Sovelletun geofysiikan XIX neuvottelupäivät 24.-25.9.2013

Sovelletun geofysiikan XIX neuvottelupäivät 24.-25.9.2013 Vuojoen kartano ja Olkiluodon Vierailukeskus Eurajoki Abstraktikokoelma Toimittanut Mari Lahti Sarja B, Nro 96, Eurajoki 2013 ISBN 978-952-9618-93-4 ISSN 0783-1331

Ohjelma 24.9. 2013, Vuojoen kartano, Eurajoki 13:30 Vuojoen auditorio, Posivan ja Vuorimiesyhdistyksen tervehdykset GTK:n geofysiikkaa (pj Aimo Hattula) 13:40 Tuire Valjus: Geofysiikan kuulumisia GTK:n Espoon yksiköstä 14:00 Jarkko Jokinen: Sähkömagneettinen malminetsintämenetelmä GTK-FrEM 14:20 Ilkka Suppala: Sähkömagneettisen mittauksen resoluution ja vaikutusalan huomioivaa 2D/3D tulkintaa johtavasta ja magnetoituvasta maankamarasta 14:40 Hanna Leväniemi: Li-pegmatiittien prospektiivisuusmallinnuksesta 15:00 Kahvitauko GTK:n geofysiikkaa (pj Pauli Saksa) 15:20 Aimo Ruotsalainen: Potentiaalikenttien 3D-inversiosta 15:40 Eija Hyvönen: Suomen aerogeofysikaaliseen aineistoon perustuvia mustaliuskeiden mallinnustuloksia 16:00 Hilkka Arkimaa: Kedonojankulman Cu-Au esiintymän kairasydänten analysointi kuvantavalla heijastusspektrimenetelmällä 16:20 Taija Huotari-Halkosaari: Hanke: Integroitujen geofysikaalisten ja kallioperägeologisten tutkimusmenetelmien kehittäminen yhdyskuntarakentamisen tarpeisiin Jaloittelutauko Muita aiheita (pj Mari Lahti) 16:50 Kimmo Korhonen: Lämpökaivotarkasteluja 17:10 Elina Ahokangas: Korkean resoluution heijastusluotaus landstreamer-kalustolla Virttaankankaan pohjavesiesiintymän rakenteen ja hydrogeologisten ominaisuuksien tutkimuksessa 17:30 Seppo Elo: Gravimetrian uudet standardit ja GTK:n päivitetty APV-rekisteri 17:50 Tiedonannot ja posterit (5-10 min) Heikki Forss: GTK:n "langaton" reikämittauslaitteisto Pekka Kantia: Geofcon Eero Heikkinen: Pöyryn kuulumiset Olli Okko: Säteilyturvakeskuksen seismisiä selvityksiä, SGY:n ja NOFTIGin kuulumisia Eeva Huuskonen-Snicker: Aalto-yliopiston kuulumiset P. Hakala, A. Martinkauppi, I. Martinkauppi: Evaluation of Distributed Thermal Response Test (DTRT) method Nupurinkartano as a case study 18:30-21:00 Iltapala ja posterit Orangeriassa

25.9.2013 Olkiluodon Vierailukeskus Käytetyn ydinpolttoaineen loppusijoitukseen liittyvät tutkimukset ja kalliomekaniikka (pj Turo Ahokas) 09:00 Tomas Lehtimäki: SKB:n toiminnan esittely, käytetyn ydinjätteen loppusijoituslaitoksen tilanne ja lopuksi hieman geofysiikkaakin 09:20 Antti Joutsen: ONKALOn demonstraatioalueen geofysikaaliset tutkimukset 09:40 Markku Paananen: Olkiluodon uusi lineamenttitulkinta 10:00 Sanna Mustonen: EDZ yleensä ja geofysiikka 10:20 Kahvitauko Käytetyn ydinpolttoaineen loppusijoitukseen liittyvät tutkimukset ja kalliomekaniikka (pj Eero Heikkinen) 10:40 Pekka Kantia: Louhinnan laadunvalvonta maatutkalla 11:00 Topias Siren: POSE in situ -kokeen AE-seurantatulokset sekä GPR-tutkimusten korrelointi hydraulisiin yhteyksiin 11:20 Ville Sipola: Hydraulinen murtaminen 11:40 Juhani Korkealaakso: Toistettavien DC/IP mittausten toteutuksien ja inversiotulkinnan kehittämisestä 12:00 Lounas Vierailukeskuksessa 13:00 Posivan toiminnan esittely 13:30 Yhteenvetokeskustelu 14:00 Vierailukeskuksen näyttely ja lähtökahvit

Osallistujat: 1 Elina Ahokangas Turun yliopisto 2 Turo Ahokas Astrock Oy 3 Hilkka Arkimaa GTK 4 Seppo Elo 5 Heikki Forss GTK 6 Petri Hakala GTK 7 Aimo Hattula Astrock Oy 8 Eero Heikkinen Pöyry Finland Oy 9 Voitto Heiskanen 10 Taija Huotari-Halkosaari GTK 11 Eeva Huuskonen-Snicker Aalto 12 Eija Hyvönen GTK 13 Jarkko Jokinen GTK 14 Antti Joutsen Posiva 15 Arto Julkunen Astrock Oy 16 Pekka Kantia Geofcon 17 Antti Kivinen Suomen Malmi Oy 18 Kimmo Korhonen GTK 19 Juhani Korkealaakso VTT 20 Jukka-Pekka Kujasalo GTK 21 Maija Kurimo GTK 22 Minna Kuusisto Astrock Oy 23 Mari Lahti Posiva 24 Tero Laurila Suomen Malmi Oy 25 Tomas Lehtimäki SKB 26 Jouni Lerssi GTK 27 Hanna Leväniemi GTK 28 Annu Martinkauppi GTK 29 Ilkka Martinkauppi GTK 30 Juha Mursu GTK 31 Sanna Mustonen Posiva 32 Matti Niskanen GTK 33 Maarit Nousiainen Geobotnia Oy 34 Keijo Nuutinen Miranet 35 Olli Okko STUK 36 Markku Paananen GTK 37 Aimo Ruotsalainen GTK 38 Pauli Saksa Geosto 39 Ville Sipola Suomen Malmi Oy 40 Topias Siren Posiva 41 Ilkka Suppala GTK 42 Anna Tarvainen Suomen Malmi Oy 43 Jalle Tammenmaa Suomen Malmi Oy 44 Petri Valasti FQM FinnEx Oy 45 Tuire Valjus GTK

