Pohjois-Karjalan Cu-Co-Zn-malmilohkareet Outokumpu
GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS Itä-Suomen yksikkö Kuopio 42/2015 Pohjois-Karjalan Cu-Co-Zn-malmilohkareet Outokumpuassosiaatiovyöhykkeiden malmipotentiaalin indikaattoreina Cu-Co-Zn ore boulders as ore potential indicators of the Outokumpu assemblage zones in North Karelia Lauri J. Pekkarinen & Satu Hietala 2015 GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS Itä-Suomen yksikkö Kuopio 42/2015 Alkusanat GEOMEX- raportin inspiroima tämä ”Outokumpu-tutkimus” sai alkunsa lähes viisi vuotta sitten, jolloin toiveikkaana saatuani tiedon apurahasta aloin koota tutkimustani varten materiaalia. Kuitenkin yllättävä sairastuminen ja muutto ulkomaille aiheuttivat työn viivästymisen. Vuosien viive ei mennyt hukkaan, vaan vuosien aikana kerätty oppi ja kokemus ovat arvokkaita. Niiden avulla olen saanut lisätietoa, joita ei ole kirjoista saatavilla. Uskon, että tämä tieto on vaikuttanut positiivisesti myös tämän työn sisältöön. Haluan erityisesti kiittää tämän uuden elämänvaiheen syntyyn edesauttanutta henkilöä eli tämän käsikirjoituksen toista tekijää Satu Hietalaa kannustuksesta ja tuesta sairauteni aikana sekä vankkumattomasta uskosta kykyihini. Yhteistyönä saimme aikaan hänen taidokkuutensa ansiosta runsaasti kuvitetun julkaisun. Hän teki tästä työstä innovatiivisuudellaan mahdollisen ja olen siitä kiitollinen. Vastaava tekijä Lauri Jouni Pekkarinen GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS Itä-Suomen yksikkö Kuopio 42/2015 GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS Itä-Suomen yksikkö Kuopio 42/2015 GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS Itä-Suomen yksikkö Kuopio 42/2015 Sisällysluettelo KUVAILULEHTI TIIVISTELMÄ/ABSTRACT 1 1 JOHDANTO 1.1 Taustaa 1.2 Perustietoja Outokummun kaivosalueen historiasta 1.3 Lähtökohdat tutkimukselle 1.4 Tutkimuksen tarkoitus ja päämäärä 3 3 5 6 6 2 KÄYTETTY AINEISTO JA SIITÄ TEHDYT ESITUTKIMUKSET 2.1 Hietutkimus 2.2 Palanäytteiden ja hieiden valokuvaus 2.3 Analyysitiedot 2.4 Petrofysikaaliset määritykset näytteistä 2.5 Jäätikkövirtauksen kuljetussuunnat 7 11 11 11 14 14 3 OUTOKUMMUN KUPARIMALMIN LÖYTÖHISTORIA 3.1 Kivisalmen lohkareen löytyminen 15 15 4 SELKIEN, RÖKSÄN JA SORTAVALAN OKU-TYYPIN MALMILOHKAREIDEN ALKUPERÄN SELVITYKSISTÄ 1920 - 1940 LUVULLA 4.1 Selkien lohkareet 4.2 Röksän lohkare 4.3 Tarkistuskäyntejä 1930-1940 luvulla 4.4 Sortavalan lohkare 21 21 23 24 25 SAVONRANTA- TYYPIN MALMILOHKAREET JA MAHDOLLISTEN LÄHTÖALUEIDEN ARVIOINTIA 26 5 6 POTOSKAVAARAN MALMILOHKAREEN KÄYNNISTÄMÄT TUTKIMUKSET POHJOIS-KARJALASSA 1970- LUVULLA 34 7 FLUIDISULKEUMATUTKIMUKSEN SOVELTUVUUDESTA OKU-TYYPIN MALMILOHKAREIDEN TYYPITTELYSSÄ JA LÄHTÖALUEEN MÄÄRITTÄMISESSÄ? 39 8 GTK:N MAAPERÄTUTKIMUKSIEN TULOSTEN TARKASTELUA 8.1 Tutkimuskaivannoista tehtyjen havaintojen tarkastelua 46 47 9 OUTOKUMPU-TYYPPISTEN MALMIEN JA LOHKAREIDEN LUOKITTELUSTA KEMISMIN JA SULFIDIMINERALOGIAN AVULLA 9.1 Vuoden 1981 luokittelutulosten tarkastelua 9.2 Malmipuhkeamien Kumpu B ja Kaasila geologiasta 9.3 Valittujen näytteiden kemiallisten analyysien ja sulfidifaasimääritysten tulokset 51 51 51 56 GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS Itä-Suomen yksikkö Kuopio 42/2015 9.3.1 Fe-sulfidifaasin Fe/Ni-suhde diagrammi 9.3.2 Fe-sulfidifaasin Zn/Sn-suhde diagrammi 9.3.3 Fe-sufidifaasin Ag/Cu-suhde diagrammi 9.4 OKU-tyypin malmilohkareiden uudelleen ryhmittely 57 58 60 61 10 ONKO KIVISALMEN LOHKAREEN LÄHTÖALUE VARMUUDELLA OUTOKUMMUSSA? 62 10.1 Pohdintaa kahdesta Petäisen ja Kivisalmen välillä tehdystä tutkimuksesta 65 11 PETROFYSIKAALISET MÄÄRITYKSET LOHKAREIDEN JA PUHKEAMINEN VERTAILUSSA SEKÄ LOHKAREIDEN LÄHTÖALUEIDEN MÄÄRITTÄMISESSÄ 70 11.1 Taustaa 70 11.2 OKU-tyypin malmilohkare- ja malmipuhkeama-aineisto sekä niistä tehdyt petrofysikaaliset määritykset 72 11.3 Petrofysikaaliset määritykset lohkareista ja johtopäätökset 72 11.4 Määritykset malmipuhkeamista ja vertailua lohkareaineistoon 78 11.5 Johtopäätökset 86 12 MITÄ OKU-LOHKAREIDEN METAMORFOOSIASTE KERTOO LÄHTÖALUEISTA ? 90 12.1 Arvioita malmilohkareiden tulosuunnista metamorfoosiasteen perusteella 97 12.1.1 Sektori Outokummusta itään 97 12.1.2 Luikonlahden kapea lohkareviuhka 98 12.1.3 Sektori Outokummusta kaakkoon 99 12.1.4 Savonrannan kapea lohkareviuhka 100 12.1.5 Hylekaarteen erillinen lohkare 100 13 YHTEENVETO 13.1 Johtopäätökset Outokumpu-tyypin malmilohkareiden lähtöalueista 102 102 14 KIITOSMAININNAT 109 15 LÄHTEET 112 LIITTEET GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS Itä-Suomen yksikkö Kuopio 42/2015 Lauri J. Pekkarinen & Satu Hietala Pohjois-Karjalan Cu-Co-Zn – malmilohkareet Outokumpu-assosiaatiovyöhykkeiden malmipotentiaalin indikaattoreina Tiivistelmä Tiivistelmä Tämän K. H. Renlund Säätiön tukeman tutkimuksen tarkoituksena on täydentää Geologian tutkimuskeskuksen (GTK)Säätiön ja Outokumpu Oy:n (OKU) yhteistyönä syntynyttäGeologian GEOMEXTämän K. H. Renlund tukemanMining tutkimuksen tarkoituksena on täydentää tutkiraporttia sekä tuottaa OKU-tyypin malmilohkareiden merkitystä käsittelevän laajennusosan. muskeskuksen (GTK) ja Outokumpu Mining Oy:n (OKU) yhteistyönä syntynyttä GEOMEXTutkimus keskittyy sekä malmipuhkeamien keskinäiseen vertailuun raporttia sekä tuottaaOKU-tyypin OKU-tyypinlohkareiden malmilohkareiden merkitystä käsittelevän laajennusosan. Tutkieri käyttäen. Tulosten perusteella on arvioitukeskinäiseen mahdollisuutta löytää Outomustutkimusmenetelmiä keskittyy OKU-tyypin lohkareiden sekä malmipuhkeamien vertailuun eri tutkikumpu-jaksosta uusia indikaattoreita Cu-Co-Zn musmenetelmiä vielä käyttäen. Tulosten perusteella on –potentiaalista. arvioitu mahdollisuutta löytää Outokumpujaksosta vielä uusia indikaatioita Cu-Co-Zn –potentiaalista. Työn kuluessa selvisi, että kvartsin fluidisulkeumat eivät ole tässä tapauksessa käyttökelpoinen työkalu tavanomaiseen lohkarejäljitykseen, mikä johtunee nimenomaan birbiriittisen kvartsin jatyöTyön kuluessa selvisi, että kvartsin fluidisulkeumat eivät ole tässä tapauksessa käyttökelpoinen Outokumpu-tyypin geneettisestimikä erillisistä ja nimenomaan monivaiheisista synty- ja kvartsin deformaatiokalu tavanomaiseen malmien lohkarejäljitykseen, johtunee birbiriittisen ja Outoprosesseista kumpu-tyypin malmien geneettisesti erillisistä ja monivaiheisista synty- ja deformaatioprosesseista. Fe-sulfidifaasin kemialliseen koostumukseen perustuva luokittelu todettiin toimivaksi. Käytetyt erotteludiagrammit Fe/Ni, koostumukseen Zn/Sn ja Cu/Agperustuva jakavat koko aineiston selkeästi kahteen Käytetyt pääFe-sulfidifaasin kemialliseen luokittelu todettiin toimivaksi. tyyppiin. Rikkikiisuvaltaiset, vaihtelevasti sisältävät malmilohkareet muoerotteludiagrammit Fe/Ni, Zn/Sn ja Cu/Agkvartsia jakavat harmeena koko aineiston selkeästi kahteen päätyyppiin. dostavat oman ryhmänsä ja rinnastuvat Kumpu B- Kaasila malmipuhkeamiin. lohkaRikkikiisuvaltaiset, vaihtelevasti kvartsia harmeena sisältävät malmilohkareet Tällaisia muodostavat oman reita ovat: ja Kivisalmi, Kettulankatu, Outolammenkatu, Selkie I-II, Röksä,lohkareita Ikolansaari, Enannieryhmänsä rinnastuvat Kumpu B- Kaasila malmipuhkeamiin. Tällaisia ovat: Kivisalmi, mi, Muljula, Rokkala, Vaivio, Karvonen, Potoskavaara ja parageneesin perusteella myös Sorta-VaiKettulankatu, Outolammenkatu, Selkie I-II, Röksä, Ikolansaari, Enanniemi, Muljula, Rokkala, valan lohkare. Potoskavaara Magneettikiisuisia lohkareita japerusteella puhkeamiamyös edustavien pisteet voidaan puolesvio, Karvonen, ja parageneesin Sortavalan lohkare. Magneettitaan rajata ellipsimäisen kentän sisään käsittäen Luikonlahden, Riihilahden ja ellipsimäisen Hietajärven mikiisuisia lohkareita ja puhkeamia edustavien pisteet voidaan puolestaan rajata kentän neralisaatioita sekä Hylekaarteen ja Savonrannan lohkareita edustavat pisteet. sisään käsittäen Luikonlahden, Riihilahden ja Hietajärven mineralisaatioita sekä Hylekaarteen ja Savonrannan lohkareita edustavat pisteet. Petrofysikaalisten parametrien soveltaminen lohkare- ja puhkeama-aineston luokitteluun todettiin myös hyvin toimivaksi. käytetyistä diagrammeista tuli esille edelPetrofysikaalisten parametrienLuokitteluun soveltaminen lohkare- luokitteluja puhkeama-aineston luokitteluun todettiin lisen kaltainen kahtiajako siten, että magneettikiisuiset tai magneettikiisufasieksen näytteet erotmyös hyvin toimivaksi. Luokitteluun käytetyistä luokittelu- diagrammeista tuli esille edellisen kaltuvat suskeptibiliteetin vuoksi alemman suskeptibiteetin omaavien tainenkorkeamman kahtiajako siten, että magneettikiisuiset tai magneettikiisufasieksen näytteetrikkikiisuvalerottuvat korketaisten näytteiden joukosta. Tästä syystä rikkikiisulohkareita mukaan lukien kvartsia harmeena sisältäviä näytteitä edustavat pisteet lankeavat erotteludiagrammissa KumpuB- Kaasilan puhkeamanäytteitä edustavaan kenttään tai sen jatkeelle. Lisäksi Hylekaarteen lohkareen korkea suskeptibiliteetti erottaa sen muusta lohkarejoukosta. Valitettavasti magneettikiisutyypin Savonrannan lohkarenäytteet olivat vuosien varrella tuhoutuneet ja vertailu siltä osin jäi puutteelliseksi. GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS Itä-Suomen yksikkö Kuopio 42/2015 amman suskeptibiliteetin vuoksi alemman suskeptibiteetin omaavien rikkikiisuvaltaisten näytteiden joukosta. Tästä syystä rikkikiisulohkareita mukaan lukien kvartsia harmeena sisältäviä näytteitä edustavat pisteet lankeavat erotteludiagrammissa KumpuB- Kaasilan puhkeamanäytteitä edustavaan kenttään tai sen jatkeelle. Lisäksi Hylekaarteen lohkareen korkea suskeptibiliteetti erottaa sen muusta lohkarejoukosta. Valitettavasti magneettikiisutyypin Savonrannan lohkarenäytteet olivat vuosien varrella tuhoutuneet ja vertailu siltä osin jäi puutteelliseksi. OKU-tutkimusaineiston jakautumista voidaan tarkastella myös