ja sworeenimuodostcrmat Pohjamoreeni on kartta-alueen yleisin maalaji. Useimmiten se on ainekseltaan hie%kamoreenia. Se myotailee kallioperaa 1-4 m paksuisena kerroksena. Paksuimmat moreenikerrostumat ovat tasaisilla alueilla ja jokien laaksoissa. Kairausten perusteella pohjamoreenia esiintyy myos laajalti turve- ja rantahiekkakerrostumien alla. Moreenimuodostumia alueella ei esiinny. Ranta- ja jokikerroslumat Rantakerrostumat ovat ainekseltaan hiekkaa ja karkeaa hietaa. Ne syntyivat muinaisen Itameren rantavythykkeessa, aaltojen huuhtovan toiminnan tuloksena. Rantakerrostumia on eteenkin lson ja Pikku-Olkkavaaran rinteiden alaosassa. Niiden paksuus vaihtelee muutamasta kymmenesta senttimetrista useaan metriin. Kemijoen laaksossa on jokikerrostumia. Ne ovat tasaisia tai loivasti jokeen viettavia
kenttia, jotka on raivattu pelloiksi tai jokivarsiniityiksi. Ainekseltaan ne ovat virtaavan veden kuljettamaa ja kerrostamaa karkeaa hietaa ja hiekkaa. Rannan suuntaisissa painanteissa esiintyy myds hienoa hietaa, joka on tulvien kerrostamaa ja usein humuspitoista. Syvan veden kerrostumat Syvan veden kerrostumia esiintyy ohuina peitteisina kerrostumina Apukan alueella seka Toramojoen varrella. Ne ovat ainekseltaan humuskoyhaa hiesua ja hienoa hietaa. Heikosta vedenlapaisevyydesta ja soistumisesta johtuen osa hienorakeisista kerrostumista on turvekerrostumien alla. ELOPERAISET KERROSTUMAT (Tapio Muurinen GTK) ~artia-alueella on eloperaisia kerrostumia yhteenss 2554 ha eli noin 30 % rnaaalasta, mika on yleinen suhde Etela-Lapissa. Yli puolet soiden turvekerrostumista on yli metrin paksuisia. Maaston topografiasta johtuen turvekerrostumat ovat tavallisesti rikkonaisia. Soistuneimpia seutuja ovat Olkkajarven pohjois- ja luoteispuoli, seka lson - ja Pikku Olkkavaaran valinen laakso ja alueet siita kaakkoon. Laajimmat yhtenaiset turvekerrostumat ovat Apukka-, [so- ja Pimianperanaavalla. I<artoituksen yhteydessa ei tehty yksityiskohtaisia turvetutkimuksia, joten turvekerrostumien laadusta ja rakenteesta ei ole tarkkoja tietoja. Suot kuuluvat alueellisssti Pohjanmaan aapasoihin, jotka ovat tyypillisesti keskiosiltaan puuttomia ja reunaalueiltaan erityyppisia rameita. Tosin talla alueella avosoiden osuus on pieni. Turvekerrostumat ovat yleensa saravaltaisia (Ct). Rahkavaltaisiksi (St) on kartoitettu vain muutama prosentti suoalasta. Soistuminen on alkanut noin 7000 vuotta sitten, jolloin alue paljastui Litorinameresta. Suurin osa soiden turvekerrostumista on syntynyt primaarisesti alaville, heikosti vetta Iapaiseville alueille, niiden peittyessa suokasvillisuuteen. Soiden laajeneminen on jatkunut ymparoivan rnetsamaan soistumisena. Luonnolliset