1. No category

GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS
Kuopio
21.10.2015
74/2015
Geokemialliset maaperätutkimukset ja
geofysikaaliset maastomittaukset
Hiekkapohjan alueella Jyväskylässä ja
Laukaassa
Esa Heilimo ja Sami Niemi
GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS
1
21.10.2015
Sisällysluettelo
Kuvailulehti
1
TAUSTA
2
TUTKIMUKSEN TARKOITUS
3
TUTKIMUKSET
3.1 Geofysikaaliset tutkimukset
3.2 Geologiset maastotyöt
3.3 Maaperänäytteenotto ja analyysimenetelmät
4
TULOKSET
5
JOHTOPÄÄTÖKSET
KIRJALLISUUSLUETTELO
GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS
2
21.10.2015
1. TAUSTA
Raportissa kuvataan GTK:n vuosina 2013-2015 Hiekkapohjan alueella Jyväskylässä ja
Laukaassa suorittamat geokemialliset maaperätutkimukset ja geofysikaaliset, jotka ovat
olleet kiinteä osa Keski-Suomen mineraalipotentiaalin arviointi –hanketta. Keski-Suomen
granitoidikompleksin alue on kivilajistoltaan potentiaalinen porfyyri-tyypin malmi- esiintymiin
(Nurmi, 1984). Hiekkapohjan (Palokan) alueelta on aikaisemmissa tutkimuksissa havaittu
useita pieniä malmiesiintymiä ja malmiviitteitä (Oivanen, 1962; Ikävalko, 1986a), jotka ovat
pääasiassa kertyneet ns. Puula-Päijänne projektista 1980-luvulta, sekä GTK:n ja Outokumpu
Oy:n Malminetsinnän kansannäytetoiminnasta.
Parhaiten tutkittuja kohteita ovat Riuttamäen ja Karhumäen esiintymät (kuva 1), joissa
molemmissa on lyhyillä reikäprofiileilla varmennettu arseeni- ja kuparikiisu mineralisaatiot.
Riuttamäen esiintymässä on seuraavat keskiarvopitoisuudet Cu 0,7 %, Zn 230 ppm, Ag 17
ppm, lisäksi anomaalisen korkeat pitoisuudet Mo ja W. Riuttamäen pirotemineralisaatio on
alle 3 m paksu ja esiintyy muutaman kymmenen metrin pituisina esiintyminä voimakkaasti
muuttuneen granaatti-sillimaniittikiven ja pegmatiitin välissä. Karhumäen ja läheisen
Karhujärven esiintymät ovat pääasiassa mobilisoituneita arseeni- ja kuparikiisu
mineralisaatioita, jotka ovat heterogeenisen harmaan hienorakeisen hiertyneen graniitin
rakopinnoilla (Ikävalko, 1981; Hangala, 1982; Laitakari, 1985; Ikävalko, 1986a). Alueella on
samaan aikaan suoritettu malminetsintää tukevaa maaperätutkimusta lohkareiden kuljetus
suuntien selvittämiseksi (Hirvas ja Nenonen, 1981; Hirvas ja Huhta, 1982), lisäksi valuma
alueelta on koetettu selvittää maannosprofiilin avulla arseenin esiintymistä laajemmalla
alueella Riuttamäen esiintymän lähistöllä (Ikävalko, 1983).
Läheiseltä Sulunperän alueelta Outokumpu Oy:hyn lähetetty pyrokseeni-pitoinen granitoidi
kansannäyte sisälsi kohonneita molybdeeni- ja wolframipitoisuuksia (4,5 % Mo ja 1,75 % W).
Tästä syystä Outokumpu Oy:n Malminetsintä suoritti alueella runsaasti lohkare-etsintää
(Huhtala, 1982) ja kallioperäkartoitusta (Rantala, 1982). Myös GTK selvitti
maaperätutkimuksilla lohkareen kulkeutumissuuntaa ja paikkaa erilaisin menetelmin
(Nenonen ja Huhta 1982; Ikävalko, 1984 ja 1986b). Tutkimuksissa löydettiin alueelta lisää
Mo- ja W -pitoisia lohkareita. Lohkareiden kivilajit vaihtelivat dioriitista, porfyyriseen graniittiin
ja tasarakeiseen graniittiin. Yhdistävä tekijänä oli granitoidien pyrokseeni ja tumma
kalimaasälpä (todennäköisesti ortoklaasi).
GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS
3
21.10.2015
Halsvuoren arseenikiisu- ja hopeaesiintymä on edellä mainittujen aiheiden lisäksi merkittävin
kohde Hiekkapohjan lähellä, ja sitä on 1700-luvulla louhittu pienimuotoisesti. Ikävalkon
(1981) mukaan kohde sisältää noin 20 cm paksun arseenikiisu juonen, joka leikkaa terävästi
karkearakeista porfyyristä granitoidia. Halsvuoren alueella on museo viraston suojelukohteita
kalliomaalauksen ja vanhan kaivostoiminnan merkkien säilyttämiseksi, joiden takia kyseiseen
alueeseen ei keskitytty tässä tutkimuksissa. Edellä mainittujen kohteiden lisäksi
Hiekkapohjan alueelta on saatu useita mielenkiintoisia kuparia, molybdeenia, lyijyä, hopeaa,
kultaa ja sinkkiä sisältäviä kansannäytteitä.
GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS
4
21.10.2015
Kuva 1. Tutkimushankkeen kallioperäkartta Hiekkapohjan alueelta ja tunnetut malmiviitteet.
Ympyrä symboloi malmimineraalipitoista paljastumaa ja neliö lohkareviitettä. Värien
selitykset; sininen Zn±Ag, punainen As, keltainen Au, vihreä Cu+Ag, violetti Mo.
GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS
5
21.10.2015
Kuva 2. Aeromagneettinen matalentokartta, jossa on edellisen kuvan malmiviitteet ja ruhjeet
GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS
6
21.10.2015
2. TUTKIMUKSEN TARKOITUS
Keski-Suomen mineraalipotentiaali -hankkeessa pyrittiin
luomaan
kokonaiskuva
Hiekkapohjan alueen malmiviitteistä, koska niitä ko. alueelta tiedettiin vanhastaan
huomattavasti tiheämmässä kuin muualta Keski-Suomen granitoidikompleksin alueelta.
Aeromagneettisen matalalentoaineiston perusteella syntyy alueellinen minimi, jota leikkaavat
nuoret kallioperän liikunnot, ja tunnetut malmiviitteet asettuvat sen ympärille. Monimetalliset
kallio- ja lohkareaineistot saattaisivat muodostaa porfyyrimalmeille tyypillisen kehämäisen
rakenteen, jossa sisältä ulospäin lueteltuna ovat seuraavat taloudellisesti potentiaaliset
alkuaineet Cu-Ag, Mo, Ag-Zn, As, Au. Olemassa oleva kallio- ja lohkareaineisto jäätikön
kuljetussuunnan huomioiden sopivat ideaan. Jotta pienemmistä aiheista tulisi taloudellisesti
merkittävä, alueen keskeltä pitäisi löytyä merkittävä Cu tai Mo -esiintymä. Koska paljastuma
olosuhteet ovat rajalliset ja alue on kooltaan kymmeniä neliökilometrejä, päätettiin tehdä
kohdentavaa linjamuotoista moreeninäytteenottoa. Tällä mahdollisesti pystytään selvittämään
onko pienempien esiintymien keskellä löytymätön suurempi Cu tai Mo-mineralisaatio. Lisäksi
opiskelija Sini Halonen Oulun yliopistossa tekee Hiekkapohjan mineralisoituneista näytteistä
malmimineralogista Pro-gradua Esa Heilimon ja Professori Eero Hanskin ohjauksessa.
3. TUTKIMUKSET
3.1. GEOFYSIKAALISET TUTKIMUKSET
Riuttamäen alueelle tehtiin geofysikaalisia mittauksia loka-marraskuussa 2013. Mittauksilla
pyrittiin selvittämään jo tunnettujen mineralisaatioiden erottumista geofysikaalisilla
mittauksilla ja paikantamaan mahdollisia uusia mineralisaatioita alueelta. Riuttamäen
näytteistä tehtyjen petrofysikaalisten mittausten perusteella mineralisaatiot ovat
sähköäjohtavia ja ne polaroituvat voimakkaasti, jolloin niiden voidaan olettaa aiheuttavan
anomalioita sähköisiin ja sähkömagneettisiin mittauksiin. Mineralisaatioiden tiheys on
korkeimmillaan jopa luokkaa 3800-4000 kg/m3, minkä perusteella massaltaan riittävän suuri
mineralisaatio voidaan havaita painovoimamittauksella. Petrofysiikan mittausten perusteella
mineralisaatioiden Könisbergerin Q-suhde on korkea, luokkaa 20-50, eli niiden remanenssi
magnetoituma on suuri. Tällä perusteella mineralisaatiot aiheuttavat magneettiseen
mittaukseen anomalian, jonka suuruus ja suunta on voimakkaasti riippuvainen remanenssista
magnetoitumasta eikä siis suskeptibiliteetin vaikutuksesta syntyvästä indusoituneesta
magnetoitumasta.
Riuttamäen alueella tehtiin magneettisia-, Indusoidun Polarisaation- (IP), painovoima- ja
sähkömagneettisia MaxMin-mittauksia syksyllä 2013. Mittauksista ja niiden suunnittelusta
vastasivat geofyysikko Sami Niemi ja geologi Aimo Hartikainen. Mittauksia tehtiin neljällä
linjalla, joista jokaisen pituus oli 350 metriä. Mittauslinjojen sijainti on esitetty kuvassa 3.
GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS
7
21.10.2015
Kuva 3. Riuttamäen mittauslinjojen sijainti. Sinisellä kolmiolla merkitty Riuttamäen
mineralisaatioiden sijainti Ikävalkon (1986a) mukaan.
Magneettiset mittaukset tehtiin GSM19W-Overhauser magnetometrillä, joka tallensi lukemia
automaattisesti kaksi kertaa sekunnissa. Maa-asemana käytettiin Scintrexin Envimag
protonimagnetometriä, joka tallensi maa-asemalukeman 30 sekunnin välein. IP-mittaukset
tehtiin Scintrexin IPR10-a vastaanottimella ja IPC-8/250W lähettimellä, dipoli-dipolikonfiguraatiolla N=2 ja a=10 –arvoilla. Pisteväli oli kymmenen metriä. Painovoimamittaukset
tehtiin Worden gravimetrillä ja korkeudet mitattiin Leican VRS-GPS-laitteella ja Levaletkuvaa’alla. Pisteväli oli kymmenen metriä. MaxMin mittaukset tehtiin Apexin MaxMinlaitteistolla. Pisteväli oli kymmenen metriä, kelaväli 60 metriä ja mittaustaajuudet 0.8, 3.5 ja
14 kHz.
GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS
8
21.10.2015
Kuva 4. Linjan 6915250 mittaustulokset.
Kuva 5. Linjan 6915200 mittaustulokset.
GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS
9
21.10.2015
Kuva 6. Linjan 6915150 mittaustulokset.
Kuva 7. Linjan 6915100 mittaustulokset.
GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS
10
21.10.2015
Linjan 6915250 mittaustulokset profiiliesityksenä on esitetty kuvassa 4. Linjalla ei havaita
anomalioita, jotka viittaisivat Riuttamäen tyyppisiin mineralisaatioihin. Linjan 6915200
mittaustulokset profiiliesityksenä on esitetty kuvassa 5. Linjalla ei havaita anomalioita, jotka
viittaisivat Riuttamäen tyyppisiin mineralisaatioihin. Linjan 6915150 mittaustulokset
profiiliesityksenä on esitetty kuvassa 6. Linjalla havaitaan selkeä magneettinen anomalia xkoordinaatin 48320 läheisyydessä. Tähän anomaliaan liittyy heikko sähkönjohtavuus
anomalia, joka voidaan havaita IP ja Maxmin-mittauksen tuloksissa. Selkeää painovoimaanomaliaa tähän ei liity, millä perusteella anomalian aiheuttaja tulkitaan massaltaan ja
kooltaan pieneksi. Anomalia havaitaan kohdassa, jonka läheisyydessä on Ikävalkon (1986a)
mukaan mineralisaatio. Myös linjan länsipäässä havaitaan samantyyppinen anomalia. Myös
tällä kohdalla on Ikävalkon (1986a) mukaan pienikokoinen mineralisaatio.
Linjan 6915100 mittaustulokset profiiliesityksenä on esitetty kuvassa 7. X-koordinaatin
438350 itäpuolella voidaan havaita samantyyppinen anomalia kuin linjalla 6915150. Tällä
linjalla magneettinen anomalia on negatiivinen, mikä voi viitata anomalian aiheuttajan
voimakkaaseen remanenttiin magnetoitumaan tai anomalian aiheuttajan sijaintiin linjan
vieressä. Anomalia aiheuttaa myös IP ja MaxMin-mittaukseen heikon anomalian, joka
voidaan tulkita johtuvan ympäristöä suuremmasta sähkönjohtavuudesta.
Riuttamäen tulosten perusteella Riuttamäen mineralisaatiot voidaan havaita mittaustuloksista
magneettisena, varautuvuus- ja sähkönjohtavuusanomalioina, mutta koska anomaliat ovat
kapeita, erottuvat mineralisaatiot 10 metrin pistevälillä tehdyistä mittauksista piikkimäisinä ja
heikkoina anomalioina. Tarkempi tutkimus vaatisi jopa alle viiden metrin pistevälein tehtyjä
mittauksia. Koska anomalioihin ei liity selkää painovoima-anomaliaa, tulkitaan mineralisaatiot
pienikokoiksi. Tulosten perusteella linjan 6915100 anomalian aiheuttajaa voisi selvittää
tarkemmin.
3.2. GEOLOGISET MAASTOTYÖT
Geologisiin maastotöihin osallistuivat geologit Aimo Hartikainen, Esa Heilimo ja Marjaana
Ahven, sekä kokeneet tutkimusavustajat Tuomo Stranius ja Rauli Lempiäinen. Vanhojen
tutkimusten perusteella pari kymmentä mielenkiintoisinta kohdetta käytiin tarkistamassa
vuonna 2013, sekä vuosina 2013 sekä 2014 alueen kivilajit kartoitettiin systemaattisesti.
Kaikki kallioperähavainnot on tallennettu maastotyöohjeen mukaisesti GTK:n tietokantoihin
3.3. MAAPERÄNÄYTTEENOTTO JA ANALYYSIMENETELMÄT
Moreeninäytteenoton suunnittelivat geologit Aimo Hartikainen ja Esa Heilimo teiden lähelle,
sekä alueilta joille saatiin maanomistajien lupa. Näytteet otti konsernipalvelujen
tutkimustyöntekijä Kari Jauhiainen parannetulla GM 50 porauskalustolla tammikuussa 2015
ja huhtikuussa 2015. Moreeninäytteet otettiin 0,5 m syvyydeltä kallionpinnasta
GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS
11
21.10.2015
läpivirtausterällä. Näytteitä otettiin yhteensä 178 reiästä 3,56 km matkalta n. 20m välein.