Säntti ym. (2006) julkaiseman Pohjois – Karjalan metamorfisten vyöhykkeiden kartan avulla. Kartan mukaan metamorfoosiaste nousee vyöhykkeittäin idästä länteen ja samalla tapahtuu rikkikiisun vaihtuminen magneettikiisuksi, esimerkkiketju: Kylylahden malmi – alemman asteen amfiboliittifasies/ Vyöhyke A; KumpuB – Kaasilan puhkeamat – keskiasteen amfiboliittifasies/ Vyöhyke B; Luikonlahden malmi – ylemmän asteen amfiboliittifasies / Vyöhyke C. Tunnettujen OKU- lohkareiden löytöpaikat hajoavat em. kartalla eri metamorfisille vyöhykkeille, ilmeisesti monivaiheisten jäätikön virtausten kuljettamina. Tästä syystä lohkareille määritettiin ensin silikaatti- ja malmimineralogian avulla metamorfoosiaste, jotta saadaan selville, miltä vyöhykkeeltä kukin lohkare on lähtöisin. Käyttämällä apuna kaavioon lisättyjä jäätikön virtaussuuntia on palautettu lohkareet alkuperäisille lähtöalueilleen. Tämän käsittelyn tulokset on visualisoitu kuvassa 58. Saatujen tulosten perusteella voidaan todeta, että tutkittujen rikkikiisuvaltaisten OKU-tyypin lohkareiden lähtöalueen voidaan katsoa suurelta osin olevan Outokummun malmin KumpuB-Kaasilan puhkeamissa. Lisäksi Selkien lohkareiden lähialueelta löydetyn Vanajan lohkareen parageneesi vastaa hyvin Luikonlahden malmin lähilohkareita, niinpä sen lähtöalue on ilmeisesti Luikonlahden esiintymässä. Muusta lohkarejoukosta poikkeavan ryhmän muodostavat ns. Savonrannan magneettikiisuiset malmilohkareet, joille on tyypillistä erikoinen breksiarakenne. Lohkareiden parageneesi ei muistuta Savonrannan malmipuhkeamien, Kettukummun tai Hietajärven näytteitä, eivätkä jäätikön virtaussuunnatkaan täsmää, joten niiden lähtöalue on vielä avoin. GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS Itä-Suomen yksikkö Kuopio 42/2015 Hylekaarteen lohkare on Cu-Zn-rikas (Cu 8,9 % ja Zn 3,86 %). Lohkareelle on tunnusomaista erikoinen ulkoasu merkit hiertymisestä, kloriittiutumisesta ja graniittiutumisesta. Tästä syystä se poikkeaa esim. Hietajärven malminäytteistä. Parageneesi, petrofysiikka ja jäätikön vanhempi virtaussuunta 325° johtavat Juojärven alueelle. Lohkareen jäljittäminen olisi kuitenkin aiheellinen, mutta varmasti haasteellinen tehtävä. Tässä tutkimuksessa oli mukana kaksi näytettä Mondo Mineralsin Karnukan talkkikairauksissa lävistetyistä OKU-tyypin sulfidivyöhykkeistä. Näytteet muistuttavat Kylylahti-tyyppiä, mutta metamorfoosiaste on hieman korkeampi. Sulfidivyöhyke näyttää jatkuvan Pehmytkivi ja Horsmanaho talkkiesiintymien alle. Tämän vyöhykkeen Cu-Co-Zn-Ni – malmipotentiaali on aiheellista tutkia. Erityisesti Kylylahden kaivoksen perustaminen 2010 ja sen täystuotannon käynnistyminen 2012 on uudelleen herättänyt kiinnostuksen ja uskoa OKU-vyöhykkeen Cu-Co-Zn – malmipotentiaaliin. Yleisesti ottaen näyttää siltä, että helpoimmat Outokumpu-tyypin esiintymät on jo löydetty, siksi uusien kohteiden löytämiseksi tarvitaan uusia innovaatioita ja työkaluja. GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS Lauri J. Pekkarinen & Satu Hietala Cu-Co-Zn ore boulders as ore potential indicators of the Outokumpu assemblage zones in North Karelia Abstract In February 2008 it was a hundred years since a copper ore boulder was discovered at Kivisalmi in Karelia, eastern Finland, which led to the discovery of the Outokumpu ore in 1910. After the discovery of the Kivisalmi boulder, similar ore boulders have been found elsewhere in Karelia but their provenance is still under debate. The results of the GEOMEX project inspired to a new investigation of the Outokumpu type boulders, which included different research material of the twenty best known ore boulders, compiled from the archives of Outokumpu Mining Oy and the Geological Survey of Finland. For comparison, material from the Outokumpu, Luikonlahti, Riihilahti, Saramäki, Kylylahti, Hietajärvi, Kettukumpu and Karnukka ore outcrops was studied. On the basis of mineralogical and geochemical compositions, Fe-sulphide phase chemistry, petrophysical data, metamorphic grades and the directions of glacial transportation of the boulders and partly fluid inclusion data, the following source areas can be suggested. Eastern sector The Vaivio, Selkie I – II, Röksä and Karvonen boulders have metamorphic grades which equal metamorphic zone B and may have an origin from Outokumpu KumpuB-Kaasila ore outcrops. The Vanaja (Sarvinki) boulder is different and may originate from the Luikonlahti area. The Kylylahti ore outcrop is in metamorphic zone A, but there are no matching boulders to that. GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS The South-East sector The Kettulankatu, Kivisalmi, Enanniemi, Taskila, Ikolansaari, Muljula, Nivunki, Rokkala Potoskavaara and Sortavala boulders have chemical features and metamorphic grades matching zone B, so Outokumpu KumpuB-Kaasila ore outcop area is a probably provenance also for them. Narrow Savonranta fan A separate group consists of so-called Savonranta ore boulders, which are characterised by a peculiar breccia-structure. Their paragenesis does not resemble Savontranta –type outcrops nor Kettukumpu and Hietajärvi samples, and glacier flow does not match, so their provenance is still open. Separate Hylekaarre boulder Hylekaarre boulder is Cu-Zn-rich. It is characterized by a peculiar habitus showing shearing, chloritization, granitization differing e.g. Hietajärvi ore samples. Paragenesis, petrophysics and older ice flow of 325° would indicate Juojärvi area. Karnukka ore indications Mondo Minerals talc drillings in Karnukka intersected also Oku-type Cu-Co-Ni-bearing sulphide zones. Samples resemble a little the Kylylahti ore samples. It seems that sulphide zones are continuing down below the Pehmytkivi and Horsmanaho talc deposists. The authors propose that ore potential of this zone should be revised. In particular, establishment of the Kylylahti mine in 2010 and full production since 2012 aroused new interest and belief in Cu-Co-Zn ore potential within the Outokumpu association zones. Generally speaking, it seems that the easy discoveries of Oku-type deposits have already been done, therefore, to find new targets, new innovations and tools are required. 3 1 1.1 JOHDANTO Taustaa Vuoden 2015 helmikuussa oli kulunut 107 vuotta Kivisalmen kuparimalmilohkareen löytymisestä. Löytö johti vuonna 1910 Outokummun malmin paikantamiseen ja vuonna 1913 kaivoksen perustamiseen sekä antoi jatkossa voimakkaan sysäyksen Suomen kaivosteollisuuden kehittymiselle. Kivisalmen lohkareen jälkeen samankaltaisia malmilohkareita on aika ajoin löydetty eri puolilta Pohjois-Karjalaa. Erityisesti jotkut malmirikkaat lohkareet ja lohkaretihentymät, kuten Kontiolahden Selkien lohkareet, Savonrannan lohkareet ja Kiteen Potoskavaaran lohkare aiheuttivat aikoinaan ympäristössään laajoja tutkimuksia, mutta vastaavia malmipuhkeamia ei voitu tuolloin varmuudella osoittaa. Tämä työ antaa uutta tietoa OKU-tyypin malmilohkareiden lähtöalueista nykytietämyksen valossa (vrt. Viluksela 1973). Vuonna 1998 perustettiin Geologian tutkimuskeskuksen ja Outokumpu Oy:n välinen viisivuotinen GEOMEX – yhteistyöprojekti. Sen tehtävänä oli koota yhteen Outokumpu-tyypin malmien tutkimuksia koskeva aineisto yhteen laaja-alaiseksi raportiksi. Erityinen syy siihen oli 1980-luvulla toiminnassa olleen Outokumpu-projektin aikana suoritettujen tutkimusten raporttien puute. Yhteistoiminnan tuloksena syntyi ko. projektin toimesta laaja GEOMEX-pääraportti (Kontinen ym. 2006 ). GEOMEX-raportin kuvauksen mukaan paleoproterotsooiset metaturbidiitit Jormuan-Outokummun ylityöntovyöhykkeellä Itä- Suomessa sulkevat sisäänsä metristä kilometrien mittaisia ultramafisia massiiveja, jotka ovat jakautuneet yli 5000 km2 laajuiselle alueelle. Raportissa annetaan perinpohjainen yleiskuvaus Jormua-Outokumpu ylityöntövyöhykkeen geologiasta, litologiasta ja Outokumpu alloktonin alueen ultramafisiin massiiveihin liittyvistä massiivisista - semimassiivisista CuCo-Zn-Ni-Ag-Au sulfidiesiintymistä (kuva 1). GEOMEX-projektin alueen kivilajien metamorfoosia käsittelevän alaprojektin julkaisussa (Säntti ym. 2006) on tutkittu metamorfoosin muuttumista idästä länteen kuuluvassa Outokumpu – Jormua ofioliitti-vyöhykkeessä (OJOB). Siinä on tarkasteltu metamorfisia muutoksia metaultramafisissa kivissä ja sen perusteella on määritetty neljä selvää vyöhykettä idästä länteen kohoavan metamorfisen lämpötilan mukaan. Lisäksi malmiesiintymille on määritetty metamorfoosiaste. Nämä vyö- hykkeet, samoin kuin karakteristiset mineraalit näkyvät tämän tutkimuksen tutkimusindeksikartan 4 karttapohjassa (kuva 1). Tässä tutkimuksessa oletettiin, että metamorfoosiaste voidaan määrittää myös OKU-tyyppisille lohkareille. Kuva 1. Outokumpu alloktonin geologinen kartta osoittaen ofioliittimassiivien sekä malmien ja etsintäkohteiden sijainnit, joita on käsitelty tekstissä Säntti et al. (2006) ja Peltonen et al. (2008) mukaan muokattuna. Tutkimusalue on rajattu monikulmiolla. Fig. 1. Geological map of the Outokumpu allochthon showing distribution of the ophiolite massifs and location of ores and prospects discussed in text modified after Säntti et al. (2006) and Peltonen et al. (2008). Study area of this paper is indicated by a polygon. 