M 19/4223/-79/1/10 "63 Koskee : 4241 Pyhäselkä Lauri J.Pekkarinen 18.12.1979 SELOSTUS PYHÄSELÄN ALUEELLA SUORITETUISTA MALMITUTKI- MUKSISTA VUOSINA 1976-1979
TUTKIMUSTEN AIHE JA TARKOITUS Geologinen tutkimuslaitos aloitti v. 1976 malmitutkimukset Pyhäselän kunnan alueella Hammaslahden kuparikaivoksen pohjois- ja luoteispuolella tarkoituksena Hammas lahden malmikentän mahdollisten jatkeiden seuraaminen sekä muiden analogisten malmiesiintymien etsiminen. Vuonna 1978 malmietsinnän tehostamiseen myönnetyn erillismäärärahan ja Pohjois-Karjalan osaohjelman puitteissa jatkettiin edellisinä vuosina aloitettuja malmitutkimuksia tehostettuna samalla laajentaen tutkimusaluetta myös kaivoksen länsipuolelle. Vuoden 1979 alkupuolella tehtiin tutkimusalueella vielä joitakin tarkistusluonteisia tutkimuksia. TUTKIMUSTEN TAUSTA JA SUORITETUT TUTKIMUKSET, Vanhaa, Pyhäselän Hammaslahden malmitutkimusten aikaista (ks. L. Hyvärisen raportit M 19/4241/-70/1 ja M 19/4241/-- 72/1/10) geofysikaalista mittausaluetta (ks. T. Siikarlan raportit M l9/4241/-70/2-3) laajennettiin vuosina 1976-1978 Hammaslahden kaivoksen pohjois- ja länsipuolelle (liite 1). Kevätkesällä 1977 aloitettiin lohkare-etsintä ja geologinen kartoitus kaivoksen pohjois- ja luoteispuolella. Yksityiskohtainen kartoitus, jossa kiinnitettiin erityistä huomiota Hammaslahti-tyyppisten grauvakkakerrosten etsimiseen, tehtiin noin 28 km2 :n laajuisella alueella (liite 3). Kaivoksen pohjoispuolella, Iiksensuolla, kairattiin seitsemän reikää (R 418-424, yht.pituus 1165,90 m ; liite 2) geofysikaalisten indikaatioiden selvittämiseksi. Kesällä ja syksyllä 1977 tehtiin geofysikaalisten anomal~oiden selvittämiseksi yhteensä 59 eri kokoista tutkimuskuoppaa ja -kaivantoa (liite 2). Kaivantojen pohjalta, kallionpinnasta, otettiin cobranäytteenottokalustolla kaikkiaan 684 jauhenäytettä
2 mahdollisten anomaalisten metallipitoisuuksien toteamiseksi., geofysikaalisten indikaatioiden selvittämiseksi kairausta täydennettiin kairaamalla vielä viisi reikää (R425 -R429, yht. pituus 675,60 m ; liite 2). Kesällä 1978 henkilökunnan lisäyksen myötä malmitutkimuksia voitiin tehostaa ja geologisen kartoituksen kohteeksi voitiin ottaa koko geofysikaalinen mittausalue (liitteet 1-3). Geologiseen kartoitukseen liittyen suoritettiin myös lohkare-etsintää. Yhteistyössä geokemian osaston kanssa tehtiin kolme Augerkåirauslinjaa (21 näytepistettä) liksensuon poikki Hammaslahden kaivoksen pohjoispuolella geologisen lisätiedon saamiseksi peitteiseltä suoalueelta (liite 4). Kyseisen kohteen geokemiallisia tutkimuksia on tarkemmin selitetty geokemian osaston P.Lestisen.laatimassa :erillisraportissa 2/1979/Väli-Suomen kohdetutkimusryhmä. Syksyllä 1978 tehtiin 19 tutkimuskuoppaa ja -kaivantoa (379 näytepistettä) kartoitusalueen niihin geofysikaalisiin indikaatioihin, joita kartoitus ei selvittänyt (liite 2) Tutkimusalueen mustaliuskeista otettiin lisäksi litogeokemiallisia näytteitä (92 näytepistettä) mahdollisten anomaa-- listen metallipitoisuuksien toteamiseksi. Vuoden 1979 alkupuolella malmiosaston tutkimusryhmä otti tarkistusmielessä moreeninäytteitä malminetsinnällisesti kiinnostavimmalta, Suhmuran-Kenttämönniemen alueelta (216 näytepistettä ; ks. liite 5). Vahvan maakerroksen peittämältä osa-alueelta yritettiin yhteistyössä geokemian osaston kohdetutkimusryhmän kanssa saada paineilmakairauksella lisänäytteitä muutamasta pisteestä ; kuitenkin vain kahdessa pisteessä onnistuttiin.
3 Eri tavoin tutkittujen alueitten rajat on esitetty yleiskatsauskarttaliitteessä, liite 1. Porareikien sekä tutkimuskuoppien ja -kaivantojen sijainti on esitetty liitteessä 2. Tutkimusten yleisjohdosta vastasivat prof. Lauri Hyvärinen ja FT Anssi Lonka. Geologisen tutkimusaineiston kokoaminen ja käsittely oli ensisijaisesti geologien Jouko Vanne ja Timo Heino tehtävänä, ja se tapahtui geologi Lauri Pekkarisen valvonnassa. Lisäksi alueella työskenteli eri vaiheissa useita kesäharjoittelijoita sekä vakituisessa palveluksessa olevia näytteenottajia ja lohkare-etsijöitä. Allekirjoittaneen tehtävänä oli koota eri tutkimustulokset raportiksi ; huomautettakoon kuitenkin, että alustavia tutkimustuloksia on esitetty jo väliraportissa M'19/4223/-78/1/10. Selostus ko. tutkimusalueella suoritetuista geofysikaalisista töistä annetaan erikseen geofysiikan osaston toimesta. MALMIGEOLOGISET TUTKIMUKSET Lohkaretutkimukset Orientoivaa lohkare-etsintää suoritettiin n. 200 km 2 :n laajuisella alueella. Yksityiskohtaisempaa lohkare-etsintää tehtiin kuitenkin Suhmuran alueen kaakkoispuolelta löydetyn hiukan kupari- ja magneettikiisua sisältävän arkosiittitai oikeastaan grauvakkalohkareen (L 1/HK-70 ; Cu = 0.23 %, Ni = 0.12 %) ympäristössä sekä oletetussa lohkareen kulkeutumissuunnassa (alueelta on mitattu kolme uurresuuntaa 335 0, 285 ja 270 ) erityisesti Suhmuran alueella (vrt. Hyvärisen raportti M 19/4241/-72/1/10, s. 2). Lohkare-etsinnöissä eå löydetty lisää samankaltaisia aihelohkareita, sitävastoin löydettiin runsaasti rautakiisuja sisältäviä mustaliuskelohkareita, joissa arvokiisujen määrä on hyvin pieni.
