Pohjois-Suomen yksikkö M19/3724/2007/10/20 15.12.2007 Rovaniemi Kultatutkimukset Sodankylän kunnassa Sammalselässä vuonna 2001 Eelis Pulkkinen, Veikko Keinänen ja Heikki Salmirinne
GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS KUVAILULEHTI Päivämäärä / Dnro Tekijät Eelis Pulkkinen Veikko Keinänen Heikki Salmirinne eelis.pulkkinen@gtk.fi veikko.keinanen@gtk.fi heikki.salmirinne@gtk.fi Raportin laji M19 Toimeksiantaja GTK Raportin nimi Kultatutkimukset Sodankylän kunnassa Sammalselässä vuonna 2001 Tiivistelmä Sammalselän tutkimuskohde sijaitsee kartta-alueella 3724 02, n. 30 km linnuntietä 4-tiestä Porttipahdan tekoaltaan padon kohdalta länteen, Porttipahta Pokka metsäautotien ja Porttipahdan tekoaltaan välisessä maastossa Sammalselässä. Tutkimustyöt aloitettiin talvella 2001 alueellisen moreenigeokemian osoittamien kulta- ja kuparianomalioiden alkuperän tutkimiseksi. Tutkimukset sisälsivät geofysiikan maastomittauksia ja kairauksia. Kohteeseen kairattiin GTK:n Poka-kalustolla viisi reikää; kaikkiaan 208 m. Kairasydämestä R521:sta tehtiin petrofysikaaliset mittaukset laboratoriossa. Maapeite osoittautui otaksuttua paksummaksi ja siten yhdessä reiässä (R517) kallioperää ei tavoitettu vielä 21.5 metrin syvyydessä. Kallioperän rapautuneisuus haittasi näytteen saantia R518:n kairauksessa. Reikä R518 lävistää voimakkaasti albiittiutuneen, karbonaattiutuneen ja kalimetasomatoosiin muuttaman diabaasijuonen. Sen molemmat kyljet ovat hiertyneet myloniitiksi, joka muistuttaa Kaaresselän kultamalmin myloniittiä. Siinä on kahdessa 5.5 ja 10 metriä paksussa jaoksessa yli 0.01 % Co. Rikkikiisua on yleensä 1 2 % ja albiitti-kvartsijuonissa 3 %. Reikä R521 lävistää magnetiittipirotteista metadiabaasia ja siinä on 14 m:n matkalla 0.4 0.5 % happoliukoista titaania. Kulta- ja palladiumpitoisuudet ovat 10-20 ppb. Moreenissa oleva kultaanomalia aiheutunee 100 m R518:n SE-puolella olevasta hiertosaumasta. GTK lopetti tutkimukset Sammalselässä, koska malmipitoisuudet jäivät pieniksi. Asiasanat (kohde, menetelmät jne.) Malminetsintä, geokemia, geofysiikka, syväkairaus, metakomatiitti, kulta, kupari, koboltti Maantieteellinen alue (maa, lääni, kunta, kylä, esiintymä) Suomi, Lapin lääni, Sodankylä, Sammalselkä Karttalehdet 3724 01 Muut tiedot Arkistosarjan nimi Arkistotunnus M19/3724/2007/10/20 Kokonaissivumäärä Kieli Hinta Julkisuus 11 + 1 liite suomi julkinen Yksikkö ja vastuualue Hanketunnus Pohjois-Suomen yksikkö, va 501 2901005 Allekirjoitus/nimen selvennys Eelis Pulkkinen, geokemisti Veikko Keinänen, geologi Allekirjoitus/nimen selvennys Heikki Salmirinne, geofyysikkko
GEOLOGICAL SURVEY OF FINLAND DOCUMENTATION PAGE Date / Rec. no. Authors Eelis Pulkkinen eelis.pulkkinen@gtk.fi Veikko Keinänen veikko.keinanen@gtk.fi Heikki Salmirinne heikki.salmirinne@gtk.fi Type of report M19 Commissioned by GTK Title of report Gold explorations in Sodankylä in the Sammalselkä area in 2001 Abstract The Sammalselkä exploration target is located 30 km to west from the Porttipahta hydroelectrical power plant from the high road 4. The drilling site at Sammalselkä