5 GEOMEX-projektin uuden malmimallin laatimista käsittelevän alaprojektin tuloksena syntyi Outokumpu-tyypin esiintymille uusi aiemmista poikkeava malmimalli, joka on esitetty julkaisussa Peltonen ym. (2008). Sen mukaan malmin synty on kuvattu vaiheittain: A) Ultramafinen valtameren pohja, vaihe 1950Ma: - inhalatiivinen siirrosten kontrolloima sulfidien hydroterminen kerrostuminen valtameren selänteillä tai transformisiirrosvyöhykkeellä Cu-protomalmin synty. B) Obductio vaihe, 1900Ma: –matalan T (100-200C) listweniitti-birbiriitti-tyypin karbonaatti-kvartsi muuttuminen peridotiittimassan reunoilla > Ni-sulfidipirotteet >Niprotomalmin synty. C) Alueellinen deformaatiovaihe, 1880 Ma: syntektoninen remobilisaatio Cu- ja Niprotomalmikomponenttien sekoittuminen; yhdessä metamorfisen uudelleenkiteytymisen kanssa. Peltonen ym. (2008) ehdottavat, että syntektoninen sekoittuminen näiden kahden “pääjäsenen” välillä, tarkoittaen primääristä Cu-rikasta protomalmia ja sekundäärisiä Ni-sulfidipirotteita, on tuottanut Outokumpu-tyypin sulfidien metallien epätavallisen metallikombinaation. Myöhempi tektonisen solid-tilan remobilisaatio (kiinteässä tilassa tapahtuneet liikunnot), ja isokliinisesta poimutuksesta johtuva kertaantuminen paksunsi malmia ja sulfideista kasautui ekonomisia esiintymiä. 1.2 Perustietoja Outokummun kaivosalueen historiasta Outokummun kaivosalue Itä-Suomessa on hyvin tunnettu poikkeuksellisista prekambrisista sulfidiesiintymistään, joihin liittyy ekonomisia pitoisuuksia metalleja, kuten Cu, Zn, Co, Ni, Ag, ja Au. Alueen kaivostoiminnan historia ulottuu vuodesta 1913 vuoteen 1988 käsittäen kolmen pääesiintymän (Outokumpu, Vuonos ja Luikonlahti) hyödyntämisen kokonaistuotannon ollessa 50 Mt, keskipitoisuuksin 2,8 wt % Cu, 1 wt % Zn and 0,2 wt % Co sekä pieniä määriä Ni ja Au (Peltonen ym. 2008). 6 Nyt uuden kiinnostuksen Outokumpu tyypin malmeihin on saanut aikaan Kylylahden esiintymä (löydetty 1984). Maanalaisen kaivoksen rakentaminen alkoi 2010 ja täysi tuotanto saavutettiin 2012. Nykyinen mineraalivarantojen arvio on 8,80 Mt ja pitoisuudet 1,33 % Cu, 0,7 ppm Au, 0,54 % Zn, 0,22 % Ni ja malmireserviksi on arvioitu 4,55 Mt pitoisuuksiltaan 1,55 % Cu, 0,83 ppm Au ja 0,52 % Zn. Mineraaliresurssien arvio esittää joulukuun 2013 tilannetta (Altona Mining - http// altona mining.com.au). 1.3 Lähtökohdat tutkimukselle Havainnot Kylylahden kairauksista vuosilta 1993–1998 (Pekkarinen ym. 1998) ovat melko yhteneväisiä GEOMEX - projektin näkemysten kanssa. GEOMEX- projektissa OKU -tyypin lohkareiden käsittely oli kuitenkin jäänyt vähälle, ilmeisesti ajan puutteen takia. GEOMEX – projektin tulosten ja toisaalta Turun yliopiston Geologian laitoksen 50-vuotisjuhlaseminaarisssa 15-16 lokakuutta 2008 pitämäni esitelmän ”Origin of Outokumpu boulders” (Pekkarinen 2008) jälkeen useilta henkilöiltä saamien virikkeiden innoittamana syntyi idea täydentää GEOMEX - tutkimusta lohkaretutkimusten osalta (kuva 1). Tässä tutkimuksessa ”punaisena lankana” kulkee Peltonen ym. (2008) esittämä vaiheittainen malmimalli. 1.4 Tutkimuksen tarkoitus ja päämäärä Nyt työn alla olevan K. H. Renlund Säätiön tukeman tutkimuksen yhtenä tarkoituksena on täydentää GEOMEX-raporttia ja lisätä OKU-tyypin malmilohkareiden merkitystä käsittelevä laajennusosa. Tärkein päämäärä nyt esillä olevassa tutkimuksessa on vertaaminen eri menetelmillä OKU tyypin lohkareita ja malmipuhkeamia keskenään ja siihen perustuen arvioida löytyykö Outokumpujaksoista vielä uusia indikaatioita Cu-Co-Zn-Ni-Ag-Au - potentiaalista. 7 2 KÄYTETTY AINEISTO JA SIITÄ TEHDYT ESITUTKIMUKSET Tutkimuksen aloittamista helpotti se, että aikaisemmin kesällä ja syksyllä 2008 olin koonnut palanäyte- ja hieaineistoa Outokumpu -tyypin lohkareista ja malmipuhkeamista kahta esitelmää varten (Turku 15.10.2008 / ”Origin of Outokumpu type boulders” ja Outokumpu 29.10.2008 / ”Historiaa ja nykypäivää Outokummun malmin löytymisestä”). Esitysteni laatimista varten olin saanut aiemmin käyttööni GTK:sta erikoistutkija K. A. Kinnusen (1981) fluidisulkeumatutkimusta varten kootun OKU-tyypin lohkare- ja paljastumanäyteaineistosta keskeisen osan. Näytteitä oli yhteensä 13 lohkareesta, joista oli saatavilla osittain myös rinnakkaisnäytteitä. Malmipuhkeamanäytteitä oli kuudesta puhkeamasta (Kumpu B, Kaasila, Saramäki (Mihkali), Luikonlahti, Riihilahti ja Hietajärvi), ja ne olivat pääasiassa kairasydännäytteiden puolikkaita, lähinnä ns. ohuthieiden vastakappaleita. Edellä mainittu aineisto muodosti perusrungon nyt käsillä olevassa tutkimuksessa, mutta sitä on täydennetty mm. GTK:n, Outokumpu Oy:n ja Malmikaivos Oy:n kivikokoelmista saaduilla näytteillä sekä maasto- ja kaivoskäynneillä saaduilla näytteillä (kuva 2, taulukot 1 ja 2). Valitettavasti joitakin vanhoja näytekappaleita oli kadonnut tai tuhoutunut, kuten ns. Savonrannan malmilohkarenäytteet. 8 Kuva 2. Outokumpu-tyypin kuparimalmilohkareita ja – esiintymiä esitettynä GTK Active Map Explorer 2014 kartasta muokatulla pohjalla. Fig. 2. Outokumpu- type copper ore boulders and deposits represented on the modified base of GTK Active Map Explorer 2014. 9 Taulukko 1. Pohjois-Karjalan tärkeimpien OKU-tyypin malmilohkareiden perustiedot. Table 1. The most important OKU-type ore boulders in North Karelia. No Lohkareen kenttäkoodi / ja Löytövuosi Löytötapa Tietoja rinnakkaisnäytteet *) löytäjästä 1 Kivisalmi M113 1908 Kn Montin ym. 2 Selkie - I M88 1919 Kn E.Eskelinen 3 Selkie II - M91+M93 1923 Kn " 4 Röksä M520 / L35-HK-72** ) 1928 Kn Röksä,maanomistaja 5 Sortavala - M1202 1939 Unk Unk 6 Nivunki 1957 Kn A.Makkonen 7 Vaivio 1958 Kn A.Lyytikäinen et al. 8 Hylekaarre / L15-HK-72 **) 1964 Kn H.Karppanen 9 Enanniemi/ L14-HK-72 **) 1964 Kn H. Karppanen 10 Taskila 1964 Kn H. Karppanen 11 Ryttylä/ L117-VT-65 1965 Oku Lohkare-etsijä 12 Sotasaari I - L90-VT-65 1965 Oku Lohkare-etsijä 13 Sotasaari II - L91-VT-65 1965 Oku Lohkare-etsijä 14 Ikolansaari 1965 Kn H. Ikonen/ K4660 15 Muljula 1967 Kn J.Musikka 16 Rokkala/ L23-HK-72 **) 1967 Kn S. Pirinen 17 Retula - L29-VK-68 1968 Oku Lohkare-etsijä 18 Potoskavaara - L32-ON-70 1970 GTL geologi O.Nykänen 19 Karvonen - L30-HK -72 **) 1972 GTL & Kn P.Mononen -1975 20 Vanaja 1973 Kn K.Pennanen 21 Kettulankatu 1978 Kn L. Kokko 22 Lti-1, kaivoksen lähilohkare Ei tietoa LUI Unk 23 Lti-2, kaivoksen lähilohkare " LUI Unk Lohkareen koko 5 m3 35 kg 15 kg 2 tn pieni 70 - 80 kg suuri,hajanainen 5kg 100 kg 5 kg pieni 50 x 50 x 50 cm 30 x 30 x 20cm 200 x 140 x 90 cm 40 x 30 x 30 cm pieni 100 x 70 x 50 cm 120 x 80 x 50 cm 40 x 20 x20 cm pieni suuri Ei tietoa Ei tietoa Löytöpaikan Karttasyst. Koordinaatit sijainti K100 K20 X Y Rääkkylä 4214 06 6912150 474830 Kontiolahti 4241 03 6948950 506750 Kontiolahti 4241 03 6948750 506800 Eno 4241 06 6946610 513560 Sortavala /Venäjä 4142 08 6850000 530750 Kesälahti 4313 09 6881250 485680 Liperi 4224 04 6950900 472210 Kitee 4214 04 6892610 474180 Kitee 4214 07 6895840 480570 Kitee 4214 07 6895120 481270 Savonranta 4214 01 6898070 460400 Savonranta 4214 01 6896500 464500 Savonranta 4214 01 6896510 464520 Kitee 4214 07 6896900 487540 Kitee 4214 10 6898110 497840 Kitee 4231 02 6874300 508060 Savonranta 4212 11 6900590 456610 Kitee 4231 06 6885920 515580 Kiihtelysvaara 4241 05 6937280 510860 Eno 4242 04 6954800 513600 Outokumpu 4222 10 6957810 450140 Luikonlahti 4311 04 6982400 434500 Luikonlahti 4311 04 6982400 434500 *) Kn= Kansannäyte Oku= Outokumpu Oy:n lohkare-etsintä GTL= GTK:n (GTK) lohkare-etsintä LUI= Malmikaivos Oy:n lohkare-etsintä ** Rinnakkaisnäyte / Hylekaarre= "Heinonniemi" ; Vanaja= "Sarvinki"; "Karvonen" =Kastelampi/ P.Mononen -75 Unk= löytöhistoriasta ei tietoa 10 Taulukko 2. Pohjois-Karjalan Oku-tyypin malmiesiintymistä ja puhkeamista otettujen näytteiden perustiedot. Table 2. General information of selected samples of Outokumpu type deposits and ore outcrops in North Karelia. Esiintymä Näyte No No 1 1A " 1B " 1C " 1D " 1E " 1F 2 2A " 2B " 2C 3 3A " 3B " 3C " 3D " 3E 4 4A " 4B 5 5Bt 6 6A " 6B " 6C " 6D 7 7A " 7B 8 8A 9 9A " 9B " 9C 10 10A " 10B Näytteen koodi KUMB-OKU-712/ 2.65 KUMB-OKU-712/3.15 KUMB-OKU-712/ 4.60 KUMB-OKU- 712/ 6.30 KUMB-OKU-712/9.00 KUMB-OKU-712/9.85 KAA-/Outcrop 1 KAA-OKU-711/ 5.70 KAA-OKU-711/ 5.80 KYL-OKU-886/ 48.56 KYL-OKU-887/ 46.52 KYL-OKU-905/359.85 *) KYL-OKU-905/366.30 *) KYL-OKU-905/371.05 *) KAR-33/ 101.60 KAR-43/ 115.40 SAR- JM-27/n.560 *) LUI-Lti-0/ tyyppinäyte LUI-Lti- 3/ malmin yläosa LUI-Lti- 4 / päämalmi LUI-Lti- 5/ päämalmi RII-Vrl- 5/ 56.30 RII-Vrl-5/ 57.00 Petäjäjärvi, Pe-8/ 55.90 HIE-Sr/Sä- 8/ 41.70 HIE-Sr/Sä- 8/ 41.95 HIE-Sr/ Sä- 8 /42.30 KET-Savr -1/91.20 KET-Savr -17/173.70 *) *) syvämalminäyte KUMB= Kumpu B KAA=Kaasila KYL= Kylylahti KAR= Karnukka Näytetyyppi Näytejäännös Kairasasydän jäljellä " " " " " " " käytetty " jäjellä käsinäyte jäljellä kairasydän " " " Kairasydän jäjellä " " " " " " " " " jäjellä " " " jäljellä käsinäyte jäjellä " " " " " " kairasydän jäljellä " " Kairasydän Jäljellä kairasydän jäjellä " " " " käsinäyte ei jäljellä " " Näytteen mineralisaatiotyyppi Karttasyst. K100 K20 Raitainen rikkikiisuinen ms malmi 4222 Rikkikiisuinen ms malmi 4222 Magneettikiisuinen ms malmi 4222 Magneettikiisuinen sms malmi, kv-kivifragmentteja 4222 Rikkikiisuinen ms malmi , kv-kivifragmentteja 4222 Kvartsikivi, heikko sulfidipirote 4222 Raitainen rikkikiisuinen malmi/ kv-kiven kontakti 4222 Leikkaava kv-juoni pyriittisessä ms malmissa 4224 Magneettikiisuinen ms malmi 4222 Rikkikiisuinen ms malmi 4224 Hiertynyt rikkikiisuinen sms malmi 4224 Magneettikiisunen ms malmi 4224 Rikkikiisu-magneettikiisu ms malmi 4224 Rikkikiisuinen ms malmi 4224 Magneettikiisuinen Ni-pit. pirotemalmi, kv-krb-kivessä 4224 Magneettikiisuinen sms malmi 4224 Magneettikiisuinen sms syvämalmi 4311 Magneettikiisuinen ms malmi & kuplaista kvartsia 4311 Magneettikiisuinen ms malmi & kuplaista kvartsia 4311 Magneettikisuinen ms malmi & apliittinen mikrojuoni 4311 Magneettikiisuinen sms malmi & kuplaista kvartsia 4311 Magneettikiisuinen sms malmi & kuplaista kvartsia 4222 Magneettikiisuinen pirotemalmi karsikivessä 4222 Vahva Ni-pit. magneettikiisupirote karsikivessä 4221 Magneettikiisuinen sms malmi 4212 Magneettikiisuinen Zn rikas malmi 4212 Magneettikiisuinen sms malmi 4212 Vahva magneettikiisupirote karsikivessä 4212 Vahva magneettikiisupirote karsikivessä 4212 Koordinaatit X Y 07 6959150 4449470 07 " " 07 " " 07 " " 07 " " 07 " " 07 6959380 4449960 07 " " 07 " " 03 6973652 4467126 03 6973691 4467161 03 6972850 4466650 03 " " 03 " " 03 6972834 4463442 03 6972791 4463412 10 6982000 4456250 04 6982400 4434300 04 6982400 4434300 04 " " 04 " " 04 6957440 4433535 04 6957440 4433535 10 6920933 4457448 11 6910951 4457846 11 6910951 4457846 11 6910951 4457846 11 6900160 4459250 11 6900160 4459250 ms=massiivinen ; sms=semimassiivinen SAR= Saramäki Lui=Luikonlahti RII= Riihilahti PET= Petäjärvi=Petäinen HIE=Hietajärvi KET= Kettukumpu Tämän tutkimuksen mahdollisti erityisesti se, että yli 30 vuotta sitten tehdyn fluidisulkeumatutkimuksen hieaineisto oli pääosin säilynyt GTK:ssa erikoistutkija K. A. Kinnusen hallussa (Luku 7). Fluidisulkeumatutkimusta varten GTK:ssa oli tehty kaikista lohkare- ja paljastumanäytteistä erilaisia hieitä: erityisiä sulkeumahieitä (SH), kiillotettuja ohuthieitä (KOH) sekä joistakin tavanomaisia ohuthieitä (OH). Sulkeumahieet eivät enää olleet käyttökelpoisia mikroskopointiin. Kiillotetut ohuthieet olivat yleensä hyvin säilyneitä ja rikkoutuneiden hieiden tilalle tehtiin uusia. Tutkimukseen otetuista uusista näytteistä tarvittiin myös kiillotettu ohuhie. Lisähieet tehtiin GTK:n Itä- 11 Suomen yksikön hielaboratoriossa, ja muutama VTT:n hielaboratoriossa Outokummussa. Hyvä asia oli se, että kadonneista ns. Savonrannan lohkareista löytyi kiillotettu ohuthie. Hieisiin liittyvät tiedot ovat lohkareista liitteessä 1 ja puhkeamista liitteessä 2. 