4 Kallioperän yleispiirteet ja kartoitustulokset Tutkimusalue (Suoranta - Mulo- Suhmura) sijaitsee geologisesti Pohjois-Karjalan karelidisella liuskevyöhykkeellä, jolla on Pyhäselän ja Tohmajärven seudulla NNW yleiskulku. Karelidit (entinen vuorijono) jakautuvat siellä kahdeksi laajaksi synklinorium-altaaksi ja niiden väliseksi antiklinorium-selänteeksi. Idässä on Höytiäisen allas ja lännessä Pyhäselän allas (Väyrynen 1954). Kalevaiset fylliitit ja kiilleliuskeet vallitsevat niissä. Antiklinorium-selänne ulottuu Hammaslahdesta Onkamon kautta Tohmajärvelle (Väyrynen 1954 ; Nykänen 1968, l97la,ja b). Sille antavat leimansa grauvakat (tai epäpuhtaat arkoosit), konglomeraatit, dolomiitit, mustaliuskeet sekä vulkaaniset kivet, joiden täsmällistä sijaintia kerrosjärjestyksessä ei kuitenkaan varmuudella tunneta (Väyrynen 1954 ; Nykänen 1968 ; Pekkarinen 1974 ; Hyvärinen, Kinnunen ja Mäkelä 1977). Hyvärisen (1970) tulkinnan mukaan samaisen antiklinoriumin pohjoispäässä (Lähdekorven alueella) on sekundäärinen synkliini, johon yhdistyvässä heikkousvyöhykkeessä sijaitsee Hammaslahden kupariesiintymä. Pyhäselkään kuuluvat Suorannan, Mulon ja Suhmuran alueet valittiin yksityiskohtaisen kartoituksen kohteeksi siitä syystä, että aikaisempien kartoitusten perusteella näillä alueilla tiedettiin esiintyvän kiilleliuskeissa välikerroksina samankaltaista grauvakkaa kuin Hammaslahden kuparimalmin isäntäkivenä. Lisäksi oli saatu vihjeitä mm. grauvakoihin liittyvistä konglomeraattikerroksista. Itäisellä osalla tutkimusaluetta (ruutu 4241 02 Nykäsen laatimassa kallibperäkartassa 4241 - Kiihtelysvaara) tehtiin vain täydenny!~kartoitusta, sitävastoin läntinen osa jouduttiin geologisten tietojen puuttuessa kartoittamaan kokonaan (ruudut 4223 10-11 ; liitteet 1 ja 3).
5 Valtaosan kartoitusalueesta käsittävät koostumukseltaan (min. assos. : KVAR + BIOT + PLAG + SERI +'- KLOR) ja rakenteeltaan hieman vaihtelevat kiilleliuskeet (liite 3). Hammaslahtityyppisiä grauvakbita on kapeina välikerroksina kiilleliuskeessa kaivoksen pohjoispuolella sekä laajempana muodostumana Suhmuran kylässä (liite 3). Hammaslahden kaivoksen luoteis- ja pohjoispuolella (ruutu 4241 02.) grauvakat esiintyvät yleensä aivan ohuina ja korkeintaan metrin vahvuisina välikerroksina kiilleliuskeessa. Grauvakan fragmentit ovat etupäässä kvartsia, plagioklaasia ja kivisiruja (kvartsiitti, gneissigraniitti). Iskoksessa on runsaasti kvartsia, biotiittia sekä plagioklaasia ja vähäisessä määrin serisiittiä ja kloriittia. Lukuunottamatta vähäistä sinkkivälkemineralisaatiota kiilleliuskeen noin puolen metrin vahvuisessa grauvakkavälikerroksessa Suorannassa arvokiisuja ei juuri ole tavattu. Hammaslahti-Onkamo-jakson länsipuolella (ruudut 4223 10-11) grauvakkavälikerrokset puuttuvat yleensä kiilleliuskeista, sitävastoin Suhmurassa on laajempi alue karkeata turbidiittia tai grauvakkaa. Suhmuran alue on lähes kauttaaltaan hyvin paljastunutta, joten sen geologiasta on saatu jokseenkin hyvä kuva (liite 3). Suhmuran alueella on pienellä alueella paljastunut prekarjalainen pohja. Pohja on koostumukseltaan kvartsidioriittinen (min.assos. : PLAG +KVAR + BIOT), lisäksi tavattiin pohjaan kuuluvia vanhempia kiilleliuskeita sekä metadiabaasia (min. assos. : PLAG + SARV + BIOT + KVAR), joka vaikuttaa pohjaa nuoremmalta. Pohjan päälle on ensiksi kerrostunut heikosti muokkautunut ja.lajittunut pohja-arkoosi, joka on koostumukseltaan (min. assos. : KVAR + PLAG + KMAA + SERI + BIOT) lähellä kvartsidioriittista pohjaa. Pohja-arkoosin päälle on
- 6 - kerrostunut useita turbidiittisyklejä,joista kukin alkaa karkealla konglomeraatilla. Konglomeraatin pallukat ovat etupäässä prekarjalaisia plutonisia kiviä, mutta. joukossa on runsaasti myös karjalaisia liuskeita. Myös jatulikvartsiittipallukoita esiintyy. Konglomeraattiosaa seuraa grauvakkamainen kivi ja sitä seuraa hienorakeinen kiilleliuske. Pohja-arkoosissa ja myöskin grauvakoissa on karsilinssejä (min. assos. TREM + KARB + SARV + PLAG + KVAR). Karkeissa grauvakoissa fragmentit ovat pääosaksi kvartsia, plagioklaasia ja kivifragmentteja. Iskos koostuu suureksi osaksi kvartsista, kiilteistä ja plagioklaasista. Paikoin on lisäksi karbonaattia ja grafiittia. Pieniä määriä on magneettikiisua, mutta arvokiisuja ei ole tavattu, vaikka kivilajiassosiaatio on vastaavanlainen kuin Hammaslahden kaivoksen ympäristössä. Turbidiitin hienorakeiseen kiilleliuskeyläosaan liittyy usein grafiitti ja magneettikiisupirotetta. Suhmuran karkeiden sedimenttien päällä on tremoliittipitoinen mustaliuske. Tämä mustaliuske on ilmeisesti stratigrafialtaan vastaavassa asemassa kuin ns. mulonliuske Mulon kylässä, missä mustaliusketta esiintyy laajalla alueella (liite 3). Kivilaji koostuu tremoliitista, karbonaatista, kiilteestä, plagioklaasista sekä vaihtelevasta määrästä hienojakoista grafiittia. Tälle liuskeelle on melko tyypillistä grafiittipölyn tummaksi värjäämä, sädekimppuina esiintyvä tremoliitti sekä melko runsas rautakiisupitoisuus,etenkin magneettikiisua on paikoin hyvin runsaasti. Arvokiisujen pitoisuudet sitävastoin ovat, jokseenkin vähäisiä. Kerrosjärjestyksessä ylöspäin mustaliuske vaihettuu normaaliksi kiilleliuskeeksi, joka on koko tutkimusalueen
7 yleisin kivilaji (liite 3). Se on usein kerroksellista, varsinkin kartoitusalueen itäosassa, Haapajärven itäpuolella. Se on pienirakeista, harmaata tai tummanharmaata paikoin fylliittimäistä. Kivessä on runsaimmin kvartsia ja biotiittia. Plagioklaasia ja :serisiittiä esiintyy vaihtelevissa määrin. Kiilleliuskeiden kiillerikkaissa kerroksissa esiintyy paikoin regionaalimetamorfoosin yhteydessä syntyneitä granaatti- ja/tai andalusiittiporfyroblasteja. Erityisen runsaasti andalusiittiporfvroblasteja esiintyy kapeassa kiilleliuskevyöhykkeessä Suhmurasta pohjoiseen (liite 3). Haapajärven siirrosvyöhykkeen itäpuolella kiilleliuske on hienorakeista, fylliit.timäistä ja sisältää runsaasti kiilteitä. Kapeina välikerroksina esiintyy mustaliusketta, joka sisältää yleisesti pienen määrän magneettija rikkikiisua. Arvokiisuja ei ole tavattu. Tällä alueella vähäiset kvartsijuonet, -suonetja'.--pahkut ovat tavallisia. Lähellä Pyhäselän rantaa kiilleliuske vaihettuu karkearakeisemmaksi, silttimäiseksi kiilleliuskeeksi (min. assos. : KVAR + PLAG + BIOT + KARB + KLOR). Tämä sisältää edellä mainittua vähemmän kiilteitä ja sen kerrosvahvuudet ovat suurempia kuin edellä mainitussa. Näyttää siltä, että silttimäiset kiilleliuskeet vaihtuvat länteenpäin hienorakeisemmiksi, runsaammin kiilteitä sisältäviksi kiilleliuskeiksi, joissa on yleisesti t hienojakoista gräfiittia sekä pienen pieniä tremoliittisädekimppuja. Näitä kiviä on laajemmalla alueella kartoitusalueen lounaisosassa, Nivan ympäristössä.
8 Kartoitusalueen lounais- ja eteläosassa, Pienen-Onkamojärven ympäristössä esiintyy edellä kuvatuista kivistä poikkeavaa, voimakkaasti uudelleen kiteytynyttä gneissimäistä kiilleliusketta (liite 3). Kivi on ulkoasultaan melko homogeenista, mikä otaksuttavasti johtuu laajamittaisesta kerroksellisuudesta (kerrosvahvuudet arviolta 2-3 m). Tämä kivi koostuu pääosaksi kvartsista, plagioklaasista ja biotiitista. Paikoitellen on tavattu pieniä granaattiporfyroblasteja. Erikoisena. piirteenä on mainittava, että kivessä esiintyy fragmentteina harvakseltaan plagioklaasia sekä hienorakeista liusketta, joka koostuu suurelta osin kvartsista ja epidootista. Tämä antaa kivelle grauvakkamaisia piirteitä. Tutkimusalueen geologisista suurrakenteista on merkittävin itäosan pohjoisluoteinen-eteläkaakkoinen antiklinoriumselänne. Hyvärisen (1970) tulkinnan mukaan em. antiklinoriumselänteen länsireunan sekundääriseen synkliiniin yhdistyvässä heikkousvyöhykkeessä sijaitsee Hammaslahden kaivos. Karjalaisen kerrossarjan poimuttuminen tapahtui svekokarjalaisen orogenian aikana (1800-1950Ma) prekarelidista kratonialuetta vasten likimain lännestä itään kohdistuneen puristuksen vaikutuksesta, niinpä syntyneiden poimujen akselitasot kallistuvat enemmän tai vähemmän länteen (vrt. Väyrynen 1954 ; Nykänen 1971x.}.Erityisesti kiilleliuskeisiin on kehittynyt voimakas, likipitäen eteläkaakko-pohjoisluoteinen transverssiliuskeisuus. Sen kaateet ovat poimujen akselitasojen tavoin jyrkästi länteen. Mainitut li.uskeet joutuivat otaksuttavasti myöhemmin vielä poikittaisen deformaation kohteeksi ja tästä johtuen siellä esiintyy länteenpäin taipuneita liuskeisuuden kulkusuuntia.
9 Antiklinorium-rakenteesta johtuen kaivoksen pohjoispuoleinen alue edustaa ylempää geologista leikkausta kuin itse kaivosalue (tektoniset kartat M 11.12/4223 10/-78/l, M 11.12/ 4223 11/-78/l ja M 11.12/4241 02/--78/1). Intensiivisin poimutus on tapahtunut loivahkon, eteläkaakko-pohjoisluodesuuntaisen poimuakselin mukaan, tämän lisäksi on havaittu edellistä vastaan lähes kohtisuoraa, heikompaa poimutusta. Haapajärven länsipuoleista, Suhmuran aluetta luonnehtii antikliini (liite 3), jonka poimuakselin kaade on pohjoiseen. Suhmuran pohjoispuolella on akselidebressio ja Mulossa mahdollisesti uusi kulminaatio. Poimutuksen lisäksi alueella vaikuttavat useat siirrokset. Suurin ja pisin siirros ja murtumavyöhyke kulkee Haapajärven kautta (liite 3). Tässä vyöhykkeessä on tavattu runsaasti myloniitteja. Siirroksesta johtuen Haapajärven vyöhykkeen itä- ja länsipuoliset alueet edustavat mahdollisesti kahta eri tasolla olevaa geologista leikkausta. Suhmuran eteläpuolella on itä-länsisuuntainen siirrosvyöhyke, joka kontrolloi gneissimäisen kiilleliuskeen esiintymistä alueen eteläisimmässä osassa. Geofysikaalisten anomalioiden tulkinta Geologinen kartoitus sekä tutkimuskaivannoista saatujen näytteiden samoin kuin kairausnäytteiden lähempi tarkastelu ja analysointi osoittavat, että magneettiset ja slingram anomaliat johtuvat pääasiassa grafiitti-, magneettikiisuja rikkikiisupitoisesta mustaliuskeesta sekä grafiittija magneettikiisupitoisesta kiilleliuskeesta, mutta osaksi myös magneettikiisupirotteisesta kiilleliuskeesta, jossa grafiittia ei juuri ole. Geofyysikko A. Ruotsalainen on tehnyt tutkimusal 'ueelta (karttalehdiltä 4223 10-11 ja 4241 02) geofysikaalisiin mittauksiin perustuvan kaadetulkintakartan (liite 6), joka melko hyvin täsmää
maastossa tehtyjen tektonisten havaintojen kanssa (ks. tektoniset kartat M 11.12/4223 10/-78/1, M 11.12/4223 11/-78/1 ja M 11.12/4223 02/-78/1.). Tarkempi selostus geofysikaalisten anomalioiden tulkinnasta esitetään tutkimusalueen geofysikaalisia töitä koskevan geofysiikan osaston laatiman erillisraportin yhteydessä. Moreenin geokemiallisista tutkimuksista Hammaslahden kupariesiintymän pohjoispuolinen lähialue on heikosti paljastunut, joten malmin mahdollisten jatkeiden seuraaminen pohjoiseen ei onnistu pelkästään paljastumien perusteella. Geologisen lisätiedon saamiseksi tehtiin yhteistyössä geokemian osaston Väli-Suomen kohdetutkimusr_yhmän kanssa kolme Auger-kairauslinjaa (liite 4). Analyysitulokset eivät kuitenkaan antaneet viitteitä kuparimineralisaation jatkumisesta liitekartan (liite 4) esittämälle alueelle (vrt. P.Lestisen raportti 2/1979). Suhmuran alueelta, joka kivilajiassosiaatioltaan muistuttaa paljon Lähdekorven kupariesiintymän ympäristöä, otettiin moreenista iskuporakoneella näytteitä (liite 5) tarkoituksena selvittää liittyykö Suhmuran kallioperään anomaalisia pitoisuuksia. Kuparipitoisuudet kohteen maaperässä ovat melko vaatimattomat (liite 5), kuitenkin on todettavissa vyöhykemäisesti sijoittuvia anomaalisia pisteitä (liitekartan anomaliakynnykset P.Lestisen esittämiä arvoja väljästi soveltaen). Koska Hammaslahtityyppiseen Cu-mineralisaatioon liittyy olennaisesti pieni Ni-pitoisuus, pienempi kuin alueen valtakivissä kiilleliuskeissa ja mustaliuskeissa (Hyvärinen et al. 1977), pitäisi Cu-anomalioiden, joissa Ni-pitoisuus on pieni, olla mielenkiintoisimmat. Suhmuran alueen tulosten
11 - suhteen on kuitenkin todettava, että anomaalisiin Cupitoisuuksiin liittyy myös anomaalinen Ni-pitoisuus (samoin anomaalinen Zn-pitoisuus). Koska näytteet on otettu melko läheltä kallionpintaa, niin aines lienee varsin lyhytmatkaista ja kuvåstanee melko hyvin allaolevaa kallioperää, mihin anomaalisten pisteiden vyöhykemäinen sijoittuminenkin viittaa. Vertaus alueen paljastumia ja kallioperää esittävään karttaan osoittaa anomalioden johtuvan turbidiitti-grauvakkasykleihin liittyvistä grafiitti-kiisupitoisista kiilleliuske- ja mustaliuskekerroksista. Kuparimineralisaatioon viittaavia anomalioita ei todettu. Litogeokemiallisten näytteiden hivenainepitoisuuksista Tutkimuskaivantojen ensisijaisena tarkoituksena oli antaa lisätietoa geofysikaalisten anomalioiden (magneettiset + slingram-anomaliat) aiheuttajasta, kuitenkin samalla kertaa jokaisesta kaivannosta (ks. liite 2) otettiin jauhenäytteet puolen metrin tai metrin pistevälein litogeokemiallisia tutkimuksia varten. Näyteverkostoa täydennettiin Mulon- Suhmuran alueen muutamista paljastumista otetuin lisänäyttein (liitteet 7 ja 8). Varhaisimmat näytteet ovat peräisin suureksi osaksi karttalehdeltä 4241 02 (osaksi myös 4223 11) ja niistä on käytetty nimitystä vanha aineisto- (681 näytettä). Myöhemmin otetut näytteet sitävastoin ovat karttalehdiltä 4223 10-11 ja niistä on käytetty nimitystä uusi aineisto (488 näytettä). Jauhenäytteistä Cu, Ni, Zn, Pb ja Co on analysoitu AASmenetelmällä. On huomattava, että vanhassa aineistossa on käytetty HNO 3 -uutosta ja uudessa aineistossa totaaliuutosta. Niinmuodoin kumpaankin aineistoa on käsitelty erillisinä.
Hivenaineiden Cu, Ni, Zn, Pb ja Co analyysitulokset on ATK-ohjelman avulla (tutkija N.Gustavsson) muokattu graafiseen esitysmuotoon käyttäen levitettyä hajontadiagrammia (liitteet 9-12), jossa kutakin kivityyppiä edustaa oma pylväs. Eri kivityypeistä on käytetty seuraavia lyhenteitä : pohjan kiillegneissi = KGN ; pohja-arkoos1.ark. ;.._grauvakka = GRV ; kiilleliuske = KL ; tavallinen mustaliuske = ML ; tremoliittipitoinen mustaliuske 1. mulonliuske : MULO ; tremoliittikarsi = TREM. Myös Co/Ni- ja Pb/Zn-suhteet on esitetty diagrammeina. Kunkin diagrammin alla on esitetty aritmeettinen keskiarvo (ARITH.MEAN), geometrinen keskiarvo (GEOMETRIC MEAN), mediaani ja keskihajonta (STANDARD DEVIATION). Mediaani on merkattu myös kuhunkin pylvääseen pienellä poikkiviivalla. Tarkasteltaessa ylläolevaa tilastoa todetaan, että alhaisimmat hivenainepitoisuudet esiintyvät yleensä pohjaarkoosissa. Siksi pohja-arkoosin metallipitoisuudet on otettu vertailupohjaksi vertailtaessa eri kivilajien metallipitoisuuksia toisiinsa. Vertailuun on kuitenkin aritmeettisten keskiarvojen sijasta käytetty kullekin kivi_taejille..tyypillisiä arvoja, mediaaneja Eri äikuai: -- neiden jakautumisessa havaittiin tiettyä säännönmukai= suutta : Kuparipitoisuus (Cu) on alhainen (31 ppm) uuden aineiston (liite 9) pohja-arkoosissa, mutta kohoaa kiillegneississä (pohjaa, grauvakassa, kiilleliuskeessa, mustaliuskeessa, mulonlius keessa ja tremoliittikarressa 2-, 3-, 2 1/2-, 7-, 3- ja 10-kertaiseksi mainitussa järjestyksessä. Varsin erikoista on, että Mulon-tyyppinen mustaliuske sisältää kuparia vain noin puolet siitä mitä
tremoliittivapaa mustaliuske. Grauvakan (epäpuhdas arkosiitti) Cu-pitoisuus e juuri poikkea siitä, mitä Hyvärinen et al. (1977, s. 11) ovat esittäneet Hammas lahden Cu-malmin sivukivelle. Vanhassa aineistossa on samoja piirteitä, tosin Cu-pitoisuudet ovat edellä mainittuja huomattavasti pienempiä, kuitenkin muutoksen suunta tremoliittikarren Cupitoisuuden osalta poikkeaa selvästi edellä olevista. Nikkelipitoisuus_(Ni) on alhainen (29 ppm) uuden aineiston (liite 9) pohja-arkoosissa,; mutta kohoaa kiillegneississä (pohjaa)-, grauvakassa, kiilleliuskeessa, mustaliuskeossa, mulonliuskeessa ja tremoliittikarressa lähes 2-, 2-, 4 1/2-, 12-, 5 1/2- ja 13-kertaiseksi mainitussa järjestyksessä. Vastaavasti Mulon-tyyppinen mustaliuske sisältää nikkeliä vain noin puolet siitä mitä tremoliittivapaa mustaliuske. Grauvakan(epäpuhdas arkosiitti) Ni-pitoisuudessa ei juuri ole eroa verrattuna Hammaslahden malmin sivukiveen (vrt. Hyvärinen et al. 1977, s. 13). Vanhassa aineistossa on samoja piirteitä, tosin - Ni-pitoisuudet ovat edellä mainittuja huomattavasti pienempiä, kuitenkin muutoksen suunta tremoliittikarren Ni-pitoisuuden osalta poikkeaa selvästi edellä olevista. Sinkkipitoisuus (Zn) on alhaisin (71 ppm) uuden aineiston (liite 10) pohja-arkoosissa, mutta kohoaa edelleen kiilleg)reississä (pohjaa), grauvakkassa, kiilleliuskeessa, mustaliuskeessa, mulonliuskees~;a ja tremoliittikarressa lähes 1 1/2-, 2-, 2 1/2-, 9-, ja melkein 3- ja 3-kertaiseksi mainitussa järjestyksessä. Erikoista on, että Mulon-tyyppinen mustaliuske sisältää alle
14-1/3-osan siitä mitä tremoliittivapaa mustaliuske. Grauvakan (epäpuhdas arkosiitti) Zn-pitoisuudessa ei juuri ole eroa verrattuna Hammaslahden malmin sivukiveen (vrt. Hyvärinen et al. 1977, s. 13). Vanhassa aineistossa on samoja piirteitä, tosin Zn-pitoisuudet ovat edellä mainittuja huomattavasti pienempiä, kuitenkin muutoksen suunta tremoliittikarren osalta poikkeaa selvästi edellä olevista. Lyijypitoisuus (Pb) on alhainen uuden aineiston (liite 10) kaikissa kivityypeissä (vrt. Hyvärinen et al. 1977, s. 13) eikä sellaisia suuruusluokkaeroja kuin muiden metallien kohdalla todettu. Vanhassa aineistossa on samoja piirteitä, tosin Pb-pitoisuudet ovat hieman pienempiä. Koboltti2itoisuus (Co) on alhainen samoin kuin Pb-pitoisuuskin uuden aineiston (liite 11) kaikissa kivityypeissä (vrt. Hyvärinen et. al. 1977, s. 13) eikä sellaisia suuruusluokkaeroja kuin muiden metallien kohdalla todettu. Vanhassa aineistossa on samoja piirteitä, tosin Co-pitoisuudet ovat selvästi pienempiä. Co/Ni-suhde (tai Ni/Co-suhde : KGN = 1.32 ; GRV = 1.33 ; KL = 2.70 ; ML = 7.14 ; MULO = 4.76 ; ARK = 0.92' TREM = 8.33) osoittaa nikkelin rikastuneen koboltin ( Co-pit. vaihtelu vähäistä myös eri kivityypeissä) suhteen erityisesti mustaliuskeessa ja tremoliittikarressa, mutta myös mulonliuskeessa. Grauvakoissa (epäpuhdas arkosiitti) Ni/Co-suhde on hieman yli 1 kuten Hammaslahden Cu-esiintymän sivukivessäkin (vrt. Hyvärinen et.al. 1977, s. 10).
- 15 Pb/Zn-suhde osoittaa sinkin rikastuneen lyijyn ( Pb-pit.vaihte.lu vähäistä myös eri kivityypeissä) suhteen erityisesti mustaliuskeessa ja tremoliittikarressa, mutta myöskin mulonliuskeessa. Edellä olevan perusteella on todettavissa, että tutkimusalueen mustaliuskeisiin, tremoliittikarsiin ja mulonliuskeisiin liittyy luonnostaan melko tasainen ja muita kivityyppejä korkeampi sinkki-, nikkeli- ja kuparipitoisuus, mikä johtunee siitä, että mainitut hivenaineet ovat peräisin sedimentogeenisista prosesseista. Tremoliittipitoinen mustaliuske 1. mulonliuske sisältää jonkinverran vähemmän hivenaineita kuin tremoliittivapaa mustaliuske. Tämä johtunee hieman erilaisesta sedimentaatioympäristöstä, mihin mulonliuskeen yhteydessä esiintyvä karbonaattikin viittaa. Tutkimusalueen muutamissa kohteissa tavattiin kuitenkin poikkeuksellisen korkeita kupari- ja sinkkipitoisuuksia. Eräs näistä kohteista on Iiksensuon länsipuolella, Suorannassa. Yhdessä tutkimuskaivannossa kiilleliuskeessa on puolen metrin vahvuinen grauvakkavälikerros ja sen kvartsisuonien halkomassa kivessä pirotteena ja pesäkkeinä sinkkivälkettä (pit. n. 1 % Zn). Kairauksella tälle mineralisaatiolle ei kuitenkaan löydetty jatkeita. Toinen kohde sijaitsee Haapajärven länsipuolella, missä kolmessa tutkimuskaivannossa tavattiin mustaliuskeessa poikkeuksellisia sinkkipitoisuuksia. Korkein yksittäisestä näytteestä analysoitu sinkkipitoisuus on 1.1 % (keskimäärin 0.13 %). Lisäksi kupaiia ja nikkeliä esiintyy pienin määrin pistemäisesti. Korkeimmat analysoidut pitoisuudet ovat kuparin osalta 0.27 % ja nikkelin osalta 0.19 %.
16 - Syväkairaus Geofysikaalisilla mittauksilla todettiin Hammaslahden kaivoksen pohjois- ja luoteispuolella, Suorannan alueella muutamia kiinnostavia geofysikaalisia (magn. ja slingram) anomalioita, joita ei voitu selvittää geologisten havaintojen ja tutkimuskaivantojen perusteella. Tästä syystä muutamia magneettisia ja slingram-anomalioita selvitettiin syväkairauksella (liite 2). Geofysikaalisten indikaatioiden todettiin johtuvaa pääasiassa grafiitti-, magneettikiisu- ja rikkikiisupitoisista mustaliuskeista sekä grafiitti- ja magneettikiisupitoisista kiilleliuskeista, mutta osaksi myös magneettikiisupirotteisista kiilleliuskeista, joissa grafiittia ei juuri ole. Vaikka mustaliuskekerroksissa on paikoin kiisuja runsaasti, niin niiden arvometallipitoisuudet ovat pieniä mm. kuparipitoisuus parhaimmiliaank :in vain,jö.itakin prosentin sadasosia. Iiksensuon länsipuolella, Suorannassa tavattiin kahdessa poranreiässä (R 418 ja 419) mustaliuskekerroksissa heikkoa sinkkivälkepirotetta lähinnä kvartsisuonien halkomissa osissa. Joidenkin kvartsisuonien yhteydessä tavattiin myös hiukan lyijyhohdetta. Analysoidut sinkki- ja lyijypitoisuudet ovat kuitenkin jokseenkin pieniä, sinkin osalta parhaimmillaankin vain 0.3-0.4 % yhden tai kahden metrin matkalla ja vastaavasti lyijyn osalta hiukan yli 0.1 %. Näillä heikosti mineralisoituneilla mustaliuskekerroksilla ei kuitenkaan näytä olevan yhteyttä läheisessä tutkimuskaivannossa tavattuun sinkkip±toiseen grauvakkavälikerrokseen.
Syväkairauksessa suoritettiin kair.ausnäytteiden suuntausmerkkausta mm. poimutuksen luonteen selvittämiseksi. Näyttää siltä, että monin paikoin poimutus on ollut melko loivapiirteistä. Todettujen poimujen koko vaihtelee muutamasta sentistä muutamaan kymmeneen metriin. Mielenkiintoinen seikka on myös se, että syväkairauksella todettiin hyvin loivia kerroksellisuuden kaateita. Näillä näyttää olevan selvä yhteys alueen topografiaan siten, että vain jyrkkä- tai pystykaateiset kerrokset ovat hyvin paljastuneita, kun taas loivakaateisten kerrosten kohdalla on notkelmia tai suhteellisen tasaista maisemaa (usein suota). YHTEENVETO Eri malminetsintämenetelmillä kuten geologisella kartoituksella,lohkare-etsinnöillä, geofysikaalisilla mittauksilla ja syväkairauksella ei löydetty merkittäviä viitteitä Hammaslahti-tyyppisen kuparimalmin tai muun tyyppisen malminesiintymisestä kartoitetulla alueella. Ei myöskään käsitellyn litogeokemiallisen ja pedogeokemiållisen aineiston puitteissa todettu viitteitä merkittävistä mineralisaatioista. Tutkimusalueella tavattiin ainoastaan merkityksettömiä määriä kuparikiisua, sinkkivälkettä ja lyijyhohdetta sisältäviä mustaliuske- ja grauvakkavälikerroksia kiilleliuskeympäristössä. Kuopiossa 18. joulukuuta 1979 l olf~~t f Geologi Lauri Pekkarinen
LÄHTEET Hyvärinen,. 1970. Selostus Pyhäselän kunnan Lähdekorven kupariesiintymän malmitutkimuksista vv. 1967-1970. Julkaisematon raportti (M 19/4241/-70/l..Geologisen.tutkimuälaii toksen malmiosasto. 1972. Selostus Pyhäselän kunnan malmitutkimuksista vv. 1967-1971. Julkaisematon raportti (M 19/4241/-72/1/10). Geologisen tutkimuslaitoksen malmiosasto. Hyvärinen, Lestinen, P. Kinnunen, K. and Mäkelä, M., 1977. The geochemistry, fluid inclusions, sulfur isotopes and origin of the Hammaslahti copper ore deposit, Finland. Geol. Surv. Finland Bull. 293. 23 p. 1979. Kohteen Hammaslahti-N geokemialliset tutkimukset. Julkaisematon raportti (2/1979 ; 30.11.7.9). Geologisen tutkimuslaitoksen geokemian' osasto. Nykänen, 0., 1968. Suomen geologinen kartta, 1 :100 000, lehti 4232-4234 - Tohmajärvi, karttalehtiselostus. 1971 a. Suomen geologinen kartta, 1 100 OOQ, lehti 4241 - Kiihtelysvaara, karttalehtiselostus. n 1971b On the Karelides in the Tohmajärvi area, Eastern Finland. Bull. Geol. Soc. Finland 43, 93-108. Pekkarinen L.J., 1974. Selostus Kiteen malmitutkimuksista vuosina 1971-1974. Julkaisematon raportti (M 19/4231/-74/1/10). Geologinen tutkimuslaitoksen malmiosasto.
Siikarla, T. r 1970. Selostus linjoituksista ja geodeettisista mittauksista Pyhäselän tutkimusalueella vuosina 1968-1970. Julkaisematon raportti (M 19/4241/ -70/2). Edellä olevaan liittyvä selostus geofysikaalisista tutkimuksista Pyhäselän Lähdekorvessa vuosina 1968-1970. Julkaisematon raportti (M 19/4241/-70/3). Geologisen tutkimuslaitoksen malmiosasto. Väyrynen, H. 1954. Suomen kallioperä, sen synty ja geologinen kehitys. Otava, Helsinki. Kenttähavainnot ovat seuraavissa päiväkirjoissa : Heino, T. 1978 (havaintonumerot 1-453 ) Kallio, J. 1977 ( 1-132 ) Karessuo, A. 1978 ( 1-73 ) Karvonen, H. 1970 Keilokangas, V. 1977 ( 11 1 59 Kontoniemi, 0. 1978 ( 11 1-278 ).Piippo, R. 1978 ( 1-88 ) Vanne, J. 1978 ( " 8-248, 250-325, 328-335) Äikäs, K. 1978 ( 1-222 ) Äikäs. T. 1978 ( 1-332 ) Pedogeokemialliset näytteet Iskuporanäytteet 1-216 (malmiosasto, 1979) Paineilmakairausnäytteet 78667 46-66 (geokemian osasto, 1978) Litogeokemialliset näytteet Iskuporajauhenäytteet 1-684 (malmiosasto, 1977) 11 685-1173 (malmiosasto, 1978) Paineilmakairuusnäytteet 79859 17-18 (geokemian osasto, 1979) Mineraalien nimilyhennökset (B. Saltikoffin mukaan) : BlOT = biotiitti KARB = karbonaatti KLOR = kloriitti KVAR = kvartsi PLAG = plagioklaasi SARV = sarvivälke SERI = serisiitti TREM = trpmnl i i +-+-i
LIITTEET Liite 1. Yleiskatsauskartta,.Pyhäselkä (ote yleiskatsauskartasta M 11.9/4214., 4223., 4232, 4241/-79/1), 1 : 100 000. Liite 2. Porareikien ja tutkimuskaivantojen sijaintikartta, Pyhäselkä (ote porareikien ja tutkimuskaivantojen sijairztikartasta M 52.4/4223, 4232, 4241/-79/1), 1 : 50 000. Liite 3. Kivilajikartta, Pyhäselkä (osia lehdistä 4223 ja 4241), 1 : 50 000. Liite 4. Geokemiallinen kartta (Cu), Hammaslahti-N, 1'. :50 000, mukaeltu P. Lestisen (1979) alkuperäisestä kartasta. Liite 5. Geokemiallinen kartta (Cu), Suhmura-Kenttämönniemi (ote geokemiallisesta kartasta M35/4223 10 B,D/-79/1/Cu). Liite 6. Geofysikaalinen tulkintakartta (kaadetulkinnat ja tulkintaprofiilit, Pyhäselkä, 1. : 50 000, mukaeltu- A.Ruotsalaisen alkuperäisestä kartasta. Liite 7. Suhmuran alueen (osa ruudusta 4223 10) litogeokemialliset näytteet, 1 : 20 000. Liite. Mulon-Niittylahden alueen (osa ruudusta 4223 11) litogeokemialliset näytteet, 1 : 20 000. Liite 9. Kuparin (Cu) ja nikkelin (Ni) jakautuminen tutkimusalueen eri kivilajeihin esitettynä hajontadiagrammeina.