kosteikot, kuten purojen warret ja jarvien suojaisat rannat ovat myos soistuneet osittain tulvavesien vaikutuksesta. Matalat suot on yleensa ojitettu ja metsitetty. Apukka-aavasta ja sen ympiiristosta on otettu kymmenia hehtaareja Lapin tutkimusaseman viljelykayttoon. Teolliseen turvetuotantoon soilla ei ole merkitysta. POHJAVESl IUlpu Vaisanen GTK) " Pohjavetta syntyy, kun sade- ja sulamisvesi suotautuu maahan. Sen muodostumiseen vaikuttavat eniten sateen maara ja voimakkuus, haihdunta, lumen osuus sadannasta ja roudan kesto. Pohjavedeksi suotautuvan veden maaraan vaikuttavat kasvillisuus, maanpinnan muodot, pintakerroksen kosteus, maalajien raekoko, kerrosrakenne ja tiivistyneisyys. Pohjavetta varastoituu eniten huokoisiin ja paksuihin maakerroksiin, kallioperassa ruhjeisiin ja rakoihin. Parhaat pohjavesiesiintymat ovat hiekka- ja soramuodostumissa. Niiden maapera on hyvin vetta Iapaisevaa ja kerrostumien paksuus yleensa riittava pohjaveden runsaalle varastoitumiselle. Kartta-alueella ei ole pohjaveden muodostumisen kannalta merkittavia hiekka- ja soraesiintymia. Hiekkaa esiintyy rantakerrostumissa, mutta pohjaveden muodostumisen kannalta ne eivat ole riittavan paksuja, tai ne ovat ai~~ekseltaan liian hienorakeisia ja vetta huonosti Iapaisevia. Kartta-alueen yleisin maalaji on moreeni, ja siita suurin osa vetta huonosti lapaisevaa pohjamoreenia. Pohjamoreenin rakenne on yleensa niin tiivis, etta sen pohjavesi
riittaa vain talol<ohtaiseen kayttoon. Alueen rnoreenikerrosturnat ovat enirnrnakseen rnyos ohuita, joten niiden rnerkitys veden hankinnan kannalta on vahainen. Pohjaveden iaatu Pohjaveden laatuun vaikuttavat maaperaan suotautuvan veden sisaltamat suolat, maa- ja kallioperan ralcenne ja mineraalikoostumus. Pohjaveteen iiuenneiden aineiden maara kasvaa viipyrnan pidetessa. Moreenissa virranneessa pohjavedessa liuenneiden aineiden maara on yleensa suurempi kuin hyvin vetta johtavien, lajittuneiden ja karkearakeisten maalajien pohjavedessa. Alueelta on analysoitu 2 pohjavesinaytetta, joista toinen on rnoreenialueen Iahteesta ja toinen 75 metrin syvyisesta porakaivosta. Lahteen vesi taytti fysikaalis-kemiallisilta ominaisuuksiltaan hyvalle talousvedelle asetetut laatuvaatimukset ja -tavoitteet. Porakaivon vedessa sahkonjohtavuus, kloridi- ja rautapitoisuudet ylittivat talousvedelle asetetut suositukset. Taulukossa 2 on esitetty ana!yysitulosten keskiarvot ja mediaanit kaikista Rovaniemen 1 : 100 000 karttalehtialueelta otetuista pohjavesinaytteista. Pohjavesi on keskimaarin lievasti hapanta ja suolapitoisuudet ovat pienia, myos raskasmetallipitoisuudet ovat naytteissa hyvin pienia. Taulukko 2. Pohjaveden laatu.