2.1 Hietutkimus Yksi tärkeä vaihe heti alussa oli sekä lohkare- että malmipuhkeamanäytteistä tehtyjen hieiden mikroskopointi. Niiden avulla pystyttiin määrittämään niin lohkareiden kuin malmi- puhkeamanäytteiden mineraalikoostumus ja mineralisaatiotyyppi. Mikroskopoinnissa punaisena lankana oli OKU-tyypin uusi malmimalli, joten kvartsiitti-kivilajinimenä hylättiin massiivisten – semimassiivisten OKU-malmien isäntäkivenä ja kvartsi niissä tulkittiin yhdeksi harmemineraaliksi muiden vähemmän yleisten harmemineraalien joukossa. Niiden avulla voitiin seurata myös metamorfoosiastetta. 2.2 Palanäytteiden ja hieiden valokuvaus Tutkimuksessa mukana olleet palanäytteet ja kairasydännäytteet valokuvattiin havainnollistamaan lohkareiden ja puhkeamanäytteiden rakenteellisia ja eroavuuksia ja samankaltaisuuksia. Suurin osa valokuvauksista tehtiin GTK:n Kansannäytetoimistossa. Pieni osa kuvista on tekijöiden ottamia. Lähes kaikista kiillotetuista ohuthieistä otettiin GTK:ssa ns. kokohiekuvat yhdellä nikolilla (1Nic) ja nikolit ristissä (Nic +) rakenteiden visualisoimiseksi. Lisäksi vastaava tutkija otti omalla pikkulaitteellaan samoista sulfidirikkaiden hieiden pinnoista heijastuvan auringon valon avulla ns. heijastehiekuvia (Refl +), joista eri sulfidimineraalien keskinäiset suhteet voidaan visuaalisesti määrittää. 2.3 Analyysitiedot Malmilohkarelöydön tärkeys määritetään usein lohkareesta analysoitujen metallipitoisuuksien, sen koon ja tyypin sekä arvioidun jäätikön kuljetussuunnan ja -matkan perusteella. Useimmiten kiinnitetään erityshuomio analyysipitoisuuksiin. Kokosimme eri lähteistä, kuten GTK:n ja Outokumpu Oy:n listoista sekä löytöpaikalla tehdyistä maastotarkistusraporteista lohkareiden analyysitietoja. 12 Joistakin lohkareista on useita rinnakkaisia lisäanalyysejä, joiden tiedot poikkeavat hieman toisistaan. Tämän tutkimuksen alussa tehtiin joitakin tarkistusanalyysejä. Ne tehtiin Labtium Oy:ssä (taulukko 3). Analysointia varten kuivatut näytteet murskattiin leukamurskaimella ja jauhettiin hiiliteräsjauhinastiassa. Jauhettua näytettä punnittiin kuumaa kuningasvesiuuttoa varten 0,2 g. Alkuainepitoisuudet mitattiin uutteesta ICP-OES tekniikalla. Au määritykseen jauhettua näytettä punnittiin 20g. Näyte uutettiin kuningasvedellä 20 C°:ssä. Kulta mitattiin uuttoliuoksesta GAAS- tekniikalla Hg- kerasaostuksen jälkeen. Näytteiden rikkipitoisuus määritettiin pyrolyyttisesti ELTRAlaitteistolla. OKU-tyypin lohkareiden tutkimukset jatkuivat vielä 1980-luvulla, kun GTK:ssa K. A. Kinnunen toteutti fluidisulkeumatutkimuksen. Samoihin aikoihin ja lähes samasta näytejoukosta tehtiin Outokumpu Oy:n GAL:ssa kemialliset analyysit sulfidikemiallista tutkimusta varten. Tämän tutkimuksen toteutti E. Hänninen (1981) ja hänen raporttia on käsitelty luvussa 9. 13 Taulukko 3. Pohjois-Karjalan tärkeimpien OKU-tyypin malmilohkareiden kemiallisten analyysien yhdistelmätaulukko. Table 3. Combination assay data of the most important OKU-type boulders in North Karelia. Lohkare Näyte No. No. 1 1 /M113 " 1d1 " 1d2 2 2 " 2d 3 3A " 3Ad " 3B " 3Bd 4 4 " 4d 5 5 6 6 " 6d 7 7 " 7d 8 8 " 8d 9 9 " 9d 10 10 11 11 " 11d 12 12 " 12d 13 13 " 13d 14 14 " 14d 15 15 " 15d 16 16 " 16d 17 17 " 17d 18 18 " 18d 19 19 " 19d1 " 19d2 20 20 " 20d 21 21 " 21d Kenttäkoodi Kivisalmi " " Selkie I- M88 " Selkie II-M91 " Selkie II-M93 " Röksä " Sortavala Nivunki " Vaivio " Heinonniemi " Enanniemi " Taskila Ryttylä " Sotasaari I " Sotasaari II " Ikolansaari " Muljula " Rokkala " Retula " Potoskavaara " Karvonen " Kastelampi = Vanaja " Kettulankatu " d= kaksoisnäyte Mineralisaatiotyyppi Pitoisuuksia Cu Ni Rikkikiisuvalt. ms malmi 3.74 0.064 " 3.80 0.0450 " 3.43 0.0630 Raitainen ms rikkikiisumalmi 2.83 n.d. " 2.38 0.0068 Rikkikiisuvalt. sms malmi 0.30 n.d. Qz-rikas kieleke & sulf. pir. 1.75 0.0208 Rikkikiisuvalt. ms malmi 4.81 0.0292 " 10.04 0.0601 Rikkikiisuvalt. sms malmi 2.43 0.1234 Rikkikiisuvalt. ms malmi 2.92 0.0430 Rikkikiisuvalt. ms malmi 5.10 0.1500 Rikkikiisuvalt. ms malmi 1.60 0.0500 " 1.80 0.0232 Rikkikiisuvalt. sms malmi 6.44 0.0181 " 0.67 0.0200 Magneettikiisu-breksia, Cu-rikas 8.39 0.1105 " 4.40 0.0947 Rikkikiisuvalt. ms malmi 4.70 0.0861 " 0.88 0.0381 Rikkikiisuvalt. ms malmi 3.31 0.0239 Magn.kiisubreksia, Zn-rikas 0.70 0.0377 " 1.03 0.0250 Magneettikiisu-malmibreksia 0.87 0.0747 " 0.85 0.0565 Magneettikiisu-malmibreksia 0.76 0.0651 " 0.29 0.0515 Rikkikiisuvalt. malmi, Zn-rikas 2.60 n.d. " 8.74 0.0436 Rikkikiisuvalt.malmi,kv-pahkuja 1.35 0.0301 " 0.54 0.0282 Rikkikiisuvalt.malmi,kv-pahkuja 3.28 0.0400 " 4.67 0.0382 Magneettikiisu-malmibreksia 0.89 0.0588 " 0.35 0.0707 Rikkikiisuvalt. malmi, Cu-rikas 10.20 0.2000 " 8.79 0.0721 Raitainen ms rikkikiisumalmi 4.95 0.0450 " 0.26 0.0220 Raitainen ms rikkikiisumalmi 0.94 0.0302 Magn.kiisumalmi, apl-juonia 2.36 0.1605 " 3.10 0.1800 Rait. rikkikiisuvalt. malmi 4.64 0.0470 " 1.69 0.0283 % Co n.d. 0.3000 0.2890 n.d. 0.1240 n.d. 0.0706 0.3120 0.2640 0.1460 0.2270 0.1600 0.2800 0.3340 0.1270 0.2697 0.0927 0.2680 0.1980 0.4840 0.3400 0.1370 0.1170 0.1840 0.1660 0.1800 0.1870 n.d. 0.1500 0.2799 0.3380 0.2900 0.1460 0.1948 0.2230 0.1100 0.1860 0.1170 0.1490 0.1400 0.1454 0.2000 0.2840 0.3870 LAB - Labtium Zn S 0.11 0.40 0.65 0.12 0.16 n.d. 0.51 0.33 1.43 0.83 2.03 1.00 1.30 0.04 1.85 0.04 3.86 3.07 1.92 0.48 0.65 7.60 9.20 1.39 1.38 1.38 9.40 5.51 2.23 0.83 1.70 0.60 0.89 3.50 2.05 2.60 1.18 0.75 0.04 0.29 0.23 0.23 0.66 0.20 Pb 33.6 n.d. 30.2 60 31.3 27.5 90 18.4 9.0 <10 24.3 64 30.5 17 18.9 442 27.9 96 n.d. 32.2 31.1 117 18.3 50 27.8 92 24.1 80 15.0 27 13.4 48 34.0 149 30.7 134 17.5 44 14.8 14 23.9 49 20.8 51 22.4 63 14.8 53 n.d. 27.4 87 22.1 164 21.7 97 28.6 110 23.5 87 24.4 26.6 46 n.d. 23.1 94 n.d. 34.8 74 28.0 117 23.7 50 n.d. 30.7 160 31.8 134 ppm Au Ag Sn 59 2 0.8 Hg 10 18 9 109 11 9 160 1 120 2 9 190 54 1 18 20 54 1 4 70 49 1 2 60 15 1 6 10 35 1 4 40 360 4 23 150 1 0.2 160 5 2 130 12 110 24 1 >1 0.4 93 1 0.4 10 1 45 1 4 29 23 12 2 4 10 >1 5 1 5 22 68 GAL= Geoanalyyttinen laboratorio/ OKU 160 160 20 50 30 Analyysi Haltija No. P.Eskola GTK GTK GTK GAL OKU GTK GTK Lab GTK ** GTK GTK Lab GTK ** Lab GTK ** GAL/EOH OKU 10-1196 OKU GAL OKU GTK GTK 10-6113 OKU 10-1193 OKU 10-0932 OKU 69-1726 OKU 10-1206 OKU GAL OKU 10-1207 OKU GAL OKU 10-1208 OKU C07372 OKU GAL OKU C07365 OKU GAL OKU C07366 OKU GAL OKU Ra1061/65 GTK GAL OKU 10-1203 OKU GAL OKU 7122549 OKU GAL OKU 7123571 OKU GAL OKU Ra1791/70 GTK GAL OKU Ra1985/72 GTK GAL OKU GAL OKU C06531 OKU Ra848/73 GTK 78-1133 OKU GAL OKU **) LJP tilaus 14 2.4 Petrofysikaaliset määritykset näytteistä GEOMEX- raporttiin kuuluu myös geofysiikkaa koskeva laajennusosa, geofyysikoiden T. Ruotoistemäen ja T. Tervon kokoama GTK:n Tutkimuraportti 164. Sen innoittamana uutena vertailumenetelmänä otettiin käyttöön petrofysikaaliset määritykset. Näistä lähinnä magneettinen suskeptibiliteetti ja tiheys (luku 11). Petrofysikaaliset mittaukset tehtiin GTK:ssa Otaniemessä geofyysikko T. Ruotoistenmäen valvonnassa. Petrofysikaalisten määritysten odotettiin tarjoavan hyvän uuden työkalun malmilohkareiden ja puhkeamien luokitteluun ja korrelointiin. 2.5 Jäätikkövirtauksen kuljetussuunnat Jäätikkövirtauksen kuljetussuuntien osalta oli yhteistyötä Pohjois-Karjalan kvartäärigeologiaa hyvin tuntevan geologi H. Rainion kanssa, mutta hänen poismenonsa jälkeen H. Hirvas avusti näissä asioissa (luku 8). 15 3 3.1 OUTOKUMMUN KUPARIMALMIN LÖYTÖHISTORIA Kivisalmen lohkareen löytyminen Helmikuun alkupuolella 1908 koneenkäyttäjät Ossian Asplund ja Axel Eskelin kokivat Rääkkylän Kivisalmen laivaväylää ruopatessaan yllätyksen. Kauha juuttui raskaaseen lohkareeseen, josta irtosi konevoimin vain kullanhohtoisia palasia. Viiden kuutiometrin järkäle saatiin kyllä rantatörmälle, mutta vasta seitsemään palaan räjäytettynä (kuva 3). Miehet luulivat löytäneensä meteoriitin ja lähettivät siitä näytteen Geologiselle toimikunnalle Helsinkiin. Kuva 3. Kivisalmen lohkareen räjäytyskappaleita nostettuna ylös kanavan reunalle. Niiden edessä seisoo koneenkäyttäjä Axel Eskelin. Trüstedtin ottama kuva, maaliskuu 1908. Fig. 3. Parts of the Kivisalmi ore boulder lifted up on the edge of the Canal. Standing by them engineman Axel Eskelin. Photo: by O. Trüstedt in March 1908. Kokenut malminetsijä ja vuori-insinööri Otto Trüstedt (kuva 4) totesi toimistossa käydessään näytteen malmiksi ja aloitti jatkotoimet. Kivi sisälsi kuparia (3,74 %), hieman nikkeliä ja sinkkiä sekä rautaa (29,85 %) ja rikkiä (33,63 %). Jo maaliskuun lopulla Trüstedt totesi Kivisalmella käydessään lohkareen jäätikön kuljettamaksi. 