GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS Mineraalivarat Kuopio Arkistoraportti 26/2016 Viidansuon kairaukset Kangasniemellä vuonna 2015 Perttu Mikkola & Sami Niemi
GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS Arkistoraportti 26/2016 GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS KUVAILULEHTI Tekijät Perttu Mikkola & Sami Niemi Raportin nimi Viidansuon kairaukset Kangasniemellä vuonna 2015. Raportin laji Arkistoraportti Toimeksiantaja GTK Tiivistelmä Tässä raportissa kuvataan lyhyesti Keski-Suomen malmipotentiaalin kartoitus hankkeen (1.10.2015 alkaen projekti) kesällä 2015 suoritetut kallioperäkairaukset Kangasniemen kunnassa sijaitsevan Viidansuon maastossa. Kairausten tavoitteena oli selvittää pitkänomaisen aeromagneettisen anomalian aiheuttaja huonosti paljastuneella alueella. Anomalian aiheuttavat kivilajit ovat alueelle tyypillisiä granitoideja, dioriitteja ja paragneissejä. Tulkinnan mukaan havaittava magneettinen anomalia aiheutuu siirrosvyöhykkeeseen kiteytyneestä magnetiitista. Asiasanat (kohde, menetelmät jne.) Viidansuo, kairaus, kallioperäkartoitus, granitoidi, paragneissi Maantieteellinen alue (maa, lääni, kunta, kylä, esiintymä) Suomi, Etelä-Savo, Kangasniemi, Viidansuo Karttalehdet N434 Muut tiedot Arkistosarjan nimi Arkistoraportti Arkistotunnus 26/2016 Kokonaissivumäärä 5 s. + 1 liite Kieli Suomi Hinta ----- Julkisuus Julkinen Yksikkö ja vastuualue Mineraalivarat Hanketunnus 50402-20007 Allekirjoitus/nimen selvennys Allekirjoitus/nimen selvennys Perttu Mikkola
GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS Arkistoraportti 26/2016 Sisällysluettelo Kuvailulehti 1 Kohteen valinta ja työvaiheet 1 2 Tulokset 3 3 Yhteenveto 5 Kirjallisuus 5 Liite
GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS Arkistoraportti 26/2016 1 1 KOHTEEN VALINTA JA TYÖVAIHEET Tässä raportissa kuvataan lyhyesti Keski-Suomen malmipotentiaalin kartoitus hankkeen (1.10.2015 alkaen projekti) kesällä 2015 suoritetut kallioperäkairaukset Kangasniemen kunnan pohjoisosissa sijaitsevan Viidansuon maastossa (Kuva 1). Kairauksella pyrittiin perustiedon lisäämiseen peitteisellä alueella sen malmipotentiaalisuuden arvioinnin mahdollistamiseksi. Kairauskohteen lähistöllä sijaitsevat Venetekemän ja Pieksämäen Pyhäjärven kohteet joita on tutkittu Kotalahti tyyppisten Ni-Cu-mineralisaatioden paikantamiseksi (mm. Kohonen 1988, Pietilä ja Vihreäpuu 1994). Kairauksen kohteena oli n. 10 km pitkän haarautuvan ja mutkittelevan aeromagneettisen anomalian itäpäässä oleva leveämpi kohta (Kuva 2). Kuva 1. Viidansuon sijainti. Pohjakartta Maanmittauslaitos. Tutkimusalueilla tehtiin profiilimuotoinen magneettinen mittaus GEM-systemsin GSM19Woverhausermagnetometrillä lähes jatkuvana mittauksena siten, että magnetometri tallensi maan magneettikentän totaalivuontiheyden ja GPS-koordinaatit puolen sekunnin välein. Maan magneettikentän ajallinen vaihtelu tallennettiin maa-asemana toimineella Scintrexin Envimag protonimagnetometrillä.
GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS Arkistoraportti 26/2016 2 Kuva 2. Viidansuon ympäristön aeromagnettinen kartta. Pohjakartta Maanmittauslaitos. Kaikki kairaukset suoritettiin GTK:n omalla kalustolla. Yhteensä kairattiin 3 reikää yhteispituudeltaan 391,50 m (Taulukko 1). Raportoinnin tueksi näytteiden suskeptibiliteetti mitattiin metrin välein KT-10 mittarilla ja kemiallinen koostumus määritettiin alustavasti käsi- XRF laitteella. Kemiallisia analyysejä teetettiin Labtium Oy:ssä 16 näytteestä: 13 kpl XRFanalyysejä menetelmällä 175X, 6 kpl hivenaineanalyysejä ICP-MS menetelmällä 308PM ja 5 kpl Au-analyysejä menetelmällä 705P. Kairasydänraportit on tallennettu GTK:n tietokantaan ja kaikki näytelaatikot on valokuvattu. Laboratoriossa tehtyjen petrofysikaalisten mittausten tulokset ovat Liitteessä 1. Reikä Pituus Suunta Lähtökaade Maakairaus E-Euref N-Euref Z N4342015R23 149.50 20 46.4 5.00 482111 6904921 148 N4342015R24 134.50 20 45.8 3.80 482224 6905100 145 N4342015R25 107.50 200 46.3 10.70 482320 6905379 139 391.50 19.50 Taulukko 1. Viidansuolle kairattujen reikien hallinnolliset tiedot.
GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS Arkistoraportti 26/2016 3 2 TULOKSET Maastomittauksen perusteella aeromagneettisessa aineistossa havaittu anomalia on n. 600 metriä leveä ja voimakkuudeltaan varsin vaihteleva (Kuva 3). Kairareiällä N4342015R23 pyrittiin selittämään voimakkaimman magneettisen anomalian aiheuttaja, R24:llä anomalian keskiosien nopeasti vaihtelevan magneettisuuden syy ja pohjoisimmalla reiällä R25 anomalian sivukivi sekä sen ja anomalian aiheuttajan kontaktin luonne. Kairasydämistä otettujen suunnattujen näytteiden perusteella alueen vallitseva liuskeisuus on kaateeltaan jyrkkää ja sen luode-kaakko suuntainen kulku yhtyy anomalian kulkuun alueella (Kuva 2), vaikka poimutus siihen jonkin verran vaihtelevuutta aiheuttaakin. Hieiden perusteella kivissä esiintyvä magneettinen mineraali on magnetiitti. Magneettikiisua esiintyy selvästi vähemmän. Kuva 3. Viidansuon kairareikien sijainti, geofysiikan mittauslinja mustalla viivalla ja magneettinen profiili punaisella. Pohjakartta Maanmittauslaitos. Reiän N4342015R23 kivilajisto on erittäin vaihteleva, pääkivilajit ovat sarvivälkegneissi ja biotiittiparagneissi, jotka ovat molemmat migmatisoituneet ja edustanevat vulkaanissedimenttistä kerrossarjaa. Gneisseihin tunkeutuu runsaasti erilaisia granitoideja ja mafisia-ultramafisia juonikiviä. Kairareiän voimakkaasti n. 50 m kohdalla nouseva ja 110 m kohdalla laskeva suskeptibiliteetti ei korreloi havaittujen kivilajien kanssa (Kuva 4, Liite 1), reiän alku- ja loppuosa muodostuvat täsmälleen samanlaisista kivilajeista kuin keskiosa. Profiilin keskimmäisen reiän N4342015R24 kivilajiston ainoa merkittävä ero R23:een on ultramafisten juonien puuttuminen. Mitattu suskeptibiliteetti vaihtelee myös tässä reiässä voimakkaasti, ollen keskimäärin kuitenkin hieman matalampi kuin R23:ssa (Kuva 4, Liite 1).
GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS Arkistoraportti 26/2016 4 Kuva 4. Viidansuon kairausprofiili, kivilajipylväät, maastomitattu magneettivuon tiheys ja KT- 10-mittarilla kairasydämestä metrin välein mitattu suskeptibiliteetti kivilajipylväiden vieressä.
GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS Arkistoraportti 26/2016 5 Pohjoisin reikä N4342015R25 poikkeaa kahdesta edellisestä kivilajiensa suhteen siinä että se sisältää suhteellisen paljon voimakkuudeltaan vaihtelevasti suuntautunutta porfyyristä granodioriittia, ympäristön peruskiveä. Reiän muut kivilajit ovat samankaltaisia gneissejä ja mafisia juonia kuin kahdessa muussakin, ultramafisia juonia ei tässäkään reiässä esiinny. Tässäkään reiässä, kuten ei muissakaan alaspäin mennessä kohoava, mutta voimakkaasti vaihteleva, suskeptibilitetti ei korreloi kivilajien kanssa (Kuva 4). 3 YHTEENVETO Kairausten perusteella on suhteellisen selvää että aeromagneettisella kartalla havaittava pitkänomainen anomalia ei aiheudu mistään yksittäisestä kivilajista, sen sijaan voimakkaammin magneettiset kivet ovat alueelle varsin tyypillisiä vulkaanisia ja sedimenttisiä gneissejä ja granitoideja, joista viimeksi mainittua voidaan pitää kairareikää suuremmassa mittakaavassa alueen pääkivilajina. Kairasydämissä molempia edellä mainittuja leikkaavat mafiset-ultamafiset juonet ovat runsaampia kuin alueen vähäisten paljastumien perusteella voisi olettaa. Ainakin osa näistä juonista liittynee samaan magmaattiseen tapahtumaan kuin alueen nikkeli-kuparipotentiaaliset ultramafiset intruusiot (esim. Pietilä & Vihreäpuu 1994). Koska tutkittavana ollut varsin kapea anomalia ei aiheudu mistään yksittäisestä kivilajista, se selittynee vanhalla siirros/hierovyöhykkeellä, johon hierron aikaiseen fluiditoimintaan liittyvät hapetus-pelkistysreaktiot ovat muodostaneet kiviin magnetiittia. Havainto monimutkaistaa alueen magneettisten anomalioiden tulkintaa entisestään, koska nyt kairatun anomalian kanssa yhdensuuntaiset pitkänomaiset anomaliat Lievestuoreella (Ahven ja Ruotsalainen 2014) ja Toivakassa (Mikkola ja Niemi 2016) ovat selvästi vulkaniittijaksoihin liittyviä. KIRJALLISUUS Ahven, M. & Ruotsalainen, A. 2014. Keski-Suomen mineraalipotentiaali -hankkeen kairaukset Hankasalmen Janholanjoella 2014. Geologian tutkimuskeskus, arkistoraportti 63/2014. 5 s. http://tupa.gtk.fi/raportti/arkisto/63_2014.pdf Kohonen, J. 1988. Pyhäjärven Ni-Cu-malmitutkimukset Pieksämäen maalaiskunnassa 1978-1985. Geologian tutkimuskeskus, arkistoraportti M19/3214/-88/3/10. 9 s. http://tupa.gtk.fi/raportti/arkisto/m19_3214_88_3_10.pdf Mikkola, P. & Niemi S. 2016. Kairaukset Toivakan Hamperinjoella ja Toivakanlehdossa vuonna 2015. Geologian tutkimuskeskus, arkistoraportti 9/2016. 6 s. http://tupa.gtk.fi/raportti/arkisto/9_2016.pdf Pietilä, R. & Vihreäpuu, U. 1994. Pieksämäen mlk:n Venetekemän peridotiittimuodostuman tutkimukset NiCu. Outokumpu Oy, tutkimusraportti 001/3214. 6 s. http://tupa.gtk.fi/raportti/arkisto/001_3214_09_rmp_umv_94.pdf
Liite 1: Petrofysiikan laboratoriomittausten tulokset GTK arkistoraportti 26/2016 Näyte Kivilaji D(kg/m 3 ) K(uSI) J(mA/m) Q N4342015R23 14.00 Mafinen juonikivi 2980 549 20 0.90 N4342015R23 28.00 Ultramafinen juonikivi 3070 700 25 0.87 N4342015R23 38.65 Mafinen juonikivi 2943 525 36 1.67 N4342015R23 43.30 Sarvivälkegneissi 2793 44923 1311 0.71 N4342015R23 63.00 Sarvivälkegneissi 2817 18751 1564 2.01 N4342015R23 81.90 Mafinen juonikivi 2912 36176 2414 1.61 N4342015R23 93.05 Mafinen juonikivi 2895 537 27 1.20 N4342015R23 110.00 Biotiittiparagneissi 2903 117656 8905 1.83 N4342015R23 136.00 Graniitti 2661 5307 139 0.63 N4342015R23 138.00 Tonaliitti 2787 6666 374 1.36 N4342015R23 143.90 Dioriitti 2845 1862 71 0.93 N4342015R24 7.05 Biotiittiparagneissi 2914 4453 2329 12.63 N4342015R24 20.10 Granodioriitti 2632 217 49 5.51 N4342015R24 23.05 Dioriitti 2830 4160 73 0.43 N4342015R24 39.00 Trondhjemiitti 2633 61 14 5.60 N4342015R24 39.80 Granodioriitti 2655 8603 1057 2.97 N4342015R24 40.90 Mafinen juonikivi 2880 2617 48 0.44 N4342015R24 56.00 Mafinen juonikivi 2962 919 28 0.74 N4342015R24 62.05 Tonaliitti 2839 55100 3105 1.36 N4342015R24 67.75 Gabro 3125 4297 303 1.70 N4342015R24 75.80 Pegmatiitti 2595 47 20 10.43 N4342015R24 91.00 Granodioriitti 2673 1252 30 0.59 N4342015R24 104.00 Mafinen juonikivi 2775 3260 145 1.07 N4342015R24 126.00 Gabro 3033 1077 58 1.31 N4342015R25 19.45 Granodioriitti 2649 64 19 7.34 N4342015R25 37.60 Mafinen juonikivi 2920 563 24 1.01 N4342015R25 42.00 Sarvivälkegneissi 2852 574 26 1.08 N4342015R25 55.00 Granodioriitti 2675 3893 238 1.48 N4342015R25 83.00 Sarvivälkegneissi 2855 2494 100 0.97 N4342015R25 102.00 Granodioriitti 2689 29763 3820 3.10