Yhteensä näistä kertyi 173 moreeninäytettä ja 73 kallionappia. Moreeni-näytteiden
rakeisuuden, tyypin ja värin määrityksen jälkeen valittiin näytteet analyysiin, valinta
periaatteena oli joka toinen ellei näytteissä ollut huomattavaa värin vaihtelua. Näytteistä 95
lähetettiin Labtium Oy:hyn analysoitavaksi, joista kolme oli kiisupitoisia kallionappia. Näytteet
on tallennettu GTK:n Pikkumaapeli ohjelmistolla. Näytteet analysoitiin osittaisliuotusta
käyttäen ICP-OES menetelmällä (Labtium koodi 511PM), ja kallionapit analysoitiin
käsikäyttöisellä XRF-laitteella.
4. TULOKSET
Maastotöissä tai geofysiikan maastomittauksilla ei löydetty merkittäviä uusia
malmimineralisaatiota. Kuitenkin paikannettiin muutama uusi lohkareviite ja Karhuvuoren
läheisyydestä mobilisoitunutta kuparikiisua sisältänyt paljastuma, jossa oli pienellä alalla
parhaimmillaan hopeaa 3,38 ppm (TOS$-2014-187). Moreeninäytteenotossa saadut
kallionäytteet olivat pääasiassa erilaisia granitoideja, mutta mukana oli myös muutamia
kvartsidioriittinäytteitä, jotka muodostivat pienen alueen.
Analysoitujen moreeninäytteiden taloudellisesti kiinnostavien alkuaineiden pitoisuudet eivät
olleet merkittäviä. Korkeimmat pitoisuudet olivat: Cu 46 ppm, Zn 169 ppm, Ag 0,65 ppm, Pb
13 ppm, ja Mo 308 ppm. Mielenkiintoisin tulos oli kahdelta eri linjalta otetut näytteet, joissa oli
kohonneet wolframi pitoisuudet 15,56 ppm ja 22,30 ppm. Aikaisemmissa Sulunperän alueelle
tehdyissä moreenitutkimuksissa löydetyt korkeimmat wolframi-pitoisuudet ovat olleet 19 ppm,
kun keskiarvo pitoisuudet moreenissa ovat alle yleensä alle 10 ppm:ää (Huhtala,1982;
Ikävalko 1984). Koska käytetyt Labtiumin käyttämät jauhatus-menetelmät eivät aiheuta Wkontaminaatiota eikä käytetyissä läpivirtausterässä valmistajan mukaan ole käytetty
wolframia, pitoisuuksia voidaan pitää todellisina.
5. JOHTOPÄÄTÖKSET
Tutkimuksen perusteella Jyväskylän Hiekkapohjan alueelta aikaisemmin havaittujen malmi
viitteiden keskellä ei ole selkeää porfyyristä kupari ja/tai molybdeenimineralisaatiota.
Mahdollisuus pienimittakaavaisiin hopea ja wolframi esiintymiin alueella on kuitenkin
olemassa. Granitoidi-valtaisen kivilajiston wolframi pitoisuuden perusteella Hiekkapohjan
seutu osoittaa jonkin verran yhtäläisyyksiä Lahnasen esiintymään Viitasaarella, (Oivanen ja
Eskola, 1972; Nikander, 1989) jossa on kiisupesäkkeitä ja -juonia pyrokseeni-pitoisessa
graniitissa. Erona Hiekkapohjan ja Lahnasen välillä on kuitenkin kivien uudelleen
kiteytyminen Hiekkapohjan kivet ovat selkeästi hydratoituneita ja deformoituneita, jolloin
mahdolliset pyrokseeni, magnettiitti ja ortoklaasi ovat hajonneet. Kuitenkin Hiekkapohjan
seudun wolfarami-pitoiset lohkareet ja kansannäytteet ovat pyrokseeni- ja ortoklaasi-pitoisia.
GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS
12
21.10.2015
Keski-Suomen mineraali potentiaali -hankkeessa mielenkiinto Hiekkapohjan alueeseen on
tästä eteenpäin perustieto painotteista.
KIRJALLISUSSLUETTELO
Hangala, S.L. 1982. The Plutonic rocks and the associated ore mineralizations at Palokka,
Jyväskylä, Central Finland. Pro Gradu, Helsingin yliopisto, geologian ja mineralogian laitos,
1982.
Hirvas,H. ja Nenonen, K. 1981 Malminetsintää palvelevat maaperätutkimukset Uuraisissa ja
Jyväskylän ympäristössä. GTK:n arkisto raportti P13.2.034. 14 s. 7 liitettä.
Huhtala, T. 1982. Tutkimusraportti Jyväskylän Sulunperän Mo-W-lohkareen aiheuttamista
töistä. Outokumpu Oy:n malminetsinnän raportit 001/3212/ 05/TEH/82, 4s. + liitteet
Ikävalko, O. 1981. Malmitutkimukset Jyväskylän alueella kesällä 1981. GTK:n arkistoraportti
M 19/321206/-81/1/10, 25 s., 26 liitettä.
Ikävalko, O. 1983. Tutkimus moreenin maannosprofiilin B-horisontin arseenigeokemian
soveltuvuudesta malminetsintämenetelmäksi käytettäessä puolikvantitatiivista (Gutzeitin)
analyysimenetelmää Jyväskylän mlk:n Palokan alueella. GTK:n arkisto raportti M16/3212/83/1/30, 23 s., 5 liitettä.
Ikävalko, O. 1984. Jyväskylän mlk:n Sulunperän molybdeeniaiheen tutkimukset vuosina 1982
- 1983. GTK:n arkisto raportti M19/3212/-84/1/10, 21 s., 11 liitettä.
Ikävalko, O. 1986a. Jyväskylän mlk:n Riuttamäen ympäristön arseenikiisumineralisaatioiden
tutkimuksista 1981 - 1983. GTK:n arkisto raportti M19/3212 06/-86/2/10. 9 s., 16 liitettä.
Ikävalko, O. 1986b. Jyväskylän mlk:n Sulunperän molybdeenitutkimukset, jatkoraportti.
GTK:n arkisto raportti M19/3212/-86/3/10. 1 s., 8 liitettä.
Laitakari, A.J. 1985. Tutkimukset Jyväskylän mlk:ssa, Korttajärven kylässä, valtausalueella
Riuttamäki 1 kaivosrekisteri No 3235/1. GTK:n arkisto raportti M06/3212/-85/1/10. 9 s., 13
liitettä.
Nenonen ,K. ja Huhta, P. 1983. Maaperägeologinen lausunto Jyväskylän mlk:n Sulunperän
molybdeenilohkareen kulkeutumisolosuhteista. P 13.2.0423 s., 15 liitettä.
Nikander, J. 1989. Volframimalmitutkimukset Viitasaaren kunnan Lahnasella valtausalueella
Kolulahti 1 (kaiv. rek.N:o 3584/1). GTK:n arkisto raportti M06/3311/-89/1/10.6 s., 4 liitettä.
Oivanen, P. 1962. Selostus malmi- ja kansanaihetutkimuksista Korpilahdella ja Muuramessa
v. 1961. GTK:n arkisto raportti M17/Kor,Mu-62/18 s., 2 liitettä.
GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS
13
21.10.2015
Oivanen, P. ja Eskola, L. 1972. Selostus Lahnasen MoS2-aiheen johdosta suoritetuista
tutkimuksista Viitasaarella vv. 1969-1971. GTK:n arkistoraportti M19/3311/72/4/10, 22 s., 12
liitettä.
Rantala, O. 1982. Raportti kallioperä kartoituksesta Jyväskylän kaupungin Palokankaalla
kesällä 1982. Outokumpu Oy:n raportti 020/3212005/OPR/82. 4 s.