Geofysiikan kuulumisia GTK:n Espoon yksiköstä Tuire Valjus, Heikki Vanhala ja Satu Mertanen Geologian tutkimuskeskus (GTK) Geofysiikan asema itsenäisenä toimialana GTK:ssa päättyi vuoden 2013 alussa ja toiminnot jaettiin Espoon yksikön kolmelle muulle toimialalle - Kallioperä ja raaka-aineet, Maankäyttö ja ympäristö ja Tutkimuslaboratorio. Kallioperä ja raaka-aineet toimialalla on geofyysikon tehtävissä noin 10 tutkijaa. Työn painopiste on erilaisissa raaka-ainehankkeissa ja raaka-ainetutkimusta tukevissa hankkeissa. Karkeasti toiminta voidaan jakaa kolmeen kategoriaan T&K, ulkomaan toiminta sekä asiantuntijapalvelut GTK:n sisällä ja asiakkaille. T&K-hankkeista merkittävin on Tekes/Green-Mining-hanke, jossa rakennetaan 3D-mallia Outokummun alueesta. GTK:n omissa hankkeissa kehitetään mm "Malmityyppien geofysikaalista profilointia" (Meri-Liisa Airo), "Sähkömagneettista syvätutkimuslaitetta, GTK FrEM'ä (Jarkko Jokinen) ja yleisiä asioita (Heikki Vanhala). Kaivossektoriin liittyvät ulkomaanprojektit mm. Afganistanissa, Boliviassa ja Ukrainassa ovat merkittävin toimialan geofyysikkojen työllistäjä noin kolmanneksen osuudella. Maankäyttö ja ympäristö toimialalla työskentelee 7 geofyysikkoa. Työ painottuu erilaisiin ympäristötutkimuksiin, pohjavesi- ja taajama-alueiden geofysiikkaan (Ympäristögeofysiikan ryhmä, Tuire Valjus) sekä ydinjätteiden loppusijoitustutkimuksiin (Markku Paananen). Suuri osa työstä tehdään ulkopuolisille asiakkaille. Viimeaikaisia asiakastöitä ovat olleet mm. Kokkolan UXO -tutkimukset sekä lukuisat pohjavesialueiden rakenneselvitykset. GTK:n omana hankkeena tutkitaan Geofysiikan ja kallioperägeologian yhdistämistä yhdyskuntarakentamisen tarpeisiin (Taija Huotari- Halkosaari). Osa geofyysikoista toimii myös edellä mainituissa T&K- ja ulkomaan projekteissa sekä turve- ja geoenergiatutkimuksen parissa. Geofysiikan laboratorio muodostaa osan Tutkimuslaboratorion mittaus- ja analyysitoimintaa. ESY:n Geofysiikan laboratoriossa on viisi henkilöä, joista tutkijan tehtävissä yksi henkilö. Laboratorio tuottaa mittauspalveluja sekä GTK:n omille hankkeille että ulkopuolisille asiakkaille. GTK:n omissa hankkeissa ovat painottuneet malmityyppien petrofysikaalisten ominaisuuksien mittaukset sekä järvisedimenteistä tehtävät gamma-säteilymittaukset ( 137 Cs). Tärkeimpiä ulkopuolisia asiakkaita ovat olleet Posiva, Pöyry ja GeoVista (Ruotsi). Omassa tutkimustoiminnassa (Satu Mertanen) on keskitytty Etelä-Suomen kultamineralisaatioiden tutkimuksiin, joissa peruspetrofysiikan lisäksi kivimagneettisilla ja suskeptibiliteetin anisotropian tutkimuksilla on merkittävä osuus. Toimintojen jakautuminen eri toimialoille on osittain selkeyttänyt geofyysikkojen tehtäväkenttää. Geofyysikkojen toiminta ulottuu kuitenkin useimmiten yli GTK:n toimiala- tai jopa aluetoimistorajojen. Projektiluontoisissa töissä hyödynnetään ja yhdistellään aina tarvelähtöisesti henkilöstön erityisosaamista.

Sähkömagneettinen malminetsintämenetelmä GTK-FrEM Jarkko Jokinen Geologian tutkimuskeskus, PL 96, 02151 Espoo, Jarkko.jokinen@gtk.fi Geologian tutkimuskeskus (GTK) on rakentanut uuden sähkömagneettisen malminetsintämenetelmän GTK-FrEM. Kirjainyhdistelmä FrEM on lyhennys sanoista FRequency ElectroMagnetic. Mittalaitteiston elektroniikan on suunnitellut ja rakentanut J-Embedded Oy. Mekaniikka, hankkeen rahoitus ja tietokoneohjelmat ovat olleet GTK:n vastuulla. Mittausmenetelmässä tuotetaan suurella maanpintalähettimellä harmonisesti värähtelevä magneettikenttä, joka ulottuu laajalle alueelle ja indusoi sähköäjohtaviin rakenteisiin sähkövirtoja. Poranreiässä tai maanpinnalla liikutettavalla vastaanottimella kerätään havaintoaineistoa ( B/ t), joka sisältää sekä lähdekentän että johteiden tuottaman sekundäärikentän. Havainnot tallennetaan kolmessa toisilleen kohtisuorassa suunnassa. Vastaanottimen kallistus- ja pyörähdysasento sekä suunta mitataan kiihtyvyysanturilla ja magnetometrillä. Jokainen mittaustulos sisältää reaali- ja imaginäärikomponentin. Gps-synkronoitu mittalaite tallentaa lähettimeen syötetyn sähkövirran vaihtelun 22 khz taajuudella. Samalla näytetiheydellä kerätään myös vastaanottimen havainnot. Lähetinvirran ja vastaanottimen tulokset synkronoidaan niin, että reaali- ja imaginäärikomponentit saadaan eroteltua toisistaan jälkikäsittelyn avulla. Kaikki mittaushavainnot ovat kalibroituja ja toteutuneita arvoja. Tulokset lasketaan ja kohdistetaan havaintopaikkaansa yhden sekunnin mittaiselta havaintojaksolta. Mittauspistetiheys reiässä on tyypillisesti 10-20 cm ja maanpinnalla 0.5-1.0 m. Tarvittaessa havainnot voidaan esittää kiinteällä pistevälillä kuten 1 mm tai 20 m. Kohina saadaan pienemmäksi, kun laite pysäytetään mittauspisteissä. Reikämittausten testit on tehty Pyhäsalmen kaivoksessa. Reikämittaukset tuottivat hyviä mittaustuloksia, mutta niiden tulkinta osoittautui turhankin haastavaksi. Reikävastaanottimen juuttuminen reikään käänsi mielenkiinnon maanpintavastaanottimen suuntaan. Maanpintavastaanotin rakennettiin keväällä 2013 ja sillä on tehty yksi testimittaus. Testimittaus toteutettiin Kellojärvellä Kuhmon vihreäkivivyöhykkeen reunalla olevassa GTK:n malminetsintäkohteessa. Lentomittausten perusteella tutkimuskohteessa tiedettiin olevan sekä magneettinen että sähköinen anomalia. Paikalle oli tilattu sekä kairausta sekä geofysiikkaan, joten kohde vaikutti hyvältä testipaikalta laajan vertailuaineistonsa ansiosta. Talven myötä helppokulkuiseksi muuttunut tutkimusalue edesauttoivat kohteen valintaa. Lähettimenä käytettiin 700 m x 700 m suorakulmaista jäänpinnalle rakennettua virtajohdinsilmukkaa. Vastaanotinta liikutettiin ahkioiden varaan rakennetulla lavetilla (Kuva 1). Jatkuvasti kävellen kartoitettiin 400 m x 400 m kokoinen alue lähetinsilmukan sisältä. Lisäksi tehtiin profiilimittaus 20 m pistevälillä. Linja aloitettiin 100 m lähetinsilmukan ulkopuolelta. Linja kulki lähetinsilmukan yli ja päättyi 100m päähän silmukan toiselle puolelle. Ensimmäisessä mittauksessa käytettiin viittä taajuutta, jotka olivat 116, 330, 992, 3189 ja 8929 Hz. Toisessa mittauksessa käytettiin 41 erillistä taajuutta välillä 116-9921 Hz.