is between the haulage road from Porttipahta to Pokka and the Porttipahta artificial lake. The investigation included magnetic and electromagnetic ground geophysics and drilling. Five holes were drilled in total 208 m. The glacial drift was unexpectedly thick and consequently in one hole the overburden was not penetrated. Petrophysical properties of the hole R521 were determined. The aim of the study in 2001 was to locate the source of gold and copper anomalies in the regional geochemical mapping. Core loss in drilling was a great problem due to the intensive weathering of the bedrock in the area. The drill holes R518 and R521 penetrate a metadiabase dyke. The rock has altered during albitization, carbonatization and potassium metasomatism. In addition there is a lot of pyrite. Both sides of the diabase have sheared and consequently the rock has altered into mylonite, which is of the same type as in the Kaaresselkä gold ore. Pyrite is enriched in holes R521 and R523. Sulphide rich parts of the core in R521 contain 0.01 0.02 % Co in 5.5 m and 10 m thick sections. The drill core R521 contains also lot of titano-magnetite and the concentration of acid leachable Ti is 0.4 0.5% in 14 m section. Gold and palladium concentrations are in class of tens of ppb. The source of the gold anomaly in till is just 100 m to SW from the site where the hole R518 ends. GTK finished exploration at Sammalselkä because the metal concentrations were too low. Keywords Ore exploration, geochemical mapping, geophysical measurements, metakomatiite, violarite, gold, copper, cobalt, nickel Geographical area Finland, Province of Lapland, Sodankylä, Sammalselkä Map sheet 3724 01 Other information Report serial M19 Archive code M19/3724/2007/10/20 Total pages Language Price Confidentiality 11 + 1 appendix Finnish public Unit and section Northern Finland Office, Bedrock Geology and Resources Signature/name Eelis Pulkkinen, geochemist Veikko Keinänen, geologist Project code 2901005 Signature/name Heikki Salmirinne, geophysicist
Sisällysluettelo Kuvailulehti Documentation page 1 JOHDANTO 1 1.1 Tutkimusalueen sijainti 1 1.2 Tutkimusten tausta, tavoitteet ja vastuuhenkilöt 2 1.3 Aikaisemmat tutkimukset 4 2 ALUEEN GEOLOGIA 5 2.1 Kallioperä 5 2.2 Maaperä 6 3 SUORITETUT TUTKIMUKSET 6 3.1 Geologinen kartoitus 6 3.2 Geokemialliset tutkimukset 6 3.3 Geofysikaaliset tutkimukset 6 3.4 Kairaukset ja niiden tulokset 10 4 KIRJALLISUUSLUETTELO 11 LIITTEET: Liite 1 Kairareikäluettelo
1 1 JOHDANTO 1.1 Tutkimusalueen sijainti Sammalselän tutkimuskohde sijaitsee kartta-alueella 3724 01 noin 30 km 4-tiestä länteen Porttipahdan padon kautta Pokkaan johtavan metsäautotien varrella (kuva 1). Alkuaan tälle alueelle oli tarkoituksena suunnata kohteellinen moreeninäytteenotto. Kun ilmeni, että alueen kallioperäkartoitus vaatii lisätietoa, päätettiin käyttää näytteenotossa kairausta. Kairauskohde on linnuntietä 6 kilometrin päässä Porttipahdan tekoaltaan etelärannasta ja 3 kilometriä itään Kuorajoesta. Kuva 1. Sammalselän tutkimuskohteen sijainti (Pohjakartta Maanmittauslaitos, lupa nro 13/MYY/07) Fig. 1. Location of the Sammalselkä exploration target. (Basemap National Land Survey of Finland, license 13/MYY/07