16 Kuva 4. Otto Trüstedt, Outokummun malmin löytäjä. Kuva: GTK. Fig. 4. Otto Trüstedt, the discoverer of the Outokumpu ore. Photo: GTK. Alueella vallitseva läntinen kulkeutumissuunta tuntui todennäköiseltä, mutta vanhempi luoteinen virtaussuuntakin oli mahdollinen. Tässä vaiheessa kulkeutumissuuntaongelma sivuutettiin, sillä jatkotutkimusten paikan ratkaisi lohkareen kvartsiittimainen osa, joka ohjasi alueen kallioperää tuntevan malminetsijän pohjoiseen Liperin seudulle. Johtolanka osoittautui vääräksi (kuva 5). Rääkkylän kanavan ruoppausmaissa esiintyvät sädekiviliuske ja serpentiinikivi sekä kollegoilta B. Frosterus ja W.Wilkman (kuva 6) saatu tieto kyseisten kivilajien esiintymisestä Kuusjärven pitäjässä Outokummussa houkuttelivat tutkijan jo samana syksynä liki 50 kilometrin päähän luoteeseen Outokummun seudulle. 17 Kuva 5. Outokummun kuparimalmin etsintään liittyviä reittejä. Kartta on muokattu alkuperäisestä etsintäkartasta, Outokummun Malminetsintä, L.J. Pekkarinen 1993. Fig. 5. Outokumpu copper ore exploration-related paths. The map has been modified after the original map of the Outokumpu Exploration by L.J.Pekkarinen 1993. 18 Kuva 6. Outokummun malmin löytymistä edistivät Pohjois-Karjalassa jo tehdyt geologiset perustutkimukset, joita geologit B. Frosterus ja W. Wilkman olivat suorittaneet. Kuvassa Trüstedt pöydän takana ja Frosterus edessä (selin). Kuva:W.W. Wilkman. Fig. 6. Outokumpu ore discovery was facilitated by the geological basic research in North Karelia, which had been performed by geologists B. Frosterus and W. Wilkman. In picture Trüstedt behind the desk and Frosterus in front. Photo: W.W. Wilkman. Outokummun eteläpuolelta moreenista löytyi heti kuparipitoisia lohkareita. Niistä jäätikön tulosuuntaan ohjatut geofysikaaliset mittaukset johtivat magneettisien häiriöjakson löytymiseen Outokummun mäen tuntumasta. Lohkareviitteet ohjasivat vieläkin kauemmas luoteeseen, mutta syyskuussa 1909 Trüstedt, päätyi kairauksiin todennäköisimmällä lähdealueella. Kairauksista vastasi kaivosesimies Claes Törnqvist. Monien vaikeuksien jälkeen 17.3.1910 kairanterä saavutti 28,85 metrin syvyydessä malmin, jonka yhdeksän metrin mittainen lävistys oli rikkaampi kuin tutkijan paikalle ohjannut Kivisalmen lohkare (kuva 7). Outokummun malmi oli löytynyt. 19 Kuva 7. Vertikaalileikkaus Trüstedtin “discovery” reiästä / liitteenä hänen raportissa 17. maaliskuuta, 1908. 1. Maata; 2. Kvartsiitti; 3. Oliviinikivi (serpentiniitti); 4. Kiilleliuske; 5. Kuparimalmi; 6. Timanttikairausreikä. Fig. 7. Vertical section by Trüstedt with discovery hole. Appended to his report of May 17th, 1910. 1. Overburden; 2. Quartzite; 3. Olivine rock (serpentine); 4. Mica schist; 5. Copper ore; 6. Diamond drill hole. Malmin löytymisen jälkeen alkoi intensiivinen malmiesiintymän dimensioiden selvittämisen ja malmivarojen inventoinnin vaihe johtaen koetehtaan ja kaivoksen perustamiseen aikavälillä 1913 1928 (kuva 8). Outokummun malmin löytymistä ja kaivoksen perustamista voidaan pitää Suomen kaivosteollisuuden alkuna ja koko vuoriteollisuuden kehityksen lähtölaukauksena. 20 Kuva 8. Outokumpu - kukkula vuonna 1928. Raakamalmi tuli pintaan kukkulan huipulla, sieltä se siirtyi murskaamoon ja sitten jalostettavaksi kuparirikasteeksi alla näkyvässä rikastamossa. Täältä se kuljetettiin rautateitse yhtiön lastauslaituriin Viipuriin, ja sieltä laivalla maailman kuparimarkkinoille. Fig. 8. Outokumpu Hill in 1928. Raw ore reached the surface at top of the hill, entered the crusher and was processed into copper concentrate in the plant below. From here it moved by rail to company loading wharf at Vyborg, and then by ship to world copper market. Kivisalmen lohkareen löytöhistoria ja Outokummun kuparikaivoksen synty- ja tuotanto- vaiheita on yksityiskohtaisemmin kuvattu seuraavissa julkaisuissa: Saksela (1948), Annala (1960) ja Kuisma (1985,1989). 21 4 SELKIEN, RÖKSÄN JA SORTAVALAN OKU-TYYPIN MALMILOHKAREIDEN ALKUPERÄN SELVITYKSISTÄ 1920 - 1940 -LUVULLA Kontiolahden Selkien kylästä löydetyt ns. Selkien malmilohkareet Selkie I (1919) ja Selkie II (1923) sekä Kiihtelysvaaran Röksän kylästä löydetty Röksän malmilohkare (1928) olivat suuren kiinnostuksen kohteena Outokummun malmin löydön jälkeen 1920-luvulla. Niiden lähtöalueita yritettiin löytää ja samalla ratkaista kysymys siitä, ovatko ne peräisin Outokummun esiintymästä, joka löydettiin vuonna 1910. Vuonna 1939 löydetty Sortavalan lohkare on tiettävästi kaukaisin Outokumpu- tyypin lohkare. 4.1 Selkien lohkareet Geologisen komission 1923 vuosikertomuksen mukaan ensimmäisen Selkien malmilohkareen löysi maanviljelijä Evert Eskelinen omasta pellostaan (GTK-malmikokoelma, tunnus / M88). Reunaosistaan pyöristyneen laattamaisen lohkareen pituus oli noin 30 cm (Kuva 9A). Lohkareen malmiaines koostui pääosin massiivisesta rikkikiisusta ja sen ohella oli kuparikiisua ja hieman sinkkivälkettä (2,83 % Cu, 0,12 % Zn). Lisäksi siinä oli harmeena jonkin verran kvartsia (Huomaa tekijän uusi tulkinta kvartsin alkuperästä). Lohkareen takia oli tehty malmitutkimuksia löytöpaikan lähialueilla, mutta ilman merkittäviä tuloksia. Siksi etsintöjen jatkosuunnitelmissa oli tuolloin jo otettu huomioon mahdollisuus, että lohkare olisikin kulkeutunut kauempaa. 22 A B Kuva 9. Kaksi valokuvaa vanhoista alkuperäisistä Selkien malmilohkareista: Kuvauspaikka: GTK/ Malmiarkisto, GTK/ Otaniemi. Kuvat: L.J. Pekkarinen 2009. A) Laattamainen Selkie I lohkare, josta on lohkaistu useita näytteitä eri tutkimuksia varten. Lohkareen alkuperäinen pituus on ollut 27 x 18 cm. B) Timanttisahapintainen laatta Selkie II lohkareesta, josta myöskin on otettu näytteitä eri tutkimuksia varten. Pääosa kuvasta edustaa Cr-diopsidi & uvaroviittipitoista hieman sulfideja sisältävää kvartsikivifragmenttia (M91), vain kuvan yläreunassa on näkyy kapea kaistale rikkikiisuista Cu-malmia (M93). Kuvatun näytteen koko 5 x 7.8 cm. Fig. 9. Two photographs from the old original Selkie ore boulders A) Selkie I boulder, which has been cleaved for some samples for various studies. Original length of boulder 27x 18 cm B) Diamond –sawn surface of a plate of Selkie II boulder, which also has been split for various studies. Main part of this sample is illustrating a quartz rock fragment (M91) inside the boulder containing Cr- diopside and uvarovite grains with little sulphides; only upper rim (M93) consists of pyritic Cu- ore. Sample size 5 x 7.8 cm. 23 Selkien lohkareen emäkallion arvoitus joutui uuteen valoon, kun mv. Evert Eskelinen vuoden 1923 kesän alussa löysi pellostaan uuden malmilohkareen Selkie II:n. Löytöpaikka oli pari sataa metriä edellisestä etelään. Uusi lohkare oli myös laattamainen ja sen pituus noin 28 cm ja se painoi n. 15 kg. Lohkareessa voitiin erottaa vyöhykkeisyyttä: toisessa laatan puoliskossa oli ensin noin 5 cm rikkikiisuvaltaista kuparikiisupitoista malmia, jossa oli harmeena kvartsia (Cu 4,81 % / Zn 0,33 % / M93). Näytteen keskellä oli noin 6 cm:n paksuinen sulfidipirotteinen kvartsikivikiila, jossa oli harvakseltaan kromidiopsidia ja -tremoliittia sekä uvaroviittia (kuva 9B). Kvartsikivikiilan toiseen laitaan rajoittuva toinen puolisko koostui rikkikiisusta ja harmeena olevasta kvartsista. Laatan rekonstruointia vaikeutti se, että lohkare oli tutkimuskappaleiden oton yhteydessä pahasti paloiteltu. Geologisen komission 1923 vuosikertomuksen mukaan tutkijoilla oli aluksi tarkoitus etsiä emäkalliota kauempaa, kuten Polvijärvellä esiintyvien serpentiniittien yhteydestä. Toisen Selkien lohkareen löytyminen siirsi kuitenkin tutkimusten painopistettä lähialuille. Lähiseutujen etsinnöissä tavattiin kuitenkin vain magneettikiisu- ja rikkikiisupitoisia kiviä, mutta merkkejä malmista ei löydetty. Selkien lohkareet olivat Väyrysen (1923) tutkittavana, ja hänen mukaansa ne edustivat kahta eri tyyppiä: Selkie II sisälsi harvinaisia Cr- pitoisia mineraaleja esim. uvaroviittia, mutta Selkie I ei sisältänyt. Väyrysen (1923) mukaan, koska Outokumpu on sellainen esiintymä, joissa näitä harvinaisia mineraaleja esiintyy, hän katsoi niiden olevan peräisin Outokummusta. Myöskin Trüstedt (1926) oli samaa mieltä, kuten myös lopulta Eskola. 4.2 Röksän lohkare Muutama vuosi myöhemmin tuli uusi pulma. Eräs mv. Röksän kylältä toimitti 1928 Geologisen komission Selkien tutkimusryhmälle uuden näytteen muutaman km päästä Selkiestä, Kortelammen läheltä löytämästään malmilohkareesta. Paikalla käynti osoitti lohkareen olevan suuri (vähintään kaksi tonnia) ja painuneena syvälle moreeniin. Lohkare sisälsi rikkikiisun ohella merkittävästi kuparikiisua ja sinkkivälkettä (2,36 % Cu ja 0,83 % Zn). Malmiaineksen lisäksi lohkare sisälsi harmeena runsaasti kvartsia, jonka raeväleissä oleva kloriitti-serisiittisilaus antaa kivelle vihertävän yleissävyn (kuva 10). Myöhemmin todettiin, että lohkareen pinnalla esiintyy harvakseltaan epämääräisinä kohoumina kvartsikivi-fragmentteja, samankaltaisia kuin Ikolansaaren lohkareessa (Luku 6, kuva 20). 24 Kuva 10. Kuva 10. Timanttisahauspintainen laatta Röksän lohkareesta, joka edustaa rikkikiisuvaltaista, melko Cu-rikasta malmityyppiä. Kuvatun näytteen koko 2.8 x 12 cm. Fig. 10. Diamond-sawn surface of a plate from Röksä boulder which is representing pyrite dominant quite rich Cu-ore. Sample size 2.8 x 12 cm. Lohkare käynnisti intensiiviset tutkimukset lähialueilla käsittäen mm. lohkare-etsintöjä, kartoitusta ja kvartäärigeologisia selvityksiä Kortelammelta Selkien kautta aina Pielisjokeen saakka. Etsintöihin osallistui suuri ryhmä, mukana oli monia myöhemmin tunnetuiksi tulleita geologeja. Tutkitulta alueelta ei löydetty kuitenkaan merkkejä Outokumpu- tyypin malmipuhkeamasta eikä uusia OKUlohkareita, sen sijaan talteen oli otettu lukuisia sekalaisia sulfidipitoisia lohkareita, mutta niissä ei ollut Selkien ja Röksän lohkareita vastaavia tyyppejä. Näin ollen kiinnostus Selkien alueeseen laimeni useiden vuosien ajaksi. 4.3 Tarkistuskäyntejä 1930-1940 luvulla Silloin tällöin kiinnostusta Selkien ja Röksän lohkareiden lähtöalueen toteamiseen tuli esille mm. kenttätarkistuskäyntien merkeissä. Röksän hieitten tutkimuskorteista voidaan päätellä, että ainakin A. Palman on tehnyt vuonna 1934 tarkistuskäynnin Röksän lohkareelle, ottanut näytteen, ja siitä on tehty hie tutkimuksia varten. Samoin E. Aurola on käynyt vuonna 1936 Röksän lohkareen paikalla ja ottanut näytteen hiettä varten. Sauramo (1940) on pohtinut Röksän lohkareen kulkeutumismahdollisuuksia. Tarkempaa kuvausta käynneistä ei löytynyt. 25 4.4 Sortavalan lohkare Otamme tässä yhteydessä esille yhden erikoisuuden. Se on nykyisen Venäjän puolelta Helylästä, läheltä Sortavalaa vuonna 1939 löydetty kaukaisin OKU-tyypin lohkare. Jos oletetaan sen kulkeutuneen Outokummusta, kulkeutumismatkaksi tulee kartalta mitattuna 135 km. Huomautettakoon, että pyriittivaltainen lohkare on Cu-rikasta ja Zn-pitoista tyyppiä (5,10 % Cu ja 1,00 % Zn), mikä olisi antanut aihetta tarkistuksiin. Kuitenkin sotaa ennakoiva ilmapiiri esti ilmeisesti jatkotutkimukset. Mitään löytöhistoriaan liittyvää tarkempaa tietoa ei löytynyt; ja palanäyte M1202 on GTK:n Mkokoelmasta kateissa. Ainoastaan hieet ovat tallella (kuvat 11A ja 11B). A B Kuva 11. Kaksi mikrovalokuvaa Sortavalan lohkareesta tehdystä kiillotetusta ohuthieestä (KOH23164). Hieen koko 24 x 36 mm, kuva-alan leveys 72 mm, suurennos 2x: A. Kokohiekuvan mukaan Savonrannan lohkare on Zn- pitoista tyyppiä. 1 Nic. B. Heijastehiekuvan mukaan se edustaa rikkikiisuvaltaista suhteellisen Cu- ja Zn-rikasta malmityyppiä. Refl +. Fig. 11. Two photomicrographs of polished thin section (KOH 23164) of the Sortavala boulder. Thin section size is 24 x 36 mm, image area width 72 mm, magn. 2x: A. In Sortava boulder quartz is almost entirely gangue mineral forming also aggregates. 1Nic. B. The boulder represents pyritic sms massive ore type and it is relative rich in Cu and Zn. Refl+. 26 5 SAVONRANTA- TYYPIN MALMILOHKAREET JA MAHDOLLISTEN LÄHTÖALUEIDEN ARVIOINTIA Kivisalmen lohkareen löytymisen johdosta oli Trüstedtin toimesta suoritettu tutkimuskäyntejä myös Oriveden länsipuolella, koska aluksi lohkareen ajateltiin kulkeutuneen sieltä. Erityisen kiinnostuksen Oriveden länsipuolelle, nimenomaan Savonrannan alueeseen, aiheutti kuitenkin Hietajärven malmipuhkeaman löytyminen tietyömaan alta 1950-luvun alussa (Saastamoinen 1972). Ajankohta oli sopiva, sillä Outokumpu Oy:lle oli perustettu uusi Malminetsintäosasto vuonna 1951. Näin ollen uudelle etsintäorganisaatiolle tuli sopivasti todellinen haaste. Hietajärven malmin löytyminen aiheutti Savonrannan alueen tutkimusten virkistymisen. Niinpä 1950-luvulla Savonrannan alueella tehtiin lohkare-etsintöjä, geologista kartoitusta, geokemiallisia tutkimuksia ja geofysikaalisia mittauksia. Kairaus kohdistui Hietajärven puhkeamaan, mutta joitakin testireikiä tehtiin joidenkin ympäristön geofysikaalisten anomalioiden selvittämiseksi. Hietajärven esiintymä osoittautui kuitenkin melko pieneksi eikä muista kairauskohteista saatu lupaavia viitteitä (kuva 12) ja niinpä lisäviitteitä kaivattiin töiden jatkamiselle. Kuva 12. Savonranta-Rääkkylä-Kitee seudun Outokumpu-tyypin malmilohkareet, malmiviitteet ja esiintymät esitettynä GTK Active Map Explorer – kartalla. Lyhenteet ovat samat kuin kuvassa 2. Fig. 12. Outokumpu-type ore boulders, showings and deposits in the Savonranta –Rääkkylä-Kitee District presented in the GTK Active Explorer Map base. Abbreviations are same as in Fig. 2. 27 Uuden sysäyksen jatkotutkimuksiin antoi Kiteen malminetsintäkilpailun yhteydessä vuonna 1963 Heikki Karppasen lähettämä, Oriveden itärannalta löydetty Cu-Zn rikas kansannäyte. Outokummussa sille oli annettu nimi löytöpaikan mukaan ”Hylekaarteen lohkare”, mutta GTK:ssa laajemman alueen mukaan nimettynä ”Heinonniemen lohkare”. Analyysin mukaan lohkareessa oli Cu 6,94 %, Zn 2,5 % ja Co 0,18 %. Lohkare on rakenteeltaan breksioitunut. Pyöristyneet ja deformoituneet kloriitista ja kvartsista koostuvat fragmentit ovat kuparikiisu- ja sinkkivälkekehien ympäröimiä (kuvat 13A ja 13B). Magneettikiisua esiintyy epätasaisesti ja rikkikiisua vain satunnaisesti. Lohkareesta löytyy jäänteitä tremoliitista ja antofylliitistä sekä resorboituneista maasälpärakeista. Lohkareessa on lisäksi fluoriittia ja joitakin punaisia granaattirakeita. A B Kuva 13. Kaksi mikrovalokuvaa Hylekaarteen lohkareesta tehdystä kiillotetusta ohuthieestä (KOH 23931). Hieen koko 24 x 36 mm, kuva-alan leveys 72 mm, suurennos 2x: A. Kokohiekuvasta erottuu kvartsikasaumia ja kloriittiliistakkeita. Nic+. B. Heijastehiekuvassa näkyy erikoinen breksiarakenne, jossa pääosin kvartsikloriitti-magneettikiisu-aggregaatit ovat kuparikiisun ja sinkkivälkkeen reunustamia. Refl +. Fig. 13. Two photomicrographs of polished thin section of Hylekaare boulder (KOH 23931) illustrating the breccia structure of the boulder. Thin section size is 24 x 36 mm, image area width 72 mm, magn. 2x: A. Thin section photo is showing that quartz and chlorite are main gangue minerals forming together with pyrrhotite fractured aggregates. Nic +. B. Reflex thin section photo is showing that those aggregates are irregularly rimmed by chalcopyrite and sphalerite. Refl +. Hylekaarteen lohkareen löytöpaikalta oli kallion uurteista saatu suuntia 280°-290° ja oletettu sen kulkeutuneen Savonrannan keskustan suunnalta. Myöhemmin lohkareen löytöpaikalle tehdyn tutkimuskuopan nuoremmasta moreenista on saatu suuntaus 295°, mutta lähialueelta nuoremman moreenin alla olevasta vanhemmasta moreenista suuntaus oli 335° (Hirvas & Nenonen 1980). Vanhempi suuntaus sopisi paremmin Hietajärven esiintymään, mutta Hylekaarteen lohkareen ulkoasu 28 on kovin erilainen kuin Hietajärven näytteissä (kuvat 14A ja 14B). Näin ollen monivaiheisen pitemmän kuljetuksen mahdollisuutta ei voi sulkea pois (nk. kompleksikuljetus). Joka tapauksessa lohkare antoi Outokumpu Oy:n malminetsinnälle 1960-luvun puolivälissä aiheen tehdä malmitutkimuksia Savonrannan keskustan ja Hietajärven väliselle alueelle käsittäen lentomittauksia, alueellista kartoitusta ja geokemiallista näytteenottoa ja tehostettua lohkare-etsintää (Saastamoinen 1972). A B Kuva 14. Kaksi mikrovalokuvaa Hietajärven kairansydännäytteestä (R8/ 41,95m) tehdystä kiillotetusta ohuthieestä (KOH 23961). Kairasydännäyte edustaa Zn-rikasta raitaa magneettikiisuvaltaisessa malmissa. Hieen koko 24 x 24 mm. A) Kokohiekuvassa näkyy punaruskeina ketjumaisina läiskinä ja pirotteena sinkkivälkettä. 1Nic. B) Heijastehiekuvasta näkyy, että repaleiset sinkkivälkeketjut osittain reunustavat kvartsi-diopsidikarbonaattikasaumia. Kuparikiisupirotetta on vain harvakseltaan. Refl+. Fig. 14. Two photomicrographs of polished thin section (KOH 23961) of the drill core sample R8/ 41.95m of Hietajärvi deposit illustrating the structure of the sample. Thin section size 24 x 24 mm. A. Thin section photo is showing that quartz, diopside and carbonate are main gangue minerals forming matrix. 1 Nic. B) Reflex thin section photo is representing Zn–rich bands in Hietajärvi ore where sphalerite is ocurring mainly irregularly distributed dissemination in matrix, partly forming changes. Refl +. Kesien 1965 - 1968 aikana lohkare-etsintöjen tuloksena löytyi neljä uutta kiinnostavaa malmilohkaretta: Sotasaari I, Sotasaari II, Ryttylä ja Retula. Niiden löytöpaikat muodostavat kartalla lyhyen lohkarejonopätkän ja joista Retulan lohkare on läntisin (kuvat 15 A-H). Hylekaarteen lohkareen sijainti osuu kartalla näennäisesti em. jonopätkän itäiselle jatkeelle, mutta se ei näytä kuuluvan samaan joukkoon. 29 Savonrannan malmilohkareille on tyypillistä tietynlainen rakenne. Niissä magneettikiisuvaltainen sufidimateriaali breksioi pääosin kvartsista ja diopsidista koostuvia fragmentteja, jotka ovat reunoiltaan uudelleenkiteytymisessä vaihtelevasti pyöristyneet. Tässä yhteydessä on syytä mainita, että Savonrannan lohkareet ovat herkästi rapautuvaa tyyppiä ja pala-näytteet ovat täysin tuhoutuneet. Onneksi lähes kaikki kiillotetut ohuthieet ovat säilyneet. Lohkareiden Sotasaari I-II, Ryttylä ja Retula breksiarakennne näkyy hyvin näiden lohkareiden ohuthieistä otetussa kuvasarjassa (kuvat 15 A-H). Edellä mainituissa lohkareissa on vaihteleva määrä sinkkivälkettä ja kuparikiisua, mutta rikkikiisu puuttuu. Lohkareiden parhaimmista pitoisuuksista mainittakoon Ryttylän pitoisuudet, Zn 7,6 %, Cu 0,46 % ja Co 0,16 % sekä Retulan lohkareen pitoisuudet Zn 3,48 %, Cu 0,89 % ja Co 0,19 %. Retulan lohkare painoi noin 600 kg ja siitä analysoitiin kookas näyte (Saastamoinen 1972). Kuva 15. Mikrovalokuvia Savonrannan lohkareiden kiillotetuista ohuthieistä, jotka edustavat magneettikiisutyypin breksiarakenteisia lohkareita, joille on tyypillistä kohonnut Zn-pitoisuus breksioivassa magneettikiisuvaltaisessa matriksissa. Hieiden koko 24 x 36 mm, kuva-alan leveys 72 mm, suurennos 2x: Fig. 15. Photomicrographs of polished thin sections from pyrrhotitic breccia -type Savonranta boulders typically showing elevated Zn content in in pyrrhotitic breccia matrix. Thin section size is 24 x 36 mm, image area width 72 mm, magn. 2x: A B A. Sotasaari I:n kokohiekuvassa (KOH23930) näkyvät fragmentit ovat pääosin kvartsia. 1Nic. A. Sotasaari I thin section photo is showing that weakly rounded fragments in matrix are consisting mainly quartz aggregates (KOH 23930). B. Sotasaari I:n heijastehiekuvassa (sama hie) näkyy fragmenttien uudelleenkiteytymisen tuottama lievä pyöristyneisyys sekä sinkkivälkkeen vähäinen määrä magneettikiisurikkaassa matriksissa. Refl +. B. Sotasaari I thin section reflex photo is showing that pyrrhotitic matrix contains only little sphalerite (same thin section). Refl +. 30 D C C. Sotasaari II:n kokohiekuvassa (KOH23931) fragmentit ovat pääosin kvartsia ja diopsidia. 1 Nic. C. Sotasaari II thin section photo is showing that fragments in matrix are mainly quartz and diopside aggregates (KOH 23931). D. Sotasaari II:n heijastehiekuvassa (sama hie) magneettikiisuvaltaisen matriksin ruskea värisävy johtuu mukana olevasta sinkkivälkkeestä (Zn=9,40 %). Refl +. D. Sotasaari II thin section reflex photo is showing that the color of matrix is brownish because of its high sphalerite content (9.40 % Zn). Refl +. E F E. Ryttylän lohkareen kokohiekuvasta (KOH 23929) näkyy kvartsifragmenttien rikkonaisuus. 1 Nic. E. Ryttylä thin section photo is showing that quartz fragments are badly smashed (KOH 23929). F. Ryttylän lohkareen heijastehiekuvassa (sama hie) magneettikiisuvaltaisen matriksin ruskea värisävy johtuu sinkkivälkkeestä (Zn=9,20 %). Refl +. F. Ryttylä thin section reflex photo is showing that the color of matrix is brownish because of its high sphalerite content (9.20 % Zn). Refl +. 31 G H G. Retulan lohkareen kokohiekuvasta (KOH 23937) näkyy, että kvartsifragmentit ovat osittain hajonneita. 1 Nic. G.Retula thin section photo is showing that quartz fragments are badly smashed (KOH 23937). H. Retulan lohkareen heijastehiekuvasta (sama hie) näkyy, että sinkkivälkkeen määrä matriksissa on selvästi pienempi kuin monissa em. lohkareissa (Zn =2,05 %). Refl +. H. Retula thin section reflex photo is showing that pyrrhotitic matrix contains somewhat sphalerite (2.05% Zn. Refl +. Kahden Zn- pitoisuuksiltaan parhaimman lohkareen, Ryttylän ja Retulan, löytöympäristössä tehtiin tarkempia tutkimuksia (Saastamoinen 1972). Ryttylänniemellä tehtiin moreenitutkimuksia, geofysikaalisia mittauksia ja kairattiin kaksi testireikää. Tutkimuksissa ei löytynyt malmiviitteitä. Retulan lohkareen lähialueelle kohdistettiin enemmän tutkimuksia, koska se oli lohkarejonon läntisin kärkilohkare. Alueella tehtiin geokemiallisia moreenitutkimuksia, geofysikaalisia mittauksia, tutkimuskaivantoja sekä kairattiin 9 lyhyttä reikää. Mineralisoitumisen merkkejä ei sielläkään kairauksella todettu. Tutkitun alueen länsipuolinen alue on järvien rikkomaa ja hankalasti tutkittavaa eikä se rohkaissut myöhemminkään jatkamaan tutkimuksia länteen päin. Näyttää ilmeiseltä, että lohkareet ovat lähtöisin tuntemattoman OKU-esiintymän pintaan puhkeavasta breksiavyöhykkeestä. Jos esiintymä olisi suurikokoinen, se olisi jo löydetty. Näin ollen töiden jatkaminen edellyttäisi paljon lisätöitä. Tässä yhteydessä on aihetta todeta, että Malmikaivos Oy tietoisena Outokummun löytämistä malmilohkareista, teki samoihin aikoihin malmitutkimuksia em. lohkarejonon pohjoispuolella ja onnistui paikantamaan sieltä pienen matalan pitoisuuden Cu-esiintymän nimeltä Kettukumpu, joka ei sijain- 32 tinsa ja malmiaineksen täysin erilaisen rakenteensa perusteella voi olla em. lohkareiden lähtöalue (kuvat 16A ja 16B). A B Kuva 16. Kaksi mikrovalokuvaa Kettukummun kairausnäytteestä (R1-91.20 m) tehdystä kiillotetusta ohuthieestä (KOH Sarv-R1/91.20). Hieen koko 24 x 36 mm, kuva-alan leveys 72 mm, suurennos 2x: A) Näyte edustaa karsikiviin liittyvää ”low grade Cu and Ni ” mineralisatiota. Kokohiekuvassa näkyy runsaasti diopsidija tremoliittikimppuja karbonaattipitoisessa matriksissa. Nic +. B) Heijastehiekuvassa (sama hie) magneettikiisu esiintyy osin pirotteena ja osin ketjumaisina rakenteina, kuparikiisun määrä vähäinen. Refl +. Fig. 16. Two Photomicrographs of polished thin sections (KOH Savr- R1-91.20m) representing skarn rocks related to Kettukumpu sulphide mineralization (low Cu); drill core R1-91.20m. Thin section size is 24 x 36 mm, image area width 72 mm, magn. 2x: A) Thin section photo is showing tremolite and diopside are forming radial bundles in carbonate-bearing matrix. Nic+. B) Reflex thin section photo is showing that pyrrhotite occurs as dissemination and also as net like connected grains with little chalcopyrite. Refl+. Kun Outokumpu Oy:n Malminetsintä oli vuosien varrella, erityisesti 1960 - 1970-luvuilla, tehnyt laajoilla alueilla geologisia kartoituksia malmitutkimustensa pohjaksi, oli opittu tunnistamaan Cumalmeille otolliset – ”serpentiniittivyöhykkeet”. Näistä vyöhykkeistä on hyvä kuvaus Huhman (1975) laatimassa kolmen kallioperäkarttalehden (4222, 4224 ja 4311) selitysosassa (kuva 17). Se loi hyvät raamit jatkotutkimuksille; vrt. myöhemmin ”Outokumpu- assosiaatio” Koistinen (1981). Tarkempi kuvaus tässä luvussa mainitusta kahdesta mineralisaatiosta, Hietajärvestä ja Kettukummusta, löytyy GEOMEX-raportista. 33 Kuva 17. Pohjois-Karjalan Outokumpu-tyypin malmipotentiaalisten vyöhykkeiden yksinkertaistettu geologinen kartta (muokattu A. Huhman 1975, kuvasta 5 / lisätty myös mineralisaatiot Kylylahti ja Kettukumpu). Fig. 17. Simplified geological map of the North Karelian Outokumpu-type ore potential zones (map modified after A. Huhma 1975, Figure 5). Mineralizations Kylylahti and Kettukumpu added later. 34 6 POTOSKAVAARAN MALMILOHKAREEN KÄYNNISTÄMÄT TUTKIMUKSET POHJOIS-KARJALASSA 1970- LUVULLA Malminetsinnän kannalta eräs mielenkiintoisimmista löydöistä oli Potoskavaaran Cu-rikkaan lohkareen löytyminen vuonna 1970. Lohkareen Cu-pitoisuus oli 10 % ja se oli OKU-tyypin lohkare. Lohkare löytyi GTK:n kallioperäkartoituksen yhteydessä. Kartoitusta tehtiin Potoskavaaran alueella Kiteen kallioperäkarttaa varten (kuva 18). Lohkareen (kuva 19A) löysi kartoittava geologi O. Nykänen. Lohkare oli isokokoinen, laattamainen ja useaan osaan hajonnut. Löytöpaikka oli supassa Salpausselkä II:n itäpuolella. Rikkonaisuuden ja suuren koon vuoksi sen arveltiin olevan peräisin lähialueelta. OKU-lohkareiden isäntäkivenä pidettiin tuohon aikaan yleisesti nykyisestä poiketen kvartsiittia. Geologi O. Nykäsen suosituksesta n. 3 km päässä lohkareesta sijaitsevalla mustaliuske- kvartsiittivyöhykkeeelle tehtiin ensin pienialainen sähkömagneettinen mittaus. Kvartsiittivyöhykkeeseen liittyvä slingram- anomalia tarkistettiin kairaamalla. Anomalian aiheutti kvartsiitin heikko magneettikiisupirote. Läheiseltä tietyömaalta löytyi lisäksi kaksi pyöristynyttä (Ø 40- 50 cm) OKU-tyypin karsilohkaretta, joissa oli kromidiopsidia, uvaroviittia ja rikkikiisupirotetta. Tämä oli selvä viite pitkästä kuljetuksesta (Pekkarinen 1974). Vastaava tutkija on myöhemmin todennut kairauksessa lävistetyn kvartsiitin kuuluvan Ala-Kalevan (Lower Kaleva) pohjalla (Luku 1/ kuva 1) sijaitsevaan harmaaseen kvartsiittiin. (Pekkarinen 1979). Näin ollen Potoskavaaran alueen tutkimukset pian keskeytettiin ja ne siirtyivät muille kohdealueille. Mainittakoon, että Potoskavaaran lohkareen löytöpaikalta on noin 100 km Outokumpuun. 35 Kuva 18. Yksinkertaistettu Kiteen alueen geologinen kartta (Nykäsen 1972 kartasta). Kartalla on osoitettu Potoskavaaran lohkareen löytöpaikka. Lyhenteet: msh1= Ala-Kalevan kiilleliuske, msh2= Ylä-Kalevan kiilleliuske, qz= kvartsiitti, gr= graniitti, vol= vulkaniitti ja tr=trondhjemiitti. Fig. 18. Simplified geological map of the Kitee area (modified after Nykänen 1972). The discovery place of the Potoskavaara boulder also shown. Abbreviations: msh1= Lower Kalevian mica shist, msh2= Upper Kalevian mica schist, qz=quartzite, gr=granite, vol= volcanite, tr=trondhjemite. Potoskavaaran rikkaan Cu-malmilohkareen innoittamana GTK käynnisti laajat malmitutkimukset Pohjois-Karjalassa aina Kiteeltä Rääkkylään ja Kontiolahden Selkien alueelle saakka. Tarkoitus oli löytää uusia lohkareita, mutta ainoastaan yksi uusi lohkare ”Karvonen” = Kastelampi löydettiin vuonna 1972 (kuva 19B). Lisämäärityksiä varten tarkoitus oli myös käydä ottamassa li- 36 sää näytteitä vanhojen lohkareiden löytöpaikoilta. Tuloksena oli, että useita vanhoja lohkareita pystyttiin paikantamaan ja niistä saatiin näytteitä muita tutkimuksia varten (kuva 20). A B Kuva 19. Kuvia kahdesta 1970-luvun alussa löydetystä lupaavasta OKU-tyypin lohkareesta. A) Timanttisahapintainen laatta Potoskavaaran Cu-rikkaasta lohkareesta (Cu 10,2 %.). Näytteen koko 4 x 6.8 cm. B) Timanttisahapintainen laatta Karvosen lohkareesta, rikkikiisuvaltainen tyyppi. Cu-pitoisuus vaihteleva (max 4,95 % ). Kuvatussa näytteessä Cu-pitoisuus on alhainen (Cu 0,26 %). Näytteen koko 3.3. x 4.9 cm. Fig. 19. Photographs of two in the early 1970s found interesting ore boulders which aroused great expectations, but dispointing. Sample size 4 x 6.8 cm. A) Diamond-sawn surface of a plate from Cu-rich (Cu 10.2 %) Potoskavaara boulder. B) Karvonen = Kastelampi boulder, pyritic ms type and Cu content varies much (max. Cu 4.95 %); in this sample Cu content is low, about 0.26%. Sample size 3.3 x 4.9 cm. 37 Kuva 20. Ikolansaaren malmilohkare on löydetty melkein veden rajasta. Kuvassa L. Hyvärinen tutkii lohkaretta. Lohkareen pinnassa on näkyvissä paljon kvartsikivifragmentteja (vaaleat läiskät). Kuva: Kari A. Kinnunen 1979. Fig. 20. Ikolansaari bouder has been found near water’s edge. In the picture L. Hyvärinen examines the boulder. On the surface of the boulder lot of quartz fragments (light platches). Photo: Kari A. Kinnunen 1979. 1970 – luvun yleisen lohkare-etsintäbuumin innoittamana L. Hyvärinen, K. Kauranne ja V. Yletyinen (1973) julkaisivat tavanomaisen lohkare-etsinnän tuloksia käsittelevän raportin, jossa yhtenä esimerkkinä olivat OKU-tyypin lohkareet Pohjois-Karjalassa. Heidän mukaansa uurteet ja moreenin kivien suuntaukset edustivat kolmea erilaista jäätikön kuljetussuuntaa, joista pohjois-eteläinen on niistä vanhin ja länsi-itäinen nuorin (kuva 21). 38 Kuva 21. Lohkarejono koostuu kolmesta lohkareiden pääkeskittymästä, jotka ovat muodostuneet vähintään kahden erilaisen jäätikön liikkeen vaikutuksesta. Hyvärinen et al. (1973, Fig. 3) olettivat kaikkien kaavion lohkareiden olevan peräisin Outokummusta. Fig. 21. Boulder train consisting of three main boulder concentrations produced by at least two different glacier movements. According to Hyvärinen et al. (1973/Fig. 3) all boulders probably originate from Outokumpu. 39 Tapausta ”OKU-tyypin lohkareet” he tulkitsivat niin, että Pohjois-Karjalassa on kolme lohkarekeskittymää, kolmella eri alueella. Perustuen väljään tulkintaan Co / Ni-suhteesta ja paragenesiksen identtisyydestä OKU-tyypin malmeissa sekä edellä mainituissa lohkarejonoissa, he ehdottivat, että kaikkien esillä olleiden OKU-tyypin lohkareiden lähtöalue on Outokummussa. Raportissaan tekijät kuitenkin toteavat varauksellisesti ”koska alueella on muitakin samankaltaisia mineralisaatiotyyppejä, kuten Luikonlahti, ei tällaista käsitystä voi pitää täysin todistettuna”. 7 FLUIDISULKEUMATUTKIMUKSEN SOVELTUVUUDESTA OKU-TYYPIN MALMILOHKAREIDEN TYYPITTELYSSÄ JA LÄHTÖALUEEN MÄÄRITTÄMISESSÄ? GTK:ssa oli 1970-luvun lopussa saatu tiettyjen mineraalien fluidisulkeumatutkimuksilla hyviä tuloksia niiden tyypittelyssä. Tästä syystä GTK:ssa vuonna 1979 syntyi ajatus testata, miten fluidisulkeumatutkimus soveltuisi tunnettujen OKU-tyyppisten malmilohkareiden tyypittelyyn ja samalla apukeinoksi lohkareiden lähtöalueen osoittamiseen. Tutkimusta varten oli käytettävissä 17 lohkarenäytettä ja kairausnäytteitä OKU-tyypin malmipuhkeamista Luikonlahdesta, Saramäestä, Riihilahdesta, Outokummusta (Kumpu B ja Kaasila) ja Hietajärvestä. Erityinen kiinnostus kohdistui Kumpu B-Kaasilan puhkeamiin, joihin oli kairattu erilaisten tutkimusnäytteiden saamiseksi kolme lyhyttä reikää. Lisäksi sahaamalla oli otettu muutama suunnattu näyte metamorfisista struktuureista (Koistinen 1979). Tutkituista näytteistä tehtiin normaalien hieiden ohella myös erikoishieet sulkeumatutkimusta varten (Kinnunen 1981). Fluidisulkeumat ovat mikroskooppisia neste- ja kaasusulkeumia, jotka ovat jääneet sulkeuksiin kiteisiin ja joista voidaan saada informaatiota ko. mineraalin syntyolosuhteista. Tutkimuksessa tutkittavana mineraalina käytettiin kromidiopsidia. Kromidiopsidi on yleinen Outokummun malmin sivukivinä esiintyvissä karsi- ja kvartsikivissä, mutta muuten harvinainen harmemineraali semi- ja massiivisessa malmissa (kuva 22). Diopsidin primaarit fluidisulkeumat osoittautuivat hyvin samankaltaisiksi kaikissa näytteissä, todisteena samankaltaisista kiteytymisolosuhteista (Kts. luku 12). 40 Kuva 22. Detaljikuva Mökkivaaran pieneltä louhokselta, josta on louhittu kromidiopsidia ja uvaroviittia lähinnä korukiviksi. Kuvan alapuolisko (vihreä) kuvaa kromidiopsidia, jossa mukana harvakseltaan on uvaroviittikiteitä. Kuvan vaaleampi yläosa esittää birbiriittistä kvartsikiveä. Valokuvatun alan leveys 45 cm. Kuva: L.J.Pekkarinen. Fig. 22. Detailed image of the small quarry at Mökkivaara , where chromium diopside and uvarovite has been excavated for gemstonen material. Lower part in picture illustrates chromium diopside (green) and upper part birbiritic quartz rock (light gray). Photo area size 45 cm. Photo: L.J.Pekkarinen. Tästä syystä tutkimukseen tilalle oli otettu kvartsin sekundaariset fluidisulkeumat. KumpuB- Kaasilan malmipuhkeamissa ja lohkareissa oli havaittu kolmea kvartsityyppiä: massiivisen malmin harmeena oleva kvartsi ja massiivista malmia leikkaavat ja usein budinoituneet kvartsijuonet (kuva 23) sekä massiivisen malmin kvartsikivi-fragmenttien hienorakeinen kvartsi. 41 Kuva 23. Detajikuva timanttisahapintaisesta Kivisalmen lohkarelaatasta, jossa näkyy kaarevia kaarevia raitoja sekä vaaleita ja punertavia budinoituneita kvartsijuonia. Paikka: Geonäyttely GTK Itä-Suomen toimisto /Kuopio. Kuva-alan koko 11 x 16 cm. Kuva: S. Hietala, GTK. Fig. 23. Detail image of the diamond-sawn surface of a plate from Kivisalmi boulder showing curved banding with boudinated light and reddish quartz dykes. Place: Geo Exhibition in GTK/Kuopio. Photo area size 11 x 16 cm. Photo: S. Hietala, GTK. Tässä yhteydessä on syytä huomauttaa, että kvartsin fuidisulkeumien valinta tutkimukseen osoittautui tulosten tulkinnan kannalta ongelmalliseksi, sillä myöhempien tutkimusten perusteella (Peltonen ym. 2006) on osoitettu, että niissä kvartsi ei ole alkuperältään sedimentogeenista, vaan kyse on obduktion aikaisesta serpentiniittimassan reuna-vyöhykkeen karbonaattiutumisen ja silikaattiutumisen muuttumisketjun lopputuotteista, listveniitistä sekä birbiriitistä (Auclair ym. 1993, Kontinen ym. 2006). Listweniitin ja birbiriitin metamorfisia vastineita edustavat karsi- ja kvartsikivet mutta niillä ei ole geneettistä yhteyttä massiiviseen malmiin. 42 Kinnusen (1981) mukaan OKU-tyyppisissä lohkareissa ja Kumpu B:n & Kaasilan puhkeamien kairausnäytteiden kvartsirakeissa on useita erilaisia fluidisulkeumatyyppejä eri suunnissa. Kinnusen raportin mukaan puhkeamanäytteiden ja eräiden lohkareiden (Kettulankatu, Kivisalmi ja Selkien lohkareet) sulkeumissa on sellaisia yhdenmukaisuuksia, että ne voisivat olla peräisin ko. puhkeamista. Kuitenkin osasta lohkareita löytyi myös puhkeamista poikkeavia sulkeumatyyppejä. Samoin toisaalta jotkin sulkeumatyypit esiintyvät harvakseen, niinpä ne eivät välttämättä osu tutkittavaan näytteeseen. Sellaisen sulkeumatyypin puuttuminen ei välttämättä ole poissulkeva ominaisuus. Kvartsin fluidisulkeuma-datan perusteella Kinnunen (1981) on sijoittanut lohkareet kolmeen lohkareviuhkaan, joiden rajaamiseen hän on käyttänyt Revon (1957), Punkarin (1979) ja Hirvaksen (1980) esittämiä jäätikön kuljetussuuntia (kuva 24). 43 Kuva 24. Karttakaavio, joka esittää fluidisulkeumatutkimuksen tuloksia. Kaavio on laadittu modifioimalla Kinnusen 1981 esittämiä kaavioita 3 ja 5 ja yhdistämällä ne. Outokumpu tyypin malmipuhkeamat: A) Luikonlahti, B) Saramäki, C) Riihilahti, D) Outokumpu (Kumpu B & Kaasila), E) Hietajärvi, F) Kylylahti (lisätty myöhemmin). Outokumpu- vyöhyke (paksu musta viiva) Huhman (1975, kuva 5) mukaan. Outokumpu-tyypin lohkareet: 1) Kettulankatu, 2) Vanaja, 3) Selkie II, 4) Röksä, 5) Karvonen, 6) Kivisalmi, 7) Retula, 8) Ryttylä, 9) Sotasaari I, 10) Sotasaari II, 11) Hylekaarre=Heinonniemi, 12) Enanniemi, 13) Ikolansaari, 14) Muljula, 15) Potoskavaara, 16) Rokkala, 17) Sortavala. Fig. 24. Schematic map showing the fluid inclusion study results. The map is modified after Kinnunen 1981; mainly combining Figs 3 and 5. Outokumpu-type ore outcrops: A) Luikonlahti, B) Saramäki, C) Riihilahti, D) Outokumpu (Kumpu B & Kaasila), E) Hietajärvi and F) Kylylahti (added). Outokumpu zone (black line) after Huhma (1975, Fig. 5). OKU-type ore boulders: 1) Kettulankatu, 2) Vanaja, 3) Selkie II, 4)Röksä, 5) Karvonen, 6) Kivisalmi, 7) Retula, 8) Ryttylä, 9) Sotasaari I, 10) Sotasaari II, 11) Heinonniemi= Hylekaarre, 12) Enanniemi, 13) Ikolansaari, 14) Muljula, 15) Potoskavaara, 16) Rokkala and 17) Sortavala. 44 Lohkareiden ryhmittely kolmeen viuhkaan sulkeumien perusteella (Kinnunen 1981): 1) Outokummusta peräisin olevien lohkareiden viuhka (Kettulankadun, Kivisalmen ja Selkien lohkareet, ehdollisena Sortavalan lohkare). 2) Pohjoinen viuhka (lohkareet: Karvonen, Röksä ja Vanaja). Lähtöalue välillä Polvijärvi – Kaavi. 3) Eteläinen viuhka (lohkareet: Enanniemi, Hylekaarre (=Heinonniemi), Potoskavaara, Retula, Ryttylä, Sotasaari I ja II ja ehdollisena Ikolansaari ja Muljula). Lähtöalue Savonrannan suunnalla. Johtopäätökset edellä olevasta ryhmittelystä muiden luokittelumenetelmien perusteella: Viuhka 1: Fluidisulkeumatutkimuksen perusteella lohkareet Kettulankatu, Kivisalmi ja Selkien lohkareet sekä ehdollisena Sortavalan lohkare kuuluisivat Outokummusta peräisin oleviin lohkareihin. Kuitenkin eteläiseen viuhkaan luettujen lohkareiden Enanniemi, Ikolansaari, Potoskavaara, Muljula ja Rokkala osalta fluidisulkeumatutkimus näyttää antavan väärän signaalin. Syyksi voidaan todeta se, että ne ovat peräisin sellaisesta paikasta malmia, johon on tullut myöhemmässä deformaatiossa lisää sekundääristä kvartsia, mikä tulee selkeästi esille samojen näytteiden petrofysikaalisten määritysten tulkinnassa Luvussa 10 (kuva 49). Näin ollen viimeksi mainittujenkin lohkareiden lähtöalue olisi mitä ilmeisimmin KumpuB-Kaasilan puhkeamissa. Viuhka 2: Karvosen ja Röksän lohkareista muillakin menetelmillä todetut ominaisuudet viittaisivat KumpuB-Kaasilan puhkeamiin; Vanajan näytteen mikrojuoni puolestaan viittaa selkeästi Luikonlahteen. Viuhka 3: Tähän viuhkaan pitäisi lukea ainoastaan magneettikiisupitoista malmityyppiä edustavat ns. Savonrannan lohkareet (Retula, Ryttylä, Sotasaari I ja II), joiden lähtöalueet ovat otaksuttavasti Savonrannan seudulla, mutta Hylekaarten lohkareella on täysin erilainen ulkoasu ja kuljetussuunnassa on vaihtoehtoja. 45 On todettava, että fluidisulkeumat eivät tässä tapauksessa osoittautuneet sopivaksi työkaluksi tavanomaiseen lohkarejäljitykseen, mikä johtunee nimenomaan birbiriittisen kvartsin ja OKU-tyypin malmien geneettisesti erillisistä ja monivaiheisista synty- ja deformaatioprosesseista. Näin ollen katsoisimme, että ainoastaan tietyissä tapauksissa, joissa malmin synty ei ole niin monivaiheinen kuin Outokumpu-tyypin malmeissa, fluidisulkeumien avulla on mahdollista korreloida ja jäljittää lohkareita alkuperäisiin puhkeamiinsa. 46 8 GTK:N MAAPERÄTUTKIMUKSIEN TULOSTEN TARKASTELUA Geologian tutkimuskeskus teki 1979 yhdeksän hyvälaatuisen Outokumpu-tyypin lohkareen löytöpaikoilla tutkimuskuoppia moreenin stratigrafian ja mannerjäätikön virtaussuuntien määrityksiä varten Enanniemen, Ikolansaaren, Muljulan, Potoskavaaran, Rokkalan, Selkien, Röksän, Sarvingin ja Kastelammen lohkareista niiden alkuperän selvittämiseksi (Hirvas ja Nenonen 1980). Hirvas ym. (1980) totesivat, että jäätiköitymisen varhaisemmassa vaiheessa virtaus on ollut luoteesta kaakkoon (ns. vanhempi jäätikön virtaus). Jäätikön reunan pysähtyessä alueelle syntyivät Salpausselän I ja II reunamuodostumat. Jäätikkö oli tuolloin jