GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS Etelä-Suomen aluetoimisto M06/1234/-99/10/1 Kauhajärvi KAUHAJOKI Niilo Kärkkäinen

GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS Etelä-Suomen aluetoimisto M06/1234/-99/10/1 Kauhajärvi KAUHAJOKI Niilo Kärkkäinen 13.12.1999 RAPORTTITIEDOSTO N:O 4525 TUTKIMUSTYÖSELOSTE KAUHAJOEN ALUEEN MALMITUTKIMUKSISTA, KOSKIEN VALTAUSALUEITA VÄHÄMÄKI 2, KAIVOSREKISTERI NRO 4653/1, JA VÄHÄMÄKI 3, KAIVOSREKISTERI NRO 5006/1

GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS KUVAILULEHTI Päivämäärä 21.12.1999 Tekijät Niilo Kärkkäinen Raportin nimi Tiivistelmä Raportin laji Toimeksiantaja GTK M06 /Kaivoslaki Tutkimustyöseloste Kauhajoen alueen malmitutkimuksista, koskien valtausalueita Vähämäki 2, kaivosrekisteri nro 4653/1, ja Vähämäki 3, kaivosrekisteri nro 5006/1 Geologian tutkimuskeskus (GTK) on vuosina 1991-1996 tutkinut Länsi-Suomen läänin Kauhajoen kunnassa sijaitsevan Kauhajärven gabroa tavoitteena selvittää sen mahdollisuus titaanin ja fosforin raaka-aineena. Kauhajärven gabro on samantyyppinen kuin siitä 15 km etelään sijaitseva, aiemmin magnetiitin ja myöhemmin apatiitin suhteen tutkittu Honkajoen Perämaan ultraemäksinen-emäksinen intruusio. Kauhajärven gabro koostuu heikosti mineralisoituneesta gabrosta (=pohjavyöhyke) sekä apatiitin, ilmeniitin sekä ilmenomagnetiitin suhteen mineralisoituneesta päävyöhykkeestä, jota luonnehtii koostumusvaihtelu peridotiitista anortosiittiin. Valtausalueilla tehtiin 8 km 2 :a gravimetrisia ja magneettisia maanpintamittauksia, 58 pisteessä kallionäytteenottoa iskuporauksella sekä 1638 m timanttikairausta (13 reikää). Titaania (4-6% TiO 2 ) ja fosforia (2-3.5% P 2 O 5 ) on eniten jakson keskivaiheilla. Malmimineraalien kokonaismäärä on mineralisoituneissa kerroksissa keskimäärin 19-22 %, josta 9-11 % ilmeniittiä, 3-6 % apatiittia ja 4-8 % magnetiittia. Mineralisoituneiden kerrosten paksuus on 20-60 m. Mineralisoituneen kiven kokonaismäärä valtausalueella on 9.5 milj. tn. GTK on luopunut valtauksista, koska alueille ei sisälly ekonomisia määriä fosforia ja titaania. Asiasanat (kohde, menetelmät jne.) Teollisuusmineraalit, ilmeniitti, apatiitti, malminetsintä, magnetiitti, geofysikaaliset menetelmät, Maantieteellinen alue (maa, lääni, kunta, kylä, esiintymä) Länsi-Suomen lääni (Vaasan lääni), Kauhajoki, Kauhajärvi Karttalehdet 1234 06 Muut tiedot Arkistosarjan nimi Valtausraportti Arkistotunnus M06/1234/-99/10/1 Kokonaissivumäärä Kieli Suomi Hinta Julkisuus

SISÄLLYS 1. Johdanto 2 2. Suoritetut tutkimukset 3 3. Tutkimusvaiheet ja niiden tulokset 4 3.1 Geofysiikan mittaus ja tulkinnat 4 3.2 Geokemia 4 3.3 Kairaus 4 3.4 Tulokset 4 3.4.1 Geologia 4 3.4.2 Mineralogia 5 3.4.3 Kemialliset kokokivianalyysit 5 3.4.4 Mineraalivarannot 6 4. Yhteenveto 6 5. Lähteet 7 6. Liitteet 8