Kuva 1. GTK-FrEM ensimmäisessä testimittauksessa Kellojärven jäällä keväällä 2013 (Kuva: Matti Niskanen). 2 000 Imaginary component of East direction Line N 7131275 1 500 1 000 T / s ] [n t / d B d 500 0 3598200 3598300 3598400 3598500 3598600 3598700 3598800 3598900 3599000 3599100 3599200 3599300-500 -1 000-1 500 Easting [m] Eim-9921 Eim-8929 Eim-8117 Eim-6868 Eim-6266 Eim-5669 Eim-5176 Eim-4464 Eim-3968 Eim-3571 Eim-3189 Eim-2834 Eim-2480 Eim-2232 Eim-1962 Eim-1786 Eim-1587 Eim-1417 Eim-1276 Eim-1120 Eim-992 Eim-893 Eim-794 Eim-709 Eim-630 Eim-560 Eim-493 Eim-441 Eim-404 Eim-372 Eim-330 Eim-293 Eim-265 Eim-236 Eim-215 Eim-192 Eim-173 Eim-157 Eim-142 Eim-129 Eim-116 Kuva 2. Itäsuuntaisen imaginäärikomponentin mittausprofiili testilinjalta.

Esimerkki mittaustuloksesta on esitetty kuvassa 2. Lineaarisella asteikolla on 41 käyrää, joista jokainen käyrä esittää yhdellä taajuudella mitattua tulosta. Voimakkaimmat värit edustavat korkeimpia taajuuksia ja himmeät värit matalan taajuuden tuloksia. Kuvassa on esitetty kokonaiskentästä itäsuuntaan osoittavan komponentin imaginäärivaihtelu. Vastaavanlainen esitys voidaan piirtää pystysuunnan ja pohjoissuunnan tuloksesta sekä kaikissa suunnissa reaaliaikaisesta vaihtelusta. Suuntien laskemisessa on käytetty gps-dataa, mutta yhtä hyvin voidaan hyödyntää magneettikentän mittaustuloksia. Esimerkkidatan (kuva 2) käyräparvessa suurimmat muutokset aiheutuvat lähdekentästä. Lähetinkaapelin ylimenokohdat erottuvat voimakkaina piikkeinä lähellä mittauslinjan alkua ja loppua. Mittauslukemat vaimentuvat taajuuden mukaan ja etumerkki vaihtuu silmukan keskellä. Mitä kauemmaksi lähetinkaapelista mennään, sitä pienemmäksi lähdekenttä vaimenee. Vaimentuminen on pääosin geometrian aiheuttamaa, mutta tulokseen vaikuttaa myös ympäristön ominaisuudet. Kallioperässä olevat sähkönjohteet ja magneettiset rakenteet aiheuttavat ympärilleen paikallisen sekundäärikentän, joka erottuu tulosten paikallisvaihteluna. Testiaineisto vaikuttaa sisältävän sekä korkean taajuuden että matalan taajuuden anomalioita, jotka ovat profiilin eri kohdissa. Tämä on hyvä lähtökohta tulkinnalle. Mittausmenetelmän ensimmäisen testin tulokset vaikuttavat lupaavilta, mutta aika näyttää onko mittausmenetelmästä tuotantokäyttöön. Tulevaisuudessa tehdään lisää mittauksia ja kerätään käyttökokemusta erilaisista tutkimuskohteista. Kehitystyön painopiste siirtyy vähitellen mittalaitteiston ja tuloskäsittelyn kehittämisestä mittaustulosten tulkintaan ja hyödyntämiseen.