2 1.2 Tutkimusten tausta, tavoitteet ja vastuuhenkilöt Sammalselän alueella on matalalentomittauksen magneettiseen anomaliaan liittyvä, SW-NE - suuntainen, 3 kilometrin pituinen, linjamoreenin kuparianomalia (kuva 2). Siihen liittyy myös useita alueellisen moreenigeokemian kulta-anomalioita. Tutkimuksen tarkoituksena oli kallioperäkartoitus tehtävän ohella selvittää, löytyykö moreenin geokemian antamille malmiviitteille vastetta kallioperästä. Alue kuuluu Natura 2000-ohjelmaan ja Metsähallitus suojelualueen valvojana myönsi näytteenottoluvan alueelle. Suunnitelmat ja toteutuksen on tehnyt geologi Eelis Pulkkinen. Geofysikaalisten mittausten suunnittelusta ja niiden tulosten tulkinnasta on vastannut geofyysikko Heikki Salmirinne. Tutkimusavustaja Vilho Mäntynen on osallistunut kairauksen valvontaa ja geologi Veikko Keinänen kairasydänten raportointiin.
Kuva 2. Sammalselän geokemiallinen ja aeromagneettinen kartta. Geokemiallisella kartalla vihreä symboli kuvaa kupari- ja keltainen kultapitoisuutta. Suurimman symbolin alarajat: Au 10 ppb, Cu 500 ppm. (Pohjakartta Maanmittauslaitos, lupa nro 13/MYY/07) Fig. 2. Geochemical map on the airborne magnetic image of the Sammalselkä exploration target. In the geochemical map green symbols refer to copper and yellow to gold concentrations in till. Lower limits for the largest symbol: Au 10 ppb and Cu 500 ppm (Basemap National Land Survey of Finland, license 13/MYY/07) 3
4 1.3 Aikaisemmat tutkimukset Alueellisen geokemiallisen kartoituksen yhteydessä v. 1984 otettiin Sammalselän alueelta iskuporakalustolla näytteitä kallion pinnasta. Näytteet koostuivat mustasta biotiitista ja magnetiitista koostuvasta massasta. EKV-analyysi osoitti niissä olevan runsaasti titaania (ks. kuva 3). Koko alue kuuluu Pohjois-Suomen kallioperäkartoituksen alueeseen (Lehtonen et al., 1998). Kuva 3. Aeromagneettinen kartta ja moreenin titaanipitoisuus (siniset symbolit) ja kultapitoisuus(keltaiset symbolit) Pomokairan pohjoisosassa. Ti-analyysi semikvantitatiivinen EKV. Suurimman symbolin alaraja Ti-pitoisuuksille 1.5% ja Au-pitoisuuksille 10 ppb. (Pohjakartta Maanmittauslaitos, lupa nro 13/MYY/07) Fig. 3. Aeromagnetic image and concetration of Ti ( blue symbols)and gold (yellow symbols) till in the Pomokaira area. Analysis: semiquantitative OES. The lower limit of biggest symbol for Ti is 1.5% and for Au 10 ppb. (Basemap National Land Survey of Finland, license 13/MYY/07
5 2 ALUEEN GEOLOGIA 2.1 Kallioperä Sammalselän kallioperä koostuu kallioperäkartoituksen mukaan emäksisestä liuskeesta, kvartsiitista ja Matarakosken muodostuman metasedimenteistä (Lehtonen et al., 1998). Kuva 4. Sammalselän kivilajikartta ja kairauspisteet. Kivilajien värisymbolit ovat Lehtonen et al. 1998 mukaisesti. (Pohjakartta Maanmittauslaitos, lupa nro 13/MYY/07) Fig.4. Lithological map and drill holes of the Sammalselkä exploration target. The colour symbols are according to Lehtonen et al. 1998. (Basemap National Land Survey of Finland, license 13/MYY/07)
6 2.2 Maaperä Tutkimusalueen maaperä koostuu moreenista, jonka paksuus on 10 30 m. Kallioperän ja moreenin välissä on vaihtelevan paksuinen (max. 20 m) rapautumakerros. 3 SUORITETUT TUTKIMUKSET 3.1 Geologinen kartoitus Kairauksen tulokset tukevat vain osittain kalloperäkartoituksen tuloksia. Kairatuissa rei'issä (R518 ja R521) on voimakkaasti albiittiutunutta, magnetiittipirotteista ja kiisuuntunutta metadiabaasia ja sen kaakkoispuolella olevassa ruhjeessa serisiitti-karbonaatti-kiisukiveä. 3.2 Geokemialliset tutkimukset Tutkimusten suunnitteluun käytettiin alueellisen linjamoreenin että harvapistegeokemian tuloksia (kuvat 2 ja 3). Linjamoreeni on analysoitu semikvantitatiivisellä emissiokvantometrillä (EKV) ja harvapistemoreeni kuningasvesiuutoksesta ICP-AES-menetelmällä ja kultapitoisuus FAAS:lla (Salminen 1995). 3.3 Geofysikaaliset tutkimukset Kohteessa tehtiin 0.4 km 2 suuruinen systemaattinen geofysikaalinen tutkimus käyttäen magneettista ja sähkömagneettista VLF R menetelmää. Linjavälinä käytettiin 100 m ja pistevälinä 10 m. Tuloksia käytettiin hyväksi kairausten suunnittelussa. Tulokset osoittivat lentomittauksen magneettisen anomalia olevan kaksiosaisen. Se kaakkoispuolella on havaittavissa sekä pieni ominaisvastus- että merkittävä vaihekulma-anomalia. Petrofysikaalinen laboratoriomittaus mittaus tehtiin reiästä R521 (tiheys, suskeptibiliteetti, remanenssi). Reikä R521 lävistää koko matkallaan metadiabaasia, joka väliltä 23 34 m on kvartsiutunutta. Metadiabaasissa on korkeahko suskeptiivisuus (K), suurimmillaan noin 0.1 0.3 K(SI). Reiän R521 tiheys ja suskeptibiliteetti yhdessä titaani- ja rautapitoisuuden kanssa on esitetty kuvassa 5. Kuvissa 6 8 on esitetty maastogeofysiikan tuloksista magneettinen kartta,vlfr mittauksen näennäinen ominaisvastus ja vaihekulma.
7 Kuva 5. Reiän R521 petrofysiikan tiheys ja suskeptibiliteetti sekä titaani ja rautapitoisuus. Fig. 5. Petrophysical density and susceptibility with titanium and iron concentration in drill hole R521.
8 Kuva 6. Magneettinen kartta Sammalselän tutkimusalueelta. Kuvaan on merkitty myös kairauspisteet ja linjamoreenin Cu-pitoisuudet vihreällä symbolilla. Maksimipitoisuus on 0.25 %. (Pohjakartta Maanmittauslaitos, lupa nro 13/MYY/07). Fig. 6. Ground magnetic map and copper concentration of regional geochemical mapping of till in the Sammalselkä exploration target. Drill hole locations with ID number are plotted also. (Basemap National Land Survey of Finland, license 13/MYY/07).
9 Kuva 7. Sähkömagneettinen kartta Sammalselän tutkimusalueelta; VLF-R mittauksen näennäinen ominaisvastus. Kuvaan on merkitty myös kairauspisteet ja linjamoreenin Cu-pitoisuudet vihreällä symbolilla. Maksimipitoisuus on 0.25 %. (Pohjakartta Maanmittauslaitos, lupa nro 13/MYY/07). Fig. 7. Electromagnetic map; Apparent resistivity of VLF-R survey in the Sammalselkä exploration target and copper concentration of regional geochemical mapping of till. Drill hole locations with ID number are plotted also. (Basemap National Land Survey of Finland, license 13/MYY/07).
10 Kuva 8. Sähkömagneettinen kartta Sammalselän tutkimusalueelta; VLF-R mittauksen vaihekulma. Kuvaan on merkitty myös kairauspisteet ja linjamoreenin Cu-pitoisuudet vihreällä symbolilla. Maksimipitoisuus on 0.25 %. (Pohjakartta Maanmittauslaitos, lupa nro 13/MYY/07). Fig. 8. Electromagnetic map; Phase angle of VLF-R survey in the Sammalselkä exploration target and copper concentration of regional geochemical mappaing of till. Drill hole locations with ID number are plotted also. (Basemap National Land Survey of Finland, license 13/MYY/07). 3.4 Kairaukset ja niiden tulokset Sammalselän kohteeseen kairattiin vuonna 2001 GTK:n Poka-kalustolla 5 reikää yhteensä 208 m (Liite 1). Kairasydämet raportoitiin ja jaettiin keskimäärin 1 metrin jaoksiin analysoitavaksi. Analyysit tehtiin GTK:n Rovaniemen laboratoriossa menetelmillä 511P ja 522U. Kairareikien sijainti ja kohdealueen kivilajit on esitetty kuvassa 4. Reikien sijainti on esitetty myös kuvissa 6-8 yhdessä geofysiikan mittaustulosten kanssa. Kairareikäluettelo on esitetty liitteessä 1.
11 Kohteen kallioperän malmipotentiaaliset osat ovat kemiallisesti rapautuneet. Siten kairausnäytteen saanti niistä oli vaikeaa. Sydänhukkapaikoista saaduissa näytteissä kultapitoisuudet ovat 10 20 ppb. Metadiabaasin kiisuuntuneissa osissa on kobolttia enimmillään 0.07 % ja kuparia 0.01 %. Kaikki tässä esitellyt tutkimustulokset ovat tallennettu GTK:n tietokantohin ja arkistoon. 4 KIRJALLISUUSLUETTELO Lehtonen, M., Airo, M-L., Eilu, P., Hanski, E., Kortelainen, V., Lanne, E., Manninen, T., Rastas, P., Räsänen, J. ja Virransalo, P. 1998. Kittilän vihreäkivialueen geologia. Lapin vulkaniittiprojektin raportti. Summary: The stratigraphy, petrology and geochemistry of the Kittilä greenstone area, northern Finland. A Report of the Lapland Volcanite Project. Geologian tutkimuskeskus. Tutkimusraportti 140. 144 s. Lestinen, P., 1980. Peurasuvannon kartta-alueen geokemiallisen kartoituksen tulokset. Summary: The results of the geochemical survey in the Peurasuvanto map-sheet area. Geokemiallisten karttojen selitykset, Lehti 3723. Explanatory notes to geochemical maps, Sheet 3723. Geologinen tutkimuslaitos. Geological Survey of Finland. 97 s. Salminen, R. (Toim.) 1995. Alueellinen geokemiallinen kartoitus Suomessa vuosina 1982-1994. Summary: Regional Geochemical Mapping in Finland in 1982-1994). Geologian tutkimuskeskus. Tutkimusraportti 130. 47 s.
Kairareikäluettelo Liite 1 Sammalselän kairaukset v 2001 List of drill holes at Sammalselkä in 2001 Reikä nro x y z Suunta Kaltevuus Syvyys m Analyysitilausnumero DH no Direction Dip Depth m The number of request for analysis 37242000R517 7552448 3469812 270 120 45 21,50 37242000R518 7552416 3469840 260 120 45 91,75 64854 37242000R521 7552380 3469878 270 120 45 53,20 64857 37242000R522 7552349 3469913 270 120 45 27,70 37242000R523 7552553 3469795 270 pysty 90 14,10 79233