2 1. JOHDANTO Tämä raportti käsittelee GTK:n hallussa olleita Vähämäki 2 ja Vähämäki 3-nimisiä valtauksia Kauhajärven alueella (liite 1). Alueelta etsittiin titaanivalkoisen raaka-aineena käytettävää ilmeniittiä ja lannoiteteollisuuden raaka-aineena käytettävää fosforimineraalia, apatiittia. Valtausalueet sijaitsevat Kauhajoen kunnan eteläosalla, Kauhajärven kylän lähettyvillä (liite 2), karttalehdellä 1234 05, x= 6902.7, y= 1567.2. Titaanista ja fosforista rikastuneet kivet sisältyvät Kauhajärven gabroon, jonka malmiutuneet osat ovat kokonaan peitteiset. Aiemmin toteutetussa Kauhajärven korkealentoanomaliaan suunnatussa pintakairauksessa todettiin mineralisoitunutta Ti-P-gabroksi luokittuvaa (yli 10 % apatiittia + ilmeniitiä) kiveä kahdessa paikassa, Vähämäellä ja sen eteläpuolella (Alviola 1991). Vähämäellä rajattiin alue, jossa on mineralisoitunutta kiveä on 1 milj. tn sisältäen 7-8 % ilmeniittiä ja 4 % apatiittia (Kärkkäinen, 1994). Kauhajärven gabro erottuu aeromagneettisella kartalla ja alueellisella painovoimakartalla n. 6 km pitkänä anomaliajaksona. Valtaukset kohdistuivat gabron eteläosalle, Vähämäen ympärille (liite 3). Gabro on kerrosrakenteinen ja koostuu kahdesta osasta, pohjavyöhykkeestä ja päävyöhykkeestä (ks. Kärkkäinen ja Appelqvist, 1999). Aiemmin raportoitu valtaus Vähämäki 1 (Kärkkäinen, 1994) edustaa kokonaisuudessaan pohjavyöhykettä. Tämän raportin valtaukset edustavat gabron päävyöhykettä Vähämäen länsi- ja eteläpuolella. Se on selvästi voimakkaammin mineralisoitunut kuin Vähämäki. Tässä työssä kivi luettiin mineralisoituneeksi, jos siinä on vähintään 4 % TiO 2. Kauhajärven gabroa voidaan kutsua ilmeniittigabroksi, koska ilmeniitti on yleisempi kuin magnetiitti. Määrällisesti ilmeniitin suhde magnetiittiin on 3:2. Kauhajärven gabrossa titaani on sitoutunut sekä erilliseen ilmeniittiin että ilmeniittisulkeumiin ilmenomagnetiitissa. Itsenäisiä ilmeniittirakeita on pääkerrostumassa runsaammin ilmenomagnetiittia. Rikastusprosessissa sekarakeista, magnetiitin sulkeumana esiintyvästä ilmeniitistä, saadaan talteen vain osa. Ilmeniitin lisäksi ekonominen mineraali Kauhajärvellä on apatiitti. Sitä on mineralisoituneissa kivissä enimmillään 8-9 paino-%:a. Gabron mineralisoituneissa osissa on keskimäärin 19-22 % malmimineraaleja, joista ilmeniittiä 9-11 %, apatiittia 3-6 % ja magnetiittia 4-8 %. Mineralisoituneiden kerrosten paksuus vaihtelee muutamasta metristä useisiin kymmeniin metreihin. Mineralisoituneen kiven määrä on valtausalueilla 9.5 milj. tonnia. Kauhajärven tyyppisen Ti-P-mineralisaation vertailukohtana voidaan pitää paljon tutkittuja Bushveldin gabrokompleksin apatiitti-ilmeniittivarantoja (von Gruenewald 1993). Ne muodostuvat kolmesta erillisestä ja enimmillään 40 m paksusta apatiitista ja ilmeniitistä rikastuneesta kerroksesta, joissa on yhteensä keskimäärin 18-20 % malmimineraaleja. Erillisinä rakeina esiintyvää ilmeniittiä 4-10%.

3 2. SUORITETUT TUTKIMUKSET Tutkimusvaiheet, suoritemäärät ja aineiston tallennus on esitetty seuraavassa taulukossa 1. Kallioperäkartoitus v. 1983 ja v. 1985 M19/1234/-90/1/89 2. Geofysiikan mittaukset v. 1992 - linjoitus Kartta Q06/1234 - Gravimetrinen ja magneettinen mittaus 8 km 2 Mittaustiedot GTK:n - IP-mittauksia 1 km 2 geofysiikan tieokannassa - seismisiä mittauksia 6 x 2 km 2 ja karttoina päätearkistossa - magneettisia tulkintoja 3. Kalliomurskenäytteenotto 1991/1992 58 p. Anal. tilaus 40923 - iskuporaus, näytekoko 1-5 kg, fraktio 2-10 mm 4. Syväkairaus 1992-1993 R372-384, 13 reikää 1638 m M52-Raportit ja näytteet 5. Kemialliset analyysit (SPSS-tiedostona ja laboratorion tietokannassa analyysitilauksen mukaisesti) Lopen arkistossa - XRF kairasydämistä (yht. 746.8 m) 333 kpl Anal. tilaus 42894, 42895 - PGE-analyysit 21 kpl Anal. tilaus 42972 - REE-analyysit 21 kpl Anal. tilaus 42973 6. Petrofysiikka - suskeptibiliteetti, ominaispaino, sähköiset omin. 176 kpl Petrofysiikan laboratorio - massasuskeptibiliteetti (SATMAGAN) 195 kpl SPSS-tiedosto 7. Magneettinen rikastus (DDT) 35 kpl SPSS-tiedosto - XRF magneettisesta rikasteesta 7 kpl Anal. tilaus 60164 8. Malmimikroskooppitutkimukset - kiillotetut ohuthieet 62 kpl Etelä-Suomen aluetsto 9. Apatiitin rikastus ja XRF-analyysit 2 kpl SPSS-tiedosto l0.mikroanalyysit - oksidit 15 kpl Excel-tiedosto - apatiitti 5 kpl Excel-tiedosto - silikaatit 10 kpl Excel-tiedosto