Sähkömagneettisen mittauksen resoluution ja vaikutusalan huomioivaa 2D/3D tulkintaa johtavasta ja magnetoituvasta maankamarasta Ilkka Suppala 1 1 Geologian tutkimuskeskus, PL 96, 02151 Espoo (ilkka.suppala@gtk.fi) Johdanto Sähkömagneettisen (EM) mittauksen tavoitteena on hankkia tietoa maa- ja kallioperän sähkönjohtavuusrakenteesta. EM tulkinnassa toimiva inversiomalli voi olla 1D, 2D tai 3D rakenne, vaikkakin 2D ja 3D tulkinta on vielä 1D tulkintaa aikaa vievempää ja haasteellisempaa. Mittausaineiston informaatiosisältö ja laatu määrävät sen resoluution, mihin on järkevä pyrkiä tulkintaprosessissa. Käytettävissä oleva tausta-aineisto, geologinen ja muu kartoitusaineisto, tarkka korkeusmalli ym. mittaukset ja määritykset, ohjaa tulkintaproseduuria pyrkimyksenä hyödyntää mittauksen informaatiosisältö maksimaalisesti mittaustulokseen liittyvän virheen rajoissa. Laajoja sähkönjohtavia ja magneettisia muodostumia voidaan mallintaa 1D rakenteena. Geologisen rakenteen ollessa 3D vaatii uskottava geofysikaalinen tulkinta vähintään 2D malleihin perustuvaa päättelyä, ja lopulta 3D malleja. Numeeriseen sähkömagneettiseen 2D/3D mallinnukseen ja inversioon löytyy ilmaisohjelmia, esim CSIRO/AMIRA P223 ohjelmat, jotka GTK:ssa ovat olleet käytettävissä jo yli vuosikymmenen. Tässä työssä on muokattu yhtä 3D EM mallinnusohjelmaa askeleen käytännön tulkinnan vaatimaan suuntaan. Sovelletut periaatteet on julkaistu eri papereissa, ehkä osin riippumatta toisistaan, ja ne edustavat lähinnä arkijärjen käyttöä. Kun laskenta on suorittettava perus-pc:llä (Windows XP 32-bit), on laskentatehtävää järkevää yksinkertaistaa kuitenkaan tinkimättä liiaksi tarkkuudesta. Perusajatuksena on erottaa toisistaan numeerinen laskennallinen malli eli laskentaverkko ja tulkittava sähkönjohtavuus- ja magneettinen permeabiliteetijakauma ( -µ-malli). Samoja periaatteita on tässä sovellettu myös magneettisen anomalian laskennassa. Tässä työssä EM mallinnus on tehty ohjelmalla EH3D (MATLAB-versio, Haber and Ascher, 2001). Differentiaaliyhtälöryhmä diskretisoidaan staggered grid finite volume -menetelmällä ja näin muodostettu lineaarinen yhtälöryhmä ratkaistaan iteratiivisesti kullekin lähettimelle ja taajuudelle. Ohjelmassa 3-D rakenne (ilma ja puoliavaruus) muodostetaan suorakulmaisista särmiöistä, joissa aineparametrit,, µ, sekä permittiivisyys, ovat vakioita. Ohjelma laskee anomaalisen -µ- -rakenteen vaikutuksen. Vaihtoehtoisina ohjelmina olisi ollut CSIRO/AMIRA P223 ohjelmat Loki tai LokiAir, joilla laskenta suoriutuu nopeammin, mutta niillä ei voi tarkastellaa anomaalisen µ-rakenteen vaikutusta. Mittauksen resoluution ja vaikutusalan huomioiminen Sovelletun geofysiikan EM mittalaitteiden matalilla taajuuksilla EM kenttä etenee ns. diffuusiyhtälön mukaisesti (esim. Eloranta, 2007). Saavutettava resoluutio riippuu käytetystä taajuudesta sekä lähettimen ja vastaanottimen sijainnista suhteessa anomaaliseen -µ-rakenteeseen. EM kentän sähköistä vaimenemista kuvataan tunkeutumissyvyydellä (2 (µ )). Huomioimalla tunkeutumissyvyys yhdessä mitattavan kentän geometrisen vaimenemisen kanssa voidaan määrittää "optimaalinen" laskentaverkko (esim. Plessix et al. 2007) yhdelle mittauspisteelle ja taajuudelle. AEM mittalaitteen vaikutusalan määritelmillä on luotu intuitiivista pohjaa EM mittausten kvalitatiiviseen tulkitsemiseen. Kvantitatiivinen vaikutusala (-määritelmä) on riippuvainen 3D johtavuusrakenteesta ja mittausgeometriasta, se on määritettävissä vain 3D mallinnuksen avulla. Tässä EM mittauksen lähetin-vastaanotinparin vaikutusala, herkkyysalue, määrittää riittävän suuren mallinnetta-

van tilavuuden maankamaraa, sen ulkopuolelle jäävillä rakenteilla ei ole käytännössä merkitystä vasteeseen. Laajojen mittausalueiden vasteiden ja mallin herkkyyksien laskenta voidaan siis jakaa pienempiin laskettaviin osiin (Plessix et al. 2007; Wilson et al. 2012). Tässä työssä laskentaverkko on laadittu "sopivasti" EM lähettimen ja vastaanottimen ympärille tunkeutumissyvyys ja vaikutusala huomioiden. Seuraavissa esimerkeissä maanpintamittausten mallinnuksessa on käytetty taajuuksittain aina samaa jakoa, lentomittauksille verkko ottaa huomioon vaihtelevan lentokorkeuden. Tulkintamallin siirto laskentaverkolle ominaisuuksien homogenisointi (upscaling) Maankamaran tulkintamalli muodostuu kolmiulotteisista kappaleista, joissa aineparametrit (,µ, ) ovat vakioita. Tämä rakenne siirretään laskentaverkolle suorakulmaisiin särmiöihin. Käytännössä 3D malli, eli eri materiaalien rajapinnat ja laskentamallin 3D verkko eivät ole yhteneväiset. Laskentasoluihin, joita eri materiaalien rajapinnat leikkaavat, määritetään ekvivalentit efektiiviset ominaisuudet: särmiön sisäinen -µ- -rakenne homogenisoidaan (upscaling) särmiöllä kuvattaviksi -µ- arvoiksi alkuperäistä mahdollisimman vastaavaksi. Tässä käytettyä sekoituskaavaa ovat soveltaneet mm. Commer ja Newman (2008) sekä Abubakar el al. (2009). Seuraavissa esimerkeissä on käytetty (äärellisiä) 2D malleja, jolloin rakenne määräytyy 2D monikulmioiden avulla. Täysin monikulmion sisällä oleva särmiö saa monikulmion aineparametrit, leikatuille särmiöille saadaan särmiön mittakaavassa anisotrooppiset aineparametrit. Niiden laskenta on yksinkertaista esim. Abubakar el al :n (2009) esittämällä tavalla: Jaetaan kukin solu pienempiin elementteihin, joiden ominaisuudet määräytyvät alueen mukaan. Esimerkiksi särmiön (i,j,k) sähkönjohtavuudeksi x-suuntaan saadaan x (i,j,k)=. Edellä lasketaan ensin yzsuuntaisten siivujen sähköjohtavuudet (x-suuntaan rinnankytkentä), lopuksi peräkkäisten siivujen efektiivinen sähkönjohtavuus (x-suuntaan sarjankytkentä). z (i,j,k) saadaan vastaavasti, 2D tapauksessa y (i,j,k) on materiaalien xz-tason pinta-aloilla painotettu keskiarvo. Anisotrooppiset µ ja saadaan vastaavasti. EH3D:ssa käytetään vain isotrooppista µ-arvoa, joka on särmiön erisuuntaisten µ-arvojen geometrinen keskiarvo. Abubakar el al. (2009) käytti yllä esitettyä homogenisointia malliin perustuvassa inversiossa, eli monikulmion sijainnin, muodon ja sähkönjohtavuuden estimoinnissa, kun mallin vaste ja 2D solujen herkkyydet laskettiin 2D staggered grid finite difference -menetelmällä. 2D/3D tulkintaa johtavasta ja magnetoituvasta maankamarasta Riippuen mittalaitteen herkkyysjakaumasta sekä rakenteesta 2D tulkinta voi riittää. Se voi toimia myös lähtökohtana varsinaiselle 3D tulkinnalle. Yllä esitetyillä periaatteilla siirtyminen 3D rakenteeseen on suoraviivaista. Kuvassa 1 esitetään Twin Otterin (3113 Hz) AEM tuloksia lentolinjalta Kellojärveltä Kuhmon vihreäkivivyöhykkeen länsireunalta. Tuloksista saatu -µ-malli esitetään kuvissa 1b ja 1c. Itäisin kairanreikä ja keskimmäisen loppu ovat serpentiniitissä. Kairatuista serpentiniittinäytteistä (5 kpl) mitatut suskeptibiliteetit ovat 0.03-0.22 [SI] ja Q-arvot 1.2-17. Suurimmat Q-arvot liittyvät suurimpiin määritettyihin suskeptibiliteettiarvoihin.

a b c Kuva 1. a) AEM mittaustulos ja sovitus, IP on reaali-, Q imaginaarikomponentti b) Tulkittu 2D ominaisvastus ( m). c) Tulkittu 2D suskeptibiliteetti (SI).

Kuvassa 2 esitetään vastaavalta kohtaa aeromagneettiset tulokset sekä µ-mallista laskettu B, kun rakennetta on jatkettu 1500 m syvyyteen. Jos oletetaan remanenssin suunnan olevan kentän suuntainen, saataisiin Q-arvolla 2 jo samansuuruisia anomalioita. Kuvan 2 pienillä "Hjeltin prismoilla" lasketuissa tuloksissa demagnetoitumista ei ole huomioitu. Rakenteen (mm. topografian) huomioiminen 3D mallein parantaisi tulosta. Samasta kohtaa mitatuissa Slingram tuloksissa (3520 ja 14080 Hz, 100 m kelavälillä) anomaalisen µ:n vaikutus näkyy reaalikomponenteissa, muttei niin selvänä kuin AEM tuloksissa. AEM, Slingram ja magneettisista mittauksista sekä niiden tulkinnoista näkyy eri mittausmenetelmien erilaiset herkkyydet mallin parametreihin. EM tulkinnat ovat yhteneväiset lento- ja maanpintamittauksille niiden ominaisuuksien puitteissa. Kuva 2. Aeromagneettiset tulokset (vasen ja oikea magnetometri) ja kuvan 1c suskeptibiliteetimallilla laskettu anomaalinen B, kun Q-arvo olisi 0 tai 2 (samansuuntainen). Kirjallisuusviitteet Abubakar, A., Habashy, T. M., Li, M., and Liu, J., 2009, Inversion algorithms for large-scale geophysical electromagnetic measurements: Inverse Problems, 25, 123012, doi:10.1088/0266-5611/25/12/123012. Commer, M., and Newman, G. A., 2008. New advances in three-dimensional controlled-source electromagnetic inversion, Geophys. J. Int., 172,513-535. Eloranta, E., 2007. Geofysiikan kenttäteoria. Säteilyturvakeskus, STUK-A198, 409 p. Haber, E., and Ascher, U. M., 2001. Fast finite volume simulation of 3D electromagnetic problems with highly discontinuous coefficients: SIAM Journal of Scientific Computations, 22, 1943-1961. Plessix, R.E., Darnet, M., and Mulder, W. A., 2007. An approach for 3D multisource multifrequency CSEM modeling, Geophysics, 72 (5), SM177 SM184. Wilson, G.A., Cox, L.H., Cuma, M. and Zhdanov, M.S., 2012. Inverting airborne geophysical data for megacell and giga-cell 3D Earth models. The Leading Edge, 31 (3), 316 321.

Li-pegmatiittien prospektiivisuusmallinnuksesta Hanna Leväniemi, Geologian tutkimuskeskus Mineraalipotentiaalikartoitukseen liittyvässä spatiaalisessa prospektiivisuusmallinnuksessa tuotetaan ennustettavuuskarttoja valitulle mineralisaatiotyypille. Mallinnuksessa pyritään arvioimaan lähtöaineistoista esiintymille ominaisia/suotuisia arvoalueita, joiden avulla luodaan esiintymäsuotuisuutta kuvaava prospektiivisuusmalli. Mallinnus voidaan tehdä joko ohjattuna, ts. käyttäen tunnettuja kohteita (opetuspisteitä) aineiston suodattamiseen, tai ohjaamattomana, jolloin esiintymille suotuisien ominaisuuksien arviointi perustuu asiantuntijan näkemykseen. Suomessa prospektiivisuusmallinnusta on tehty erityisesti Pohjois-Suomessa (esim. Nykänen ja muut, 2008a, Nykänen ja muut, 2008b). Esitellyn mallinnustyön tarkoituksena oli tutkia testialueen avulla mahdollisuutta Li-pegmatiittien prospektiivisuusmallinnukseen alueellisen mittakaavan aineistoja hyödyntämällä. Työ tehtiin ohjattuna mallinnuksena käyttämällä opetuspisteinä tutkimusalueen tunnettuja pegmatiittijuonia. Mallinnusmenetelmänä käytetyssä painoarvomenetelmässä (Bonham-Carter, 1994) lasketaan kullekin syöterasterille ns. painoarvoparametrit, jotka kertovat aineiston eri arvoalueiden suotuisuudesta opetuspisteiden esiintymiselle. Lopullisessa mallissa yhdistetään painoarvoparametrien avulla valitut syöteaineistot yhdeksi ennustekartaksi. Mallin toimivuuden arviointi on myös tärkeä osa työtä. Mallinnus tehtiin ArcGIS-ympäristössä julkisesti saatavissa olevilla ArcSDM-työkaluilla. Pegmatiittijuonet ovat mittasuhteiltaan pieniä, ja mittakaavaero alueellisten aineistojen resoluution kanssa rajoitti osaltaan tiettyjen aineistojen käyttöä. Dimensioiden lisäksi juonet ovat haasteellisia geofysiikan kannalta, koska niistä ei yleensä saada vastetta geofysikaalisissa mittauksissa ( erný & Trueman, 1982). Objektiivinen painoarvomenetelmä soveltuu tämäntyyppiseen tilanteeseen missä aineiston ja opetuspisteiden mahdollista yhteyttä on vaikea arvioida; statistiikkaan perustuvat painoarvot kertovat mahdollisesta korrelaatiosta jolloin mallinnuksen lähtöaineistot voidaan valita painoarvoparametrien avulla. Mallinnuksen tuloksena saatiin rajoituksiin nähden kohtuullisen hyvä ennustemalli. Jatkossa mallia voidaan edelleen kehittää mikäli alueelta saadaan esim. uusia aineistoja. Lähteet: Bonham-Carter, G.F., 1994. Geographic Information Systems for Geoscientists - modelling with GIS. Pergamin, New York, 398 p. erný, P. and Trueman, D.L., 1982. Exploration For Rare-element Granitic Pegmatites. In: erný, P. (ed): Short Course In Granitic Pegmatites In Science And Industry. Mineralogical Association of Canada, Short Course Handbook, 8, 463-493. Nykänen, V., Groves, D.I., Ojala, V.J, Gardoll, S.J., 2008a. Combined conceptual/empirical prospectivity mapping for orogenic gold in the northern Fennoscandian Shield, Finland. Australian Journal of Earth Sciences: An International Geoscience Journal of the Geological Society of Australia, 55, 1, 39-59. Nykänen, V., Groves, D.I., Ojala, J.V., Eilu, P., Gardoll, S.J., 2008b. Reconnaissance-scale conceptual fuzzy-logic prospectivity modeling for iron oxide copper-gold deposits in the northern Fennoscandian Shield, Finland. Australian Journal of Earth Sciences: An International Geoscience Journal of the Geological Society of Australia, 55, 1, 25-38.

Potentiaalikenttien 3D-inversiosta GTK:ssa Aimo Ruotsalainen, Eeva-Liisa Laine ja Sami Niemi Geologian tutkimuskeskus (aimo.ruotsalainen@gtk.fi, eevaliisa.laine@gtk.fi, sami.niemi@gtk.fi) Voxel-tulkinnassa malliavaruus jaetaan suorakulmaisiin tilavuusalkioihin (voxel=volume pixel). Varsinaisen mallinnusalueen ulkopuolelle voidaan lisätä haluttu määrä suurempia alkioita joiden avulla mallinnus reunoilla toimii paremmin. Alkioiden materiaalivakioita muuttamalla pyritään saavuttamaan hyvä sovitus tulkittavan ja mallin teoreettisen anomalian välille. GTK:ssa on viime vuosina hankittu muutamia potentiaalikenttien 3D-inversio-ohjelmia. Useimmissa niistä varsinainen laskenta tehdään University of British Columbiassa (UBC) kehitetyillä ohjelmilla (Li and Oldenburg 1996, Li and Oldenburg 1998). Käyttöliittymiä kauppaavat mm. Geosoft, Encom (Pitney Bowes) ja Mira GeoScience. UBC-ohjelmat ovat DOS-ajalta mutta niihin on olemassa myös oma pieni Windows-käyttöliittymä. Itsenäinen ohjelmistonsa on Petros Eikonin Emigma kuten myös Intrepidin GeoModeller. Geosoftin Oasikseen integroitu VOXI Earth Modelling (Burns 2012) sisältää runsaasti mallin ja reunaehtojen rakenteluun tarvittavia osia. VOXI:lla työskentely on helppoa ja työhön pääsee käsiksi pienellä harjoittelulla. Oletusarvoilla tapahtuva inversio tuottaa mallin, jossa tiheys tai suskeptibiliteetti muuttuu tasaisesti mallin sisällä eikä selviä kontakteja synny. Erilaisten reunaehtojen avulla mallia voi ohjata geologisesti mielekkäämpään suuntaan. Mallien tarkastelu ja visualisointi on helppoa. Malleja voi Oasiksessa konvertoida moniin muihin formaatteihin. VOXI sisältyy jokaiseen Oasiksen Advanced-lisenssiin. Laskenta tapahtuu pilvipalvelussa suurilla tietokoneilla. Haluamaansa käyttötarkoitukseen voi ostaa lisenssin jonka hinta riippuu laskentamallin koosta (150x150 500x500 solua), laskentojen määrästä sekä muutamista lisäoptioista (magnetization vector inversion MVI, gravity gradient support, iterative reweighting inversion). Malleja joiden koko on korkeintaan 50x50 solua voi laskea ilmaiseksi. Geosoftilla tuki käyttäjille on toiminut hyvin. Myös australialaisen Encomin Model Vision potentiaalikenttien mallinnusohjelmaan on integroitu UBC:n Mag3D ja Grav3D. Lähtömalli voidaan rakennella esimerkiksi geofysikaaliselta tai geologiselta kartalta prismoiksi joiden parametrit asetetaan halutuiksi. Myös mallinnuksella saatuja kappaleita voidaan käyttää. Malli muunnetaan UBC Model Mesh Designerilla UBC-ohjelmien vaatimiksi voxel-tiedostoiksi. Varsinainen inversio tapahtuu suoraan UBC:n ohjelmilla joiden parametrien hallinta vaatii kohtalaista perehtyneisyyttä. Koska kaikki inversioon liittyvät ohjelmat joutuu ostamaan tapahtuu laskenta omalla koneella joka vie koneaikaa mutta ei euroja. Mesh Designerissa on useita käyttöä hankaloittavia bugeja ja ohjelmatalon reagointi reklamaatioihin on ollut nihkeää eikä tukea UBC-inversioon ole tarjolla. PetrRos EiKonin Emigma (PetRos EiKon 2006) on monipuolinen ohjelmisto joka sisältää tulkintamahdollisuudet gravimetriseen, magneettiseen, EM-, DC-, IP-, CAMT-, MT-, MTEM- ja CSEMdataan. Mallinnusta voi tehdä 1D- ja 3D-inversioiden lisäksi myös levyillä ja prismoilla. Ohjelmisto sisältää monipuolisen valikoiman työkaluja geofysikaalisen datan manipulointiin. Parametrien asettelu ja data käsittely vaatii käyttäjältä paljon perehtymistä ja käsityötä. Käyttö on hankalahkoa ja ohjelma kaatuilee usein. Laskentaprosessi vie paljon enemmän koneaikaa kuin UBC:n ohjelmilla. Käyttöohjeet jättävät toivomisen varaa. Paradigm GoCad on monipuolinen geologinen 3D-mallinnusohjelmisto. Mira GeoScience on luonut siihen useita erilaisia lisätoimintoja mm. mahdollisuuden käyttää geofysikaalisia UBC-inversio-

ohjelmiston tuottamia tulosgridejä 3D-mallinnuksessa ja toisaalta ajaa ja luoda geologisten 3D-mallien pohjalta estimoitujen petrofysikaalisten ominaisuuksien jakaumia UBC-inversion lähtötiedoiksi. GoCadissa tehtävä geofysikaalinen inversio tukee geologista mallinnusta. GoCadin ja UBC-koodin käyttö edellyttää hyvää yhteistyötä geologisen 3D-mallintajan ja geofyysikon kesken. Kumpikaan ohjelma ei toimi automaattisesti vaan ne vaativat käyttäjältä sekä ohjelman käytön että oman alansa hyvää perehtyneisyyttä. Monimutkaisuutensa takia varsinkin GoCadia käytetään tutkimuslaitoksissa yleisesti tutkimuskäytössä, mutta ei välttämättä rutiininomaisessa 3D-mallinnuksessa. GoCadista löytyy tietoa GoGad konsortiumiun (http://www.gocad.org/ ), Mira GeoSciencen ja Paradigman verkkosivuilta. Intrepidin GeoModellerilla geologinen mallinnus on helpompaa, sillä se perustuu leikkaustulkintoihin ja automaattiseen kivilajikontaktien interpolointiin, mutta siihen liittyvä geofysikaalinen inversio vaatii käyttäjältään sekä geofysiikan että tilastomatematiikan osaamista. GeoModeller yhdistää geologista mallinnusta ja geofysikaalista inversiota (BRGM & Desmond Fitzgerald and Associates Pty Ltd 2012). Tässä inversio tehdään stokastisesti kun taas UBC-koodi perustuu optimointiin. Ohjelmalla voi rakennella ja laskea monimutkaisia rakenteita mutta niiden konstruoiminen on aikaa vievää ja prosessointi vaatii tietokoneelta paljon resursseja ja vielä enemmän aikaa. Laanilan juonen VOXI-tulkinta Basalttinen juoni Inarin Laanilassa koostuu ilmenomagnetiitista (Mertanen et al. 1996) Sen aiheuttama magneettinen anomalia erottuu muodoltaan poikkeavana magneettisella kartalla (Kuva1). Paleomagneettisten mittausten mukaan siinä on voimakas remanentti magnetoituma. Laanilassa remanenssin deklinaatio on keskimäärin 350.5 ja inklinaatio -34.4 astetta, Q-arvo on 10.5 ja suskeptibiliteetti 0.0258 SI (Mertanen et al.1996). Kuvassa 2a esitetty Model Visionilla tehty tulkinta levymallille em. parametreilla toteuttaa hyvin mitatun anomalian. Geosoftin 3D-suskeptibiliteettiinversio (Kuva 2b) antaa virheellisesti sekä negatiivisen että positiivisen suskeptibiliteetin omaavan muodostuman. Magnetoitumavektori-inversio (Kuva 3) toimii paremmin ja antaa lähellä profiilimallia olevan ratkaisun. Kuva 1. Laanilan basalttinen juoni indusoi voimakkaan magneettisen anomalian. Juoni (valkea katkoviiva) on piirretty analyyttisen signaalin maksimiamplitudin mukaan. Tulkittu profiili on merkitty valkealla kokoviivalla.

Kuva 2. Laanilan juonen levymallitulkinta (a) jossa on käytetty havaittuja magneettisia materiaalivakioita ja eräs 3D-suskeptibiliteetti-inversion leikkaus (b). Kuva 3. Laanilan juonen magneoitumavektori-inversio Geosoftin VOXI:lla tulkittuna. Eräs indusoivalla kentällä normeeratun magnetoituman sama-arvopinta (0.008) on merkitty keltaisella. Alempi anomalia on 50 metriä ylösjatkettu TMI(RTP) ja ylempi 3D-mallin vastaava anomalia.

Lampinsaaren magneettinen tulkinta GoCad-UBC 0.01 N 0.02 0.03 5 500 m 0.04 SI Kuva 4. Lampinsaaren kaivoksen ympäristön magneettisten mittausten inversiotulos kahden leikkauksen avulla ja sama-arvopinnoilla (=0.036 SI). Geologisella kartalla harmaalla ja vihreän eri sävyillä on merkitty metavulkaanisia kivilajeja, graniitit on esitetty punaisella, granodioriitit vaalean ruskealla ja gabrot tummanruskealla värillä. Metasedimentit on esitetty sinisen eri sävyin (Kousa ja Luukas 2004). Kirjallisuusviitteet BRGM & Desmond Fitzgerald and Associates Pty Ltd, 2012, 3D GeoModeller User Manuals and Tutorials (http://www.intrepid-geophysics.com/ig/index.php?page=geomodeller). Burns, Carmela, 2012, Introduction of VOXI Earth Modelling Technology. Earth Explorer (http://www.earthexplorer.com/2012/introduction_of_voxi_earth_modelling_technology.asp) Ellis, R.G., de Wet, B. and Macleod, I. N., 2012. Inversion of Magnetic Data from Remanent and Induced Sources, 22th International Conference and Exhibition, 26-29. February 2012 Brisbane, Australia. Kousa, Jukka and Luukas, Jouni (eds) 2004. Vihannin ympäristön kallioperä- ja malmitutkimukset vuosina 1992-2003. 142 s. GTK, Raportti, M 10.4/2004/2 Li, Y. and Oldenburg, D. W., 1996, 3-D inversion of magnetic data, Geophysics, 61, no. 02, 394-408. Li, Y. and Oldenburg, D. W., 1998, 3-D inversion of gravity data, Geophysics, 63, no. 01, 109-119. Mertanen, S., Pesonen, L. J. and Huhma, H., 1996. Paleomagnetism and Sm-Nd ages of the Neoproterozoic diabase in Laanila and Kautokeino, northern Fennoscandia. Geological Society, London, Special Publications 1996, v.112, 331-358. Petros Eikon, 2006. EMIGMA v7.8 Manual, PetRos EiKon Inc., 134 p

Suomen aerogeofysikaaliseen aineistoon perustuvia mustaliuskeiden mallinnustuloksia Eija Hyvönen (1), Meri-Liisa Airo (2), Hilkka Arkimaa (2), Jouni Lerssi (3), Kirsti Loukola-Ruskeeniemi (2), Jouko Vanne (3) & Satu Vuoriainen (2) (1) Geologian tutkimuskeskus, PL 77, 96101 Rovaniemi (eija.hyvonen@gtk.fi) (2) Geologian tutkimuskeskus, PL 97, 02151 Espoo (3) Geologian tutkimuskeskus, PL 1237, 70211 Kuopio Johdanto Malmipotentiaalisesti mustaliuskeet ovat mielenkiintoisia, koska monet Suomen sulfidimalmeista sijaitsevat niiden läheisyydessä. Ympäristönäkökulmasta ne sen sijaan voivat aiheuttaa ongelmia sekä pintavesiin että pohjavesiin. Mustaliuskeet rapautuvat helpommin kuin useimmat Suomen kivilajeista ja niiden sisältämät sulfidit voivat aiheuttaa pintavesien happamoitumista, jos ne joutuvat ilman ja veden kanssa kosketuksiin. Mustaliuskeet sisältävät runsaasti grafiittia ja sulfideja ja siksi ne ovat hyviä johteita. Lisäksi magneettikiisupitoiset mustaliuskeet aiheuttavat myös magneettisia anomalioita, joten ne voi helposti havaita geofysikaalisilla mittauksilla. Geologian tutkimuskeskuksen (GTK) koko maan kattava alueellinen matalalentoaineisto tarjoaa erinomaisen lähtökohdan mustaliuskeiden kartoitukseen ja ensimmäinen versio Suomen mustaliuskekartasta valmistui vuonna 2000. Mustaliuskeiden tulkinta perustui GTK:n aeromagneettiseen ja aerosähkömagneettiseen matalalentoaineistoon ja olemassa oleviin petrofysikaalisiin ja geologisiin paljastuma- ja kairaustietoihin. Näiden lisäksi tulkinnan tueksi valittiin uusia mustaliuskenäytteitä (~130 kpl) kairasydämistä ympäri Suomea ja ne analysoitiin geokemiallisesti ja petrofysikaalisesti. Näiden tietojen pohjalta mustaliuskeet luokiteltiin tunnettuihin grafiitti- ja sulfidipitoisiin yksikköihin sekä tulkittuihin geofysikaalisilta ominaisuuksiltaan vastaavan tyyppisiin yksikköihin. Alueellisen lentomittausohjelman valmistuttua vuonna 2007 mustaliusketietokanta päätettiin päivittää ja samalla liittää se osaksi DigiKP200-tietokantaa. Uuden tulkinnan pohjaksi valittiin uusista syväkairauksista lisää mustaliuskenäytteitä petrofysikaalisiin ja kemiallisiin analyyseihin. Uusi tietokanta sisältää nyt kaikkiaan noin 800 mustaliuskenäytteen petrofysikaaliset ja geokemialliset tiedot eripuolilta Suomea. Mustaliuskeiden geofysikaaliset ja kemialliset ominaisuudet Mustaliuskeiden petrofysikaaliset ominaisuudet vaihtelevat niiden mineraalikoostumuksen, erityisesti grafiitti- ja sulfidipitoisuuden, ja rakenteen esim. liuskeisuuden ja raekoon mukaan. Mustaliuskeiden keskimääräinen tiheys on 2800 kg/m 3 ja se kasvaa sulfidipitoisuuden lisääntyessä. Mustaliuskeiden keskimääräinen suskeptibiliteetti on noin 6000 x 10-6 SI ja se on suoraan verrannollinen ferrimagneettisen magneettikiisun määrään. Vastaavasti remanentti magnetoituma on suuruusluokkaa 3 A/m. Mustaliuskeiden ominaisvastus on alle yksi Ohm-m. Analysoiduissa mustaliuskenäytteissä oli keskimäärin hiiltä 6 % ja rikkiä 4 %. Mustaliuskeiden koostumus vaihtelee myös yksikön sisällä kerrostumisolosuhteiden vaihtuessa. Muista esiintymistä ei tavattu yhtä korkeita Ni, Cu, Zn, Co ja Mn pitoisuuksia kuin Talvivaaran malmista.

NMDS skaalaus Uuden näytteenoton (428 kairasydännäytettä) petrofysiikan ja geokemian tulokset analysoitiin käyttäen moniulotteista ei-parametrista tilastollista luokitusta (Non-metric multidimensional scaling, NMDS). NMDS on epäsuora ordinaatiomenetelmä, jossa näytteiden väliset suhteet rekonstruoidaan niiden samankaltaisuuden perusteella. Analyysin tuloksena saatiin viisi mustaliuskeluokkaa (Taulukko 1). Kuva 1. NMDS -mallinnustulokset geologisella kartalla (Koistinen et al. 2001).

Taulukko 1. NMDS luokkien tunnusomaisia piirteitä. Luokka Suuret arvot Pienet arvot Musta Na 2 O, Al 2 O 3, SiO 2, K 2 O CaO, P 2 O5, MnO, Fe 2 O 3, S, tiheys, suskeptibiliteetti, remanenssi, johtavuus Sininen CaO, Carbonate C Vihreä MgO, TiO 2 Carbonate C Magenta P 2 O 5, MnO, Ni, Cu, Zn Na 2 O, MgO, Al 2 O 3 Punainen Fe 2 O 3, V,C, S, suskeptibiliteetti, remanenssi,johtavuus SiO 2, K 2 O Geofysikaalisten ominaisuuksien perusteella punainen luokka edustaa hyvin johtavia ja voimakkaasti ferrimagneettisia muodostumia ja sen vastakohtana on musta luokka. Muut luokat ovat luokittuneet pelkästään geokemiallisten ominaisuuksien perusteella. Sininen luokka edustaa karbonaattirikkaita muodostumia ja magenta -luokka Talvivaara-tyyppisiä esiintymiä. Vihreä luokka on magnesium-rikas ja niitä samoin kuin mustia esiintyy etupäässä Pohjois- ja Länsi Suomessa. Punaiset ja siniset luokat ovat yleisiä Etelä-Suomessa. NMDS -mallinnustulokset on esitetty kuvassa 1. Mallinnustuloksia NMDS analyysin perusteella tunnettujen mustaliuske-esiintymien joukosta valittiin kutakin luokkaa parhaiten edustavat yksiköt, joita käytettiin mallinnuksen opetuksessa. Mallinnusaineistoon valittiin lentogeofysiikasta aeromagneettinen aineisto, sähkömagneettisesta aineistosta laskettu reaali-imaginäärisuhde sekä radiometrisestä aineistosta uraani. Mallinnukseen käytettiin mustaliusketasosta 100 metrin bufferilla leikattuja aineistoja. Mallinnus tehtiin käyttäen sekä lineaarista maximum likelihoodia sekä kasviekologiassa paljon käytettyä epälineaarista SVM (Support Vector Machine) -mallinnusta. Luokitustuloksia verrattiin NMDS tuloksiin. Mallinnustulokset olivat hyvin samankaltaisia molemmilla menetelmillä ja heikoiten luokittui musta-luokka ja parhaiten magenta-luokka. Maximum likelihood menetelmällä sininen luokka oli luokittanut paremmin kuin SVM mallinnuksessa, mutta punainen luokka huonosti. Molemmilla menetelmillä päästiin keskimäärin noin 60 % onnistumisprosenttiin. Yhteenveto Vaikka mustaliuskeet on helppo tunnistaa lentogeofysikaalisen aineiston perusteella, niiden luokittaminen erityyppisiin esiintymiin käyttäen pelkästään lentogeofysiikan aineistoa on haastavaa. Lentoaineiston fysikaaliset vasteet riippuvat paitsi alueen geologiasta ja rakenteista myös irtomaapeitteen paksuudesta sekä soista ja kosteikoista. Mustaliuskeiden ominaisuudet vaihtelevat myös yksikön sisällä, joten tulkinta voi olla vaikeaa. Lisäksi erityyppisten mustaliuskeiden fysikaaliset ominaisuudet ovat hyvin samankaltaiset. Kuitenkin mustaliuskeiden luokittelu onnistui yllättävän hyvin pelkästään lentogeofysiikan aineistojen perusteella. Mallinnuksen tueksi lentoaineiston rinnalle kannattaa ottaa myös muita geoaineistoja. Tämä tarkoittaa kuitenkin isompia aineistokokonaisuuksia, mikä edellyttää entistä tehokkaampia mallinnusohjelmia ja tietokoneita.