Taulukko 2. Pohjaveden laatu. Pohjavesianalyysit, karttalehti 3612 (1:100 000) Hiekka Moreeni Lahteet ka. med. Kaivot ka. med. Lahteet ka. med. Kaivot KENTTAMXXRITYKSET: -Larnpotila "C C02 rng/l ph Sahkonj. ms/rn, 25 "C Redox mv 02% LABORAT.M##RITYKSET: Variluku Pt mg/l ph Sahkonj. rns/m, 25 "C Alkaliteetti rnmol/l KMnOq-luku mg/l NHq mg/l NO3 mg/l C1 mg/l F mg/l PO4 mg/l Si02 mg/l SO4 mg/l HCOj mg/l Kokonaiskovuus "dh Ca mg/l Mg mg/l Na mg/l K mg/l Fe mg/l Mn rng/l Zn pg/l cu!.lg/1 Ni pg/1 Pb vg/i Cd pg/l u ~9/1 Rn Bq/l Cr pg/l co pg/l A1!.lg/l Naytteita kpl Kesklarvo = ka. ja rnediaani = med. -
ALUEEN MAAPERA RAKEMMUSPOHJANA (Peter Jshansssn, GTK) Maaperan rakennettavuus johtuu ensisijaisesti maaperan raekoostumuksesta ja sen sisaltaman veden maarasta. Ne vaikuttavat maan kantavuuteen, kaivettavuuteen ja routimiseen. Avokalliot ja ohuen, alle metrin paksuisen moreenin peitossa olevat kallioalueet ovat kanlavuudeltaan hyvia. Perustarniskustannuksia lisaa kuitenkin se, etta kalliota joudutaan usein louhimaan. Sora- ja hiekka-alueilla kantavuus ja kaivettavuus ovat hyvia. Moreenimailla kantavuus on keskinkertainen ja huononee rnoreenin sisaltaman hienoaineksen maaran kasvaessa. Mynttirnaan moreenialueella rakennettavuutta heikentaa runsas lohkareisuus Huonosti kantavia maalajeja ovat hienorakeiset maalajit, kuten hieno hieta ja hiesu seka turve. Hienorakeisia maalajeja esiintyy kartta-alpeella alle 1 %, mutta yli metrin paksuisia turvealueita on 21 % ja 0,4-0,9 m syvia turvealueita 9% kartta-alueesta. Routiminen on maan pinnan liikkumista maassa olevan veden jaatymisen tai jaan sulamisen seurauksena. Erilaisille rakenteille saattaa aiheutua vaurioita varsinkin, jos routa on ns. kerrosroutaa. Siina vaakasuorat jaakerrokset ja -1inssit vuorottelevat jaatyneiden maakerrosten kanssa. Roudan synty ja routiminen johtuvat erityisesti maalajin raekoosta ja sen vedenlapaisykyvysta. Karkearakeisissa maalajeissa, kuten sorassa ja hiekassa, rakeiden valiin jaatynyt vesi ei aiheuta routimista. Sen sijaan hienorakeisissa maalajeissa, kuten hieno hieta- ja hiesumaissa seka hienoainesta runsaasti sisaltavissa rnoreeneissa esiintyy usein routimista. Osa edella rnainituista routivista maalajeista on myos vaihtelevan paksuisen turvekerrostuman peitossa. Rovaniemen alueella roudan syvyys on normaalina talvena keskimaarin 21 0 em. KAIRAUS- JA KOEKUOPPATIEDOT piste n:o kerroksen alarajan syvyys (m) ja maalaji 1,5 HHt 1,5 Ht 1,5 Ht 4,6 Mr 2,8 Hk 3,6 Ht 5,7 Mr 7,s Rp 0,8 Ct 2,O tit 3,0 Hs 4,3 Hk 4,6 Mr 0,7 Ct 1,2 Ht 1,7 Hs 2,6 Hk 3,5 Mr 0,6 Ct 0,9 Hs 5,O Mr 0,7 Ct 3,6 Mr piste n:o kerroksen alarajan syvyys (m) ja rnaalaji 0,9 Ct 2,5 Ms 2,7 Ht 5,6 Mr 0,7 Ct 1,5 Hs 1,7 Hk 5,O Mr 1,7 Mr 3,4 Mr 0,9 Ct 3,O Hs 5,3 Mr 0,9 HHt 1,8 Hs 6,5 Mr 2,o Ct 5,4 HHt 6,O Mr 1,3 HHt 1,5 Mr 0,8 Ct 6,7 Mr Yksityiskohtaiset tiedol alueen maa-aineksista, soista ja turvevaroista seka pohjavedesta ovat saatavissa Geologian tutkimuskeskuksesta, PL 77, 96'10'1 Rovaniemi.
MAAPERAKARTAT Suornen rnaapera 1:l 008 000, painettu 1984 (sisaltyy rnyos Suomen kartaston vihkoon 123-1 261, esittaa maaperaa varein ja symbolein syntytavan mukaan luokiteltuina geologisina muodostumina. Kartta on saafavissa myos numeerisena. Suomen ja Venajan Federaation luoteisosan maapera ja sen raaka-ainevarat 4:l 000 000, painettu 1993 kahtena karttalehtena. Kartassa esitetaan maaperageologisten muodostumien ohella tarkeimmat I<vartaarikerrostumien hyodyntamiskohteet. Kartta on saatavissa myos numeerisena. Suomen geologinen yleiskartta. Maaperakartta 1 :400 000. Painettu Etela- ja Keski- Suomen osalta vuosina 1906-1 953 vanhan yleiskartan pohjalle (9 lehtea kantakartaston vanhan lehtijaon mukaanl ja Pohjois-Suomen osalta vuosina 1963-1986 uuden yleiskartan pohjalle (1 3 lehtea uuden lehtijaon mukaan). Monivarinen kartta esittaa maaperga osin geologisina muodostumina ja osin maalajialueina ja antaa yleisluonteisen kuvan maaperan rakenteesta ja maalajien jakaumasta maakuntatasolla. ICartta puuttuu kapealta ita-lansisuuntaiselta vyohykkeelta, suunnilleen Oulun korkeudelta ja aivan maan etelaisimmiista osasta. Vanhimmissa maaperakartoissa on pohjakartasta ja tyomenetelmista johtuvia puutteellisuuksia. Suomen geologinen kartta. Maaperakartta 1: 1 QO 000. Vuoteen 1994 mennessa karttoja on painettu Iahinna Etela-Suomesta 75 kpl. Monivarinen kartta esittaa geologisia muodostumia ja rnaalajeja yleiskarttaa yksityiskohtaisemmin. Useimmista kartoista on saatavina rny~s karttalehtiselostukset. Lahes kaikki karttalehdet ovat saatavissa myss numeerisessa muodossa. Maapesiikartta 1:20 000 ja 1:50 000. Vuoteen 1994 mennessa on maastamme kartoitettu kolmasosa. Moni- tai yksivarista, peruskarttapohjalle painettua maaperakarttaa kaantopuolelle painettuine selostuksineen on valmiina 450 kpl. Pohjois- Suomessa osa kartoista on julkaistu mittakaavassa 1:50 000. Ty6n alla olevat kartta-aineistot digitoidaan. Kartat ja niihin liittyvat tiedot ovat saatavissa erilaisina tulosteina tai siirtotiedostoina, Tietoja voidaan kayttaa pohjana mm, maankayton suunnittelussa, raaka-ainevarojen selvittelyssa ja ymparisti5nhuollossa. Maaperakartoituspalvelut. GTK tekee maksullisina palveluina temaattista maaperakarfoitusta halutussa rnittakaavassa (1:2 000-1 :I0 000). Tilauksena tehdyssa kartoituksessa huomioidaan tilaajan erityistarpeet ja toiveet. ICartoituksen yhteydessa tehdaan kairauksia seka seisrnisia ja maatutkaluotauksia tehtavan edellyttamassa tai tilaajan toivomassa laajuudessa. MAAPERASCARTTOJA JA K.o?RTQlThaSPAkVEkUJP$ MYY Geologian tutkimuskeskms Etela-Suomen alue- Vali-Suomen alue- Pohjois-Suomen aluetoimisto toimisto toimisto Betonimiehenkuja 4 PL 1237 PL 77 (Lahteentie 2) ESP00 (Neulamiehentie 5) 96101 ROVANIEMI Puh. 90-46931 70701 KUOPlO Puh. 960-32971 11 Fax 90-46932197 Puh. 971-205 111 Fax 960-3297289 Fax 971-205215