4 3 TUTKIMUSVAIHEET JA NIIDEN TULOKSET 3.1 Geofysiikan mittaus ja tulkinnat Maanpintamittauksen mukaan Kauhajärven gabro sisältää malmikerroksiksi tulkittavia anomaliajaksoja. Lisäksi havaittiin, että gabro on siirrosten pilkkoma ja Vähämäki erottuu magneettisella kartalla vähäisempänä häiriönä kuin ympäristö (liitteet 3b - 5). Geofysiikan mittaus kattoi koko aeromagneettisen anomalian (ks. Liite 2), joka aiheutuu kokonaisuudessaan granitoidien ympäröimästä emäksisestä intruusiosta. Tutkimukset kohdennettiin gabron eteläosalle, koska maapeite on siellä seismisten mittausten ja iskuporakairausten perusteella ohuin, 10-25 m (Lehtimäki 1992; Valli ja Lehtimäki l992). Gabron pohjoisosasta, Kirveskylän alueelta paikannettiin myöhemmin ohuemman maapeitteen alue, jota selvitettiin kairauksella (R385-388). 3.2 Geokemia Magneettiset häiriöjaksot kontrolloitiin murskenäytteenotolla. Magneettisissa häiriöjaksoissa todettiin anomaalisen korkeita titaanin (enin 6.7 % TiO 2 ) ja fosforin (3.5 % P 2 O 5 ) pitoisuuksia (Liite 6). 3.3 Kairaus Vähämäen tutkimusten aikana oli gabron eteläkärkeen (Vähämäki 2:een) kairattu 2 reikää (R372,R373), ja todettu pitoisuudet selvästi paremmiksi kuin Vähämäen alueella (R370-R371). Kivimäenkorven, Koivumäen ja Kappelin alueille kairattiin (1992/1993) yhteensä 13 reikää (R372- R384, liite 7) A. Mattssonin ja J. Lehtimäen tekemien magneettisten tulkintojen perusteella. 3.4 Tulokset 3.4.1 Geologia Kauhajärven gabro koostuu kahdesta vyöhykkeestä (Kärkkäinen ja Appelqvist, 1999). Primitiivisempää emäksistä magmaa edustaa Si-, Mg- ja Cr-rikkaampi pohjavyöhyke Vähämäellä, missä vain stratigrafisesti katto-osalla on apatiitin ja ilmeniitin mineralisoitumista. Maantieteellisesti sitä reunustaa Fe-, Ti- ja P-rikkaasta magmasta kiteytynyt päävyöhyke, jonka tilavuus on yli 80% koko intruusiosta. Päävyöhyke on differentioitunut pohjaosan peridotiiteista pintaosan anortosiitteihin, jotka ovat vallitsevia intruusion eteläosalla, Kappelin alueella (R381,R382). Päävyöhykkeen kerrospaksuus on 1-20 m ja kerroksellisuus on osittain syklistä (liite 8a). Intruusion kivien ominaispaino vaihtelee 3.00-3.65, ja on mineralisoituneissa kivissä keskimäärin 3.25. Ilmeniitti esiintyy mineralisoituneissa kerroksissa runsaana pirotteena ja piroteverkostona (kuva 9). Oksidien määrä seuraa mafisten silikaattien määrää siten, että eniten oksideja on emäksisimmissä kivissä, peridotiitissa ja tummassa gabrossa. Apatiitti on rikastunut samoihin kerrostumiin, ja osin myös anortosiittisiin kiviin. Patja ohuita (1-5 cm) oksidirikkaita kerroksia tavattiin Kivimäenkorvessa reiässä R379 (55.20-56.80 m), mutta niissä vähän ilmeniittiä (ilmeniitti per magnetiitti = 0.5-1.2)

5 Samoin tavattiin 5-20 cm paksuja kerroksia massiivista (juonimaista) magneettikiisua, jonka seassa on kuparikiisua, mutta pentlandiittia on vain satunnaisina suotaumina. Magneetti- ja rikkikiisu ovat yleisiä aksessorisia mineraaleja oksidirikkaimmissa kerroksissa. Molybdeenihohdetta tavattiin kapeassa apliittijuonessa. 3.4.2 Mineralogia Geologi Hannu Appelqvist osallistui malmimikroskooppitutkimuksiin, joita tehtiin 45 näytteestä. Gabron pohjavyöhykkeellä, Vähämäellä, ilmeniitti esiintyy erillisinä rakeina, lamellirakenteiset magnetiittirakeet olivat harvinaisia. Rikastuskokeen perusteella mukaan Vähämäen (Vähämäki 1) mineralisoituneessa kivessä olevat ilmeniitti (7.5 %), apatiitti (5.5 %) ja magnetiitti (2 %) saadaan magneettisella erottelulla ja vaahdotuksella erilleen (Kärkkäinen 1994, Alviola 1991). Gabron päävyöhykkeellä (valtausalueilla Vähämäki 2 ja 3), ilmeniitin esiintymistapa ei ole yhtä edullinen rikastusprosessille. Päävyöhykkeen ilmeniitti esiintyy paitsi erillisinä rakeina, yleisesti myös magnetiitin lamelleina. Mikroanalyysin (liite 10) mukaan magnetiitti ei sisällä mainittavasti titaania, eli lähes kaikki magneettisen rikasteen titaani on sitoutunut ilmeniittilamelleihin. Mineralisoituneessa kivessä on petrofysiikan perusteella 5-6 % magnetiittia, enimmillään 17%. Vastaavasti magneettisten rikasteiden massat (DDT) ovat keskimäärin 6.8 %. DDT-rikasteiden magnetiitissa on (XRF-analyysin mukaan) 7-11% ilmeniittiä, eli noin neljäsosa kiven ilmeniitistä ei ole rikastettavissa perinteisin menetelmin. Magneettisen rikasteen vanadiinipitoisuus on 0.36% V, mikä on alhainen verrattuna vanadiinimalmina käytettävään magnetiittiin (0.6-2 % V). Ilmeniitin koostumus on tyypillinen kallioilmeniittiesiintymille (liite 10). Apatiitti on tyypillistä fluoroapatiittia (liite 12). Lantanidit eivät ole mainittavasti rikastuneet. Niiden kokonaismäärä on 0.18-0.25% apatiitissa. Ekonomisesti vähemmän mielenkiintoiset, kevyet lantanidit (La, Ce jne.) ovat rikastuneet suhteessa arvokkaampiin, painaviin lantanideihin siten, että La/Yb on 13-44. Kemialliset kokokivianalyysit Päävyöhykkeen mineralisoituneissa kivissä titaanin ja fosforin pitoisuus ovat keskimäärin 5-6 TiO 2 ja 2 % P 2 O 5. Tyypillinen fosforin ja titaanin pitoisuusvaihtelu on esitetty reikäprofiilina ja taulukkona liitteissä 8b ja 8c. Enimmillään näytteissä on 7.9 % TiO 2 ja 4.0 % P 2 O 5, mikä vastaa noin 16 ilmeniittiä ja 9.4% apatiittia. Titaani ja fosfori korreloituvat hyvin (liite 13). Fosforia on suhteessa titaaniin runsaasti verrattuna Koivusaarennevan ilmeniittiesiintymään (liite 13). Analyysit edustavat 2-6 metrin näytepituuksia. Oksidit ovat mineralisoituneissa kerroksissa jokseenkin homogeenisena pirotteena. Pitoisuuksien ei todettu mainittavasti eroavan lyhyissä kontrollinäytteissä (10 cm sydäntä). Niissä enimmäispitoisuudet ovat luokkaa 8-9 % TiO 2 (16-18% ilmeniittiä). Ni-, Cu- ja PGE-metallien pitoisuudet ovat pieniä kaikissa kivissä. PGE-analyysiin kerättiin 21 näytettä, oksidirikkaat ja anortosiittiset kivet huomioiden.

6 Mineraalivarannot Mineralisoituneiden (> 4% TiO 2, 2 % P2O5) kairaus lävistysten pituudet vaihtelevat 10-67 m välillä. Malmimineraalien kokonaismäärä vaihtelee 19-22 %. Ilmeniittiä on eri lävistyksissä keskimäärin 9-11 %, apatiittia 3.3-6.2 % ja magnetiittia 3.5-8.3 % (liite 14). Magneettisten mittausten perusteella mineralisoituneet jaksot ovat 200-500 m pitkiä. Niitä esiintyy kolmella eri alueella (liite 4). Mineralisoituneen kiven yhteismäärä on 100 m:n syvyyteen karkeasti arvioituna 9.6 miljoonaa tonnia. Siitä suurin osa sijaitsee Kivimäenkorven alueella, 5.05 Mt (R377, 384, 378-379-383). Eteläosalla (R381-R382, R372-373-380) on 2.6 Mt ja se sisältää suhteessa eniten apatiittia (6-8%) ja niukimmin magnetiittia (<6%). Geologi Hannu Mäkitien alustavien selvitysten mukaan Vähämäen gabro soveltuu hyvin kalliomurskeeksi (liite 16). YHTEENVETO Valtaukset Vähämäki 2 ja 3 kohdistuivat fosforista, titaanista ja raudasta mineralisoituneen Kauhajärven gabron päävyöhykkeen eteläosalle. Fosfori on sitoutunut apatiittiin, jota on keskimäärin 5 % gabrossa ja peridotiitissa. Enimmillään apatiittia on 7-9%, mikä on hieman vähemmän kuin Siilinjärven apatiittikaivoksella (10 % apatiittia). Tämän etsintävaiheen pääaihe oli titaani, mikä on sitoutunut ilmeniittiin. Se esiintyy Kauhajärven gabrossa yleisesti omina rakeina, mutta sitä on myös yleisen esiintymistavan mukaisina pieninä sulkeumina, lamelleina magnetiittirakeissa. Ilmeniitin kokonaismäärä on luokkaa 9-11 %. Lamelli-ilmeniitistä vain osa on saatavissa ilmeniittirikasteeseen, koska osa jää prosessoinnin aiemman vaiheen magnetiittirikasteeseen. Tämä laskee esiintymän arvoa ilmeniittiesiintymänä. Magnetiitin määrä on keskimäärin 5-6 %, ja magnetiittirikaste sisältää siis epäpuhtautena jonkin verran ilmeniittiä. Vanadiinin määrä magnetiittirikasteessa on 0.2-0.4% V. Se on vähemmän kuin Mustavaaran (0.8%V), Otanmäen (0.6%V) tai Koivusaarennevan (0.7%V) magnetiitissa. Koska alhaisen pitoisuuden malmiesiintymien hyödyntäminen perustuu suuriin malmimääriin, ei Kauhajärven gabroa valtausalueiden osalta voi pitää ekonomisesti mielenkiintoisena. Mineralisoituneen kiven määrä on kairausten perusteella n. 9.5 miljoona tonnia, kun määrätavoitteeksi tutkimusten alkuvaiheessa esitettiin yli 100 Mt. Valtausalueet käsittävät kuitenkin vain Kauhajärven gabron eteläosan. Gabron pohjoispää, Kirveskylän alue on POKA-näytteenoton mukaan vastaavasti mineralisoitunut. Geofysiikan mukaan valtausalueiden ja Kirveskylän välinen, noin 3 km pitkä alue, on todennäköisesti samanlaista muodostumaa, mikä lisää mineralisoituneen kiven määrän moninkertaiseksi. Aluetta ei tässä yhteydessä tutkittu, koska maapeite olisi nostanut oleellisesti tutkimuskuluja. Alueellisten tutkimusten yhteydessä Kauhajärven gabron tyyppistä mineralisoitumaa tavattiin apatiittirikkaampana Hyypässä (kuva 1). Aiemmin Ti-P-mineralisaatioita on kuvattu Perämaan Honkajoelta (Pakarinen, 1984). Geofysiikan mukaan sitä esiintyy myös Lumikankaan alueella (Kuva 1), missä on Kauhajärveä huomattavaan mineralisoitumaan viittaava painovoima- ja magneettinen maksimi harjumuodostuman alla.

7 Näiltä osin alueen gabromuodostumia voidaan edelleen pitää malmikriittisenä titaanin ja fosforin suhteen. GTK lopetti tutkimukset Kauhajärven alueella, kun ryhdyttiin etsimään ilmeniittiä Kälviän Koivusaarennevan alueelta. LÄHTEET Alviola, Reijo, 1990. Kauhajoen Kauhajärven Ti-P-gabroon kohdistuneet tutkimukset vuosina 1985-1990. GTK, M19/1234/-90/1/89. Valli, Tuire & Lehtimäki, Jukka 1992. Seismiset luotaukset Kauhajoen ympäristössä 1991. 1 s., 15 l. Geologian tutkimuskeskus, arkistoraportti, Q19/23/92/1. Kärkkäinen, Niilo ja Appelqvist, Hannu, 1999. Genesis of a low-grade apatite-ilmenite-magnetite deposit in the Kauhajärvi Gabro, Western Finland, Mineralium Deposita. Kärkkäinen, N., 1994. Tutkimustyöseloste Kauhajoen alueen malmitutkimuksista, koskien valtausaluetta Vähämäki 1, Kaivosrekisteri Nro 3871/1, Geologian Tutkimuskeskus M06/1234/-94/1/10. Lehtimäki, Jukka 1992. Seisminen luotaus Kauhajärven Ti-/P-gabroesiintymällä. 2 s., 4 l. Geologian tutkimuskeskus, arkistoraportti, Q19/1234/92/1/23. Pakarinen, Jouko 1984. Raportti Honkajoella, Kauhajoella ja Karvialla 15.4.1983-29.2.1984 suoritetuista fosfori-titaani-rauta-malmitutkimuksista (Kemira Oy:n ja Geologian tutkimuskeskuksen yhteistyöprojekti). 49 s., 103 liites. Geologian tutkimuskeskus, arkistoraportti, M19/1234/84/1/10. Von Gruenewaldt, G., 1993. Ilmenite-apatite enrichment in the Upper Zone of the Bushveld Complex: a major titanium-rock phosphate resource. Inernational Geology Review, vol. 35, p. 987-1000.

8 6. LIITTEET Liite 1. Valtauskartta Liite 2. Tutkimusalueen sijainti Liite 3. Geologinen kartta a: Kauhajoen alue b: Kauhajärven gabro Liite 4. Magneettinen kartta, kairauspaikat ja mineralisoituneet vyöhykkeet Liite 5. Painovoimakartta Liite 6. Geokemian kartta, murskenäytteet Liite 7. Kairanreikien sijainti a) maastokartta b) koordinaattitiedot Liite 8. Tyypillinen kairausprofiili (R377) a) kuva kerrosrakenteesta b) reikäprofiili c) taulukko kemiallisista analyyseistä Liite 9. Valokuvia a) läpivalaistuja ohuthieitä b) malmimikroskooppikuvia; m = magnetiitti, i = ilmeniitti, a = apatiitti Liite 10. Taulukko: ilmeniitin ja magnetiitin koostumus Liite 11. Magnetiitin koostumus: a) diagrammi: puhtaan magnetiitin massa (petrofysiikan mukaan, SATMAGAN) vs magneettisten rikasteiden massa (DDT) b) taulukko: DDT-rikasteen kemialliset koostumukset Liite 12. Apatiitin koostumus a) taulukko b) diagrammi REE jakaumasta sekä vertailuna jakaumia apatiitista muualta Liite 13. Fosforin ja titaani jakauma Liite 14. Taulukko eri kairauslävistyksien pitoisuuksista Liite 15. Vertailuanalyysejä Ti-P-gabroista muualta Liite 16. Kauhajärven gabron (Vähämäki) pistekuormituskoe

LIITE 3a

LIITE 5

LIITE 7b Syväkairaus, Kauhajoki, Kauhajärvi, 1234 08 kairanreikien koordinaatit X-koord Y-koord pituus m Valtaus (paikka) Maapeite Suunta R370 6902.880 1567.435 100.20 Vähämäki 1 (Vähämäki) 2.0m 270/60 R371 6902.880 1567.615 84.80 Vähämäki 1 (Vähämäki) 1.3 m 270/60 R372 6902.100 1567.720 113.65 Vähämäki 2 (Vähämäki S) 21.1 m 270/60 R373 6902.100 1567.620 99.10 Vähämäki 2 (Vähämäki S) 20.6 m 270/60 R374 6903.300 1567.938 99.60 Vähämäki 3 (Koivumäki) 2.6 m 270/45 R375 6903.290 1567.623 171.20 Vähämäki 3 (Possunmäki) 12.2 m 315/60 R376 6903.300 1567.430 86.90 Vähämäki 3 (Possunmäki) 22.1 m 315/60 R377 6902.693 1567.223 150.80 Vähämäki 2 (Kivimäenkorpi) 21.4 m 225/60 R378 6902.500 1567.400 139.20 Vähämäki 2 (Kivimäenkorpi) 19.8 m 225/60 R379 6902.465 1567.365 103.60 Vähämäki 2 (Kivimäenkorpi) 14.8 m 225/60 R380 6902.100 1567.570 136.10 Vähämäki 2 (Vähämäki S) 17.0 m 90/60 R381 6901.800 1567.680 141.60 Vähämäki 2 (Vähämäki S) 26.2 m 90/60 R382 6901.800 1567.630 142.50 Vähämäki 2 (Vähämäki S) 18.1 m 90/60 R383 6902.435 1567.335 149.80 Vähämäki 2 (Kivimäenkorpi) 18.8 m 225/60 R384 6902.610 1567.250 103.60 Vähämäki 2 (Kivimäenkorpi) 13.0 m 225/45 Yhteensä syväkairausta 1822.65 m

LIITE 8a

LIITE 8c Tyypillinen kairausprofiili (R377): Kemiallinen analyysi ja pitoisuusvaihtelu reiässä R377; huomaa pitkät analyysivälit, keskimäärin 4 m; Mineralisoitunut kivi vahvennettu REIKÄ YLÄSYV ALASYV ORE ILME APAT SATMAGAN TiO 2 P 2 O 5 Fe 2 O 3 377.00 21.40 24.60 23.01 12.00 3.87 7.14 6.00 1.67 29.08 377.00 25.05 28.85 18.97 11.12 4.12 3.73 5.56 1.78 26.94 377.00 30.50 34.50 13.02 6.62 3.45 2.95 3.31 1.49 19.87 377.00 34.50 37.60 20.50 11.34 2.66 6.50 5.67 1.15 31.77 377.00 38.20 42.20 18.00 10.34 2.02 5.64 5.17.87 28.68 377.00 42.20 46.20 16.56 9.22 2.06 5.28 4.61.89 26.68 377.00 46.20 50.20 23.16 11.60 3.31 8.25 5.80 1.43 32.37 377.00 50.20 54.20 24.53 12.40 3.50 8.63 6.20 1.51 31.54 377.00 54.20 58.00 25.59 13.54 2.97 9.08 6.77 1.28 34.48 377.00 61.00 63.00 15.91 7.84 4.63 3.44 3.92 2.00 20.43 377.00 63.00 67.00 20.25 9.88 4.80 5.57 4.94 2.07 27.61 377.00 67.00 71.00 16.29 8.12 4.43 3.74 4.06 1.91 21.77 377.00 71.00 74.50 15.16 8.98 4.63 1.55 4.49 2.00 21.34 377.00 75.35 79.35 18.60 10.28 4.40 3.92 5.14 1.90 23.04 377.00 79.35 83.35 19.72 11.10 4.22 4.40 5.55 1.82 24.48 377.00 83.35 89.00 21.46 10.30 6.30 4.86 5.15 2.72 24.04 377.00 92.70 95.00 9.91 5.04 4.75.12 2.52 2.05 14.77 377.00 108.30 112.30 16.61 9.78 3.75 3.08 4.89 1.62 21.29 377.00 112.30 116.30 17.98 10.38 3.64 3.96 5.19 1.57 23.10 377.00 116.30 120.30 18.00 10.00 3.89 4.11 5.00 1.68 22.49 377.00 120.30 124.30 20.96 11.14 2.71 7.11 5.57 1.17 30.95 377.00 124.30 128.30 24.62 12.88 2.48 9.26 6.44 1.07 33.29 377.00 128.30 132.30 6.72 3.34 3.36 1.44 18.24 377.00 132.30 136.30 7.98 1.78 3.99.77 23.77 377.00 136.30 140.30 15.86 7.66 3.94 4.26 3.83 1.70 21.64 377.00 140.30 142.30 16.68 8.98 3.36 4.34 4.49 1.45 23.32 377.00 142.30 144.30 18.62 9.00 3.10 6.52 4.50 1.34 32.04 377.00 144.30 146.30 4.57 2.66.95.96 1.33.41 12.99 377.00 146.30 150.80 3.44 1.92.79.73.96.34 12.13 29 29 29 27 29 29 27 29 29 29

Liite 10 Tyyppianalyysejä Kauhajärven gabron ilmeniitistä ja magnetiitista; Näytteet on määritelty GTK:n mikroanalysaattorilla ja viimeinen analyysi (keskiarvo, n=7) on XRFmenetelmällä magneettisesta (DDT) rikasteesta, johon näyte on jauhettu raekokokoon 90% alle 60 mikronia. Korkeahkon Tipitoisuuden mukaan ilmenomagnetiitti ei ole täysin rikkoutunut, vaan magneettiseen rikasteeseen jää osa ilmeniitistä, ja magneettinen rikaste sisältää myös plagioklaasia ja muita silikaatteja (korkea Al, Si jne.). Vertailuanalyysit Otanmäen ja Karhujupukan ilmeniitistä on poimittu GTK:n raporteista ====================================================================================== ILMENIITTI MAGNETIITTI Magneettinen Vähämäki R373 R373 R381 Otan- Karhu- R373 R381 Rikaste (DDT) AJN-85-3.3 88.05 94.10 102.00 Mäki jupukka 86.05 102.00 R377 (46.2-58.1) T10 2 48.88 47.53 47.46 49.10 48.10 50.40 0.94 0.78 4.81 A1 2 0 3 0.02 0.01 0.02 0.05 1.01 0.67 2.28 FeOtot 48.66 50.75 50.57 47.10 42.97 47.25 94.04 89.7 77.00 MnO 0.61 0.70 0.80 0.60 0.24 1.13 0.02 0.05 0.13 MgO 0.72 0.53 0.45 0.06 3.42 1.30 0.06 0.02 1.36 S10 2 0.00 0.0 0.11 3.34 V 0.41 Cr 0.00 0.00 0.01 0.11 0.01 0.02 Total 99.17 99.57 99.29 97.19 96.23 91.54

LIITE 11 a Magnetiitin koostumus: Diagrammi esittää teoreettisen magnetiitin määrän (massa-%) (SATMAGAN) ja magneettisen rikasteen (massa-%) (DDT) keskinäistä vaihtelua. SATMAGAN on massasuskeptibiliteetista laskettu magnetiitin teoreettinen määrä (Mittaukset ja menetelmäkuvaus: GTK:n petrofysiikan laboratorio, Liisa Kivekäs, Seppo Elo). DDT (Dings Tube) on märkämagneettinen separointi, joka tehdään jauheesta 90% alle 60 mikronia (Mittaus ja menetelmäkuvaus GTK:n teollisuusmineraalilaboratorio, Ahti Nissinen). Diagrammista havaitaan, että separoidun magneettisen rikasteen massa (DDT) on suurempi kuin magnetiitin määrä kivessä, joten rikaste on epäpuhdasta sisältäen XRF-analyysien perusteella kohtalaisen paljon ilmeniittilamelleja

LIITE 11 Magneettisen rikasteen määrä (massa %) ja kemiallinen koostumus Kauhajärven gabrossa; vertailuaineistona Honkajoen Perämaa (ks. Pakarinen, 1984). Kolme ensimmäistä saraketta kokokivinäytteestä : T1O 2, SATM on magnetiitin massa-% massasuskeptibiliteetista laskettuna, DDT magneettisen rikasteen massa-%; muut analyysitiedot magneettisesta rikasteesta TiO 2 SATM DDT Fe 2 O 3 TiO 2 V Cr SiO 2 Al 2 O 3 MgO Näytetunnus Analyysi Kauhajärvi. Kauhaioki 4.87 6.13 6.60 77.50 4.87.38.01 8.38 3.24 2.54 R376/54.00-76.00 N96293324 6.26 8.65 11.15 85.50 4.81.41.02 3.34 2.28 1.36 R377/46.20-58.00 N96293325 5.14 6.76 9.32 79.70 5.13.41.01 6.85 2.77 2.07 R377/124.30-140.30 N96293326 5.08 5.89 6.72 70.70 3.99.30.01 12.8 3.75 3.97 R379/77.40-102.40 N96293327 3.51 4.23 5.17 74.00 3.25.18.01 13.1 2.54 3.23 R380/60.00-121.10 N96293328 5.4 6.78 8.70 72.30 3.73.30.09 12.7 3.01 4.29 R383/49.00-70.00 N96293329 Kirveskylä (Kauhajärven gabron N-pää) 6.51 16.1 23.2 85.60 5.69.56.01 3.69 1.43 1.47 R385/20.00-22.00 N96293330 Perämaa, Honkajoki 81.50 4.91.45.01 5.90 1.75 3.89 R6/138.0-146.0 N96293323 82.70 4.97.35.01 5.84 1.89 2.62 R8/88.0-100.0 N96293319 85.20 5.28.39.02 3.67 2.22 1.66 R8/100.0-108.0 N96293320 81.10 4.54.44.01 6.95 1.93 2.49 R8/120.0-138.0 N96293321 81.70 2.97.44.01 7.62 1.95 2.73 R8/138.0-146.0 N96293322

LIITE 12 a Apatiitin koostumus Kauhajärven gabrossa. Pääkomponentit sekä F ja Cl on määritetty mikroanalysaattorilla (keskiarvo useista pisteistä/rae). REE on tehty ICP-MS:llä stereomikroskoopin avulla pikkaamalla puhdistetusta rikasteesta. Rikastus perustuu magneettiseen erotteluun ja raskasnesteseparointiin. Näyte 1 on vähämäeltä, muut mineralisoituneesta päävyöhykkeestä. ==================================================================== 1 2 3 4 5 6 P 2 O 5 42.47.. 42.24.. 42.58 42.06 CaO 54.. 54.12.. 54.78 53.87 SiO 2 0.29.. 0.14.. 0.10 0.1 FeO 0.15.. 0.21.. 0.05 0.29 H 2 O 0.07.. 0.00.. 0.05 0.29 F 3.97.. 5.05.. 3.63 3.80 Cl 0.14.. 0.10.. 0.26 1.49 La 417 221.. 304.... Cs 1040 615.. 787.... Pr 143 94.9.. 123.... Nd 658 506.. 609.... Sm 115 104.. 126.... Eu 22.7 25.3.. 30.8.... Gd 99.5 106.. 131.... Tb 10.6 12.7.. 15.7.... Dy 48.3 60.9.. 79.4.... Ho 7.04 11.0.. 14.4.... Er 15.6 26.7.. 34.1.... Tm 1.79 3.13.. 4.20.... Yb 9.57 17.0.. 23.1.... Lu 1.32 2.35.. 3.19.... 1) R370-10.70, 2) R377-54.320; 3) R379-49.30, 4) R379-51.30; 5) R378-122.70; 6) R383-122.70.

LIITE 14 reikä alku m loppu m pituus m TiO 2 min TiO 2 max ILME av% APAT av% MAGN av% FEI/FEM ILM+APA ORE 377.00 21.40 89.00 67.60 3.31 6.77 10.30 3.85 8.30 1.10 14.20 22.50 377.00 108.30 128.30 20.00 4.89 6.44 10.80 3.31 6.50 2.20 14.10 20.60 376.00 38.00 59.00 21.00 3.83 5.42 8.70 2.52 3.00 1.10 11.20 14.20 376.00 68.25 84.00 15.75 4.16 5.02 9.10 3.85 5.00 1.80 13.00 18.00 375.00 25.80 38.10 12.30 1.78 3.32 5.30 4.30 9.90 375.00 59.50 60.40 0.90 3.15 3.15 6.30 4.20 10.50 384.00 37.00 48.20 11.20 3.98 4.98 9.10 4.00 13.10 384.00 60.20 103.70 43.50 3.53 5.18 8.60 3.70 6.00 1.40 12.30 18.30 378.00 62.00 64.00 2.00 3.17 3.17 6.40 4.50 10.90 378.00 98.60 139.20 40.60 2.73 4.51 7.60 4.30 3.50 11.10 14.60 379.00 43.15 61.40 18.25 3.75 5.03 9.20 3.90 6.00 1.40 13.10 19.10 379.00 77.40 103.60 26.20 4.10 5.31 9.50 5.10 6.00 1.50 14.60 20.60 383.00 28.55 52.40 28.85 4.24 5.54 9.50 4.40 5.50 2.50 13.90 19.50 383.00 66.00 72.00 6.00 4.98 5.37 9.70 6.10 6.50 1.60 15.80 22.30 381.00 28.00 73.00 45.00 2.80 4.30 6.60 5.40 5.00 12.00 382.00 28.50 108.15 72.60 3.30 5.60 8.90 6.80 3.60 2.50 15.70 19.30 380.00 41.05 72.30 31.25 4.60 4.90 9.50 6.90 4.00 2.30 16.40 20.40 380.00 87.40 92.70 5.30 3.97 3.97 7.90 6.10 3.50 1.10 14.00 17.50 380.00 101.95 121.10 19.50 2.40 4.80 7.70 5.30 4.20 18.00 13.00 17.20 372.00 79.00 82.00 4.00 4.20 5.10 9.40 2.80 12.20 372.00 103.00 107.00 4.00 3.60 3.80 7.40 5.20 12.60 373.00 64.00 99.10 35.00 3.50 5.30 9.30 6.00 15.30

LIITE 15 Chemical analyses of the Kauhajärvi gabro; 1. - 3. Averaged (1: all 365 samples, 2: 93 samples from main zone, 3: 34 samples from basal zone) and 4. - 10. typical analyses (2-8 m core) and 11.-18. reference analyses from selected titanium or phosphorus rich mafic rocks elsewhere (11: Kiglapait, Can, 12: Skaergaard, Den, 13: Duluth, USA, 14: Rietsalo, Fin, 15. Laramie, USA, 16-17: Labriaville, Can, 18. Suomenniemi, Fin, 19. Mustalampi, Karkkila, Fin, 20. Mäntsälä, Fin 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- SiO 2 43.66 39.33 47.23 48.26 40.74 32.88 42.58 35.80 41.46 49.98 TiO 2 3.02 4.11 1.42 0.70 3.68 6.44 2.52 5.15 3.33 1.96 A1 2 O 3 14.33 12.57 16.06 15.15 16.38 8.87 11.04 14.18 14.52 19.15 Fe 2 O 3 tot 17.57 22.63 10.48 9.32 15.02 33.29 14.77 24.04 19.66 11.99 MnO 0.22 0.26 0.16 0.16 0.17 0.33 0.21 0.27 0.23 0.17 MgO 5.98 5.89 8.63 9.61 7.24 8.11 5.02 5.66 5.30 2.42 CaO 9.08 8.30 10.89 11.63 11.62 6.78 8.91 8.62 9.05 7.41 Na 2 O 2.43 2.21 1.92 1.70 1.91 1.37 2.54 1.85 2.52 4.17 K 2 O 0.91.88.62 0.47 0.28 0.34 1.30 0.93 0.88 1.00 P 2 O 5 1.26 1.65.58 0.21 2.50 1.07 2.05 2.72 1.63 1.04 S 0.25 0.27 0.14 0.15 0.16 0.34 0.02 0.47 0.16 0.07 V 470 530 310 192 757 995 352 593 446 103 Cr - - 188 273 22 6 19 30 13 13 Ba 180 640 185-1.-3. averages; 4. Gabro, basal zone DH370-56.00; 5. llmenite-apatite mineralized gabro, basal zone, DH370-12.00; 6. Oxide-apatite peridotite, main zone, DH377-128.30; 7. Gabbro, main zone; DH377-124.30; 8. Gabbro, main zone; DH377 128.30; 9. Gabro, main zone, DH77-77.40; 10. Anorthositic gabro D381-104.00; Table 1. Cont. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. 19. 20. --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- SiO 2 39.46 47.03 49.3 46.06 42.47 42.38 33.12 50.77 26.3 12.4 TiO 2 4.76 3.42 3.43 3.67 4.84 4.59 7.71 2.80 11.3 11.28 A1 2 O 3 10.13 8.11 12.2 17.93 10.85 12.43 6.97 13.53 3.20 1.26 Fe 2 O 3 tot 27.17 28.15 15.2 12.30 22.59 19.72 27.35 14.22 38.6 53.0 MnO 0.40 0.39 0.21 0.18 0.32 0.25 0.29 0.21 0.40 0.66 MgO 4.37 2.07 4.9 5.05 6.82 4.86 6.80 3.84 9.71 8.53 CaO 9.79 6.63 9.1 10.75 8.82 9.40 10.28 7.39 6.86 7.11 Na 2 O 2.71 2.07 2.75 2.26 2.10 2.91 1.58 2.87 0.33 0.07 K 2 O 0.34 1.10 0.80 0.76 0.40 0.78 0.44 1.93 0.08 <0.01 P 2 O 5 2.09 1.59 0.63 2.15 2.01 2.84 5.10 0.64 2.76 5.44 S...... 0.90........ 0.22 0.02 V.... 330.. 372 216 410 236 1400 400 Cr.. 13 102 38 44 3.9 6.1 44 <30 <10 Ba.. 109 235.. 393 520 308 594.... 11. PCS-95.5 0 (95.50% solidified of total volume), upper zone of the Kiglapait intrusion (Morse 1981, Table 2) 12. Marginal Border series gabro (UZb*), Skaergaard intrusion (McBimey 1996, Table 1) 13. Upper contact zone chilled diorite in Duluth layered series of Duluth complex (Miller 1996, Table 2, anal. 4) 14. Svecofennian Rietsalo gabro, a selected Ti-P-rich analyses (Makkonen 1996, Appendix 1, anal. 267) 15. Ferrodiorite, Laramie anorthosite complex (Mitchell et al. 1996, Table 2, anal. BM-36) 16. OAGN, Labriaville anorthosite (Owens & Dymek 1992, Table 4, anal. 1) 17. OAGN, Labriaville anorthosite (Owens & Dymek 1992, Table 4, anal. 7) 18. Averaged mafic rock (MME) (with 2600 ppm F) in Rapakivi-type Jaala-Iitti complex (Salonsaari 1995, Appx.2b,anal. MME P ) 19. Mustalammi Fe-Ti ore (15.2% magnetite), Karkkila, Finland (this study) 20. Mäntsälä Ti-P-Fe ore boulder (5/ML.,-63), Finland

LIITE 16 Pistekuormituskoe, näyte Vähämäen paljastumasta MH-83-39; Geologi Hannu Mäkitien mukaan; lujuusluokat A-luokka =/>13, I-luokka =/>11, II-luokka =/>9, 111-luokka =/>7 d(m) siirtymä mm P(N) Is (Mpa) F(korr.k) Is50 Is ka 3.34E-02 0.28 14506.40 12.97 0.83 10.83 12.7 3.34E-02 0.49 15434.77 14.05 0.83 11.72 3.34E-02 0.30 15891.35 14.30 0.83 11.93 3.34E-02 0.35 16413.34 14.84 0.83 12.38 3.34E-02 0.35 16413.34 14.84 0.83 12.38 3.34E-02 0.60 17118.87 15.40 0.83 12.85 3.34E-02 0.37 17370.54 15.66 0.83 13.06 3.34E-02 0.31 17934.13 16.07 0.83 13.40 3.34E-02 0.46 18565.37 16.67 0.83 13.91 3.34E-02 0.46 19410.41 17.32 0.83 14.45