Liite. 10. Sinkin (Zn) ja lyijyn (Pb) jakautuminen tutkimusalueen eri kivilajeihin esitettynä hajontadiagrammeina. Liite 11. Koboltin (Co) jakautuminen tutkimusalueen eri kivilajeihin esitettynä hajontadiagrammeina. Liite 12. Co/Ni- ja Pb/Zn-suhteiden jakautuminen tutkimusalueen.eri kivilajeihin esitettynä hajontadiagrammein.a. Seuraavana lueteltavat, liitteisiin kuuluvat geologiset, geokemialliset ja geofysikaaliset kartat sekä syväkairauksen kivilajiraportit ja pystyleikkaukset säilytetään tutkimuslaitoksen arkistossa. Geologiset ageokemial'l'is'et'ikartat Yleiskartat M 11.9/4214, 4223, 4232, 4241/-79/l ; Pyhäselän tutkimusalueen yleiskatsauskartta, '1 : 100 000 M 52.4/4223, 4232, 4241/-79/1 ; Pyhäselän tutkimusalueen porareikien ja tutkimuskaivantojen sijaintikartta, 1 : 50 000.. M 11.1/4223, 4241/-79/1 ; Pyhäselän tutkimusalueen kivilajikartta, 1 : 50 000 M 11.12/4223, 4232, 4241/ -78/l;Pyhäselän tutkimusalueen ilmakuvatulkintakartta ja tektoniset pääpiirteet, 1, :50 000. Paljastumakartat ja tutkimuskaivantojen sijaintikartat 1 : 20 000. M 11.1/4223 10/-78/1 ; Pyhäselkä, Suhmura M 11.1/4223 11/-78/1 ; Pyhäselkä, Niittylahti M 11.1/4241 02/-78/1 ; Pyhäselkä, Suoranta
Kivilajikartat 1 : 20 000 M 11.1/4223 10/-78/2 ; Pyhäselkä, Suhmura M 11.1/4223 11/-78/2 ; Pyhäselkä, Niittylahti M 11.1/4241 02/-78/2 ; Pyhäselkä, Suoranta Paljastumakartat 1 : 10 000 M 11.1/4223 10 B/-78/3 ; Pyhäselkä, Suhmura M 11.1/4223 11 D/-78/4 ; Pyhäselkä, Hammaslahti Kivilajikartat 1 : 10 000 M 11.1/4223 10 B/-78/5 ; Pyhäselkä., Suhmura M 11.1/4223 10 D/-78/6 ; Pyhäselkä, Hammaslahti Tektoniset kartat 1 : 20 000 M 11/12/4223 10/-78/1 ; Pyhäselkä, Suhmura M 11.12/4223 11/-78/1 ; Pyhäselkä, Niittylahti M 11.12/4241 02/-78/1 ; Pyhäselkä, Suoranta Tektoniset kartat 1 : 10 000 M 11.12/4223 10 B/-78/2 ; Pyhäselkä, Suhmura M 11.12/4223 10D /-78/3 ; Pyhäselkä, Hammaslåhti Pedogeokemialliset kartat 10 000 M 35/4223 10B,C/ -79/l/Cu ; Suhmura-Kenttämönniemi M 35/4223 10 B,C/-79/1/Zn ; Suhmura-Kenttämönniemi Syväkairaus M 19/52/4241/-77/418-429 ; syväkair. kivilajiraportit M 52/4241/-77/418-429 ; syväkair.pystyleikkauksia (1-:1000)
Geofysikaaliset kartat Magneettiset kartat 1 : 50 000 M 22/4223 08, 10, 11 ; 4232 03 ; 4241 01, 02 Magneettiset kartat 1 : 20 000 M 22/4223 08 M 22/4223 10 M 22/4223 11 M 22/4241 02 Magneettiset kartat : 10 000 M 22/4223 08 D M 22/4223 10 A-D M 22/4223 11 A-D M 22/4241 02.A,B Slingram-kartat 1 50 000 Imaginääri kompon. M 24.11-116/4223 08, 10, 11 ; 4232 03 ; 4241 01, 02 - Reaalikompon. M 24.12-126/4223 08, 10, 11 ; 4232 03 ; 4241 01, 02 Slingram-kartat : 20 000 - Imaginaarikompon. M 24.116/4223 08 M 24.116/4223 10 M 24.116/4223 11 M 24.11-116/4241 02
- Reaalikompon. M 24.126/4223 08 M 24.126/4223 10 M 24.126/4223 11 M 24.12-126/4241 02 Slingram-kartat : 10 000 Imaginaarikompon. M 24.116/4223 M 24.116/4223 M 24.116/4223 08 D 10 A-D 11 A-D M 24.11-116/4241 02 A,B - Reaalikompon. M 24.126/4223 08 D M 24.126/4223 10 M 24.126/4223 A-D 11 A-D M 24.12-126/4241 02 A,B
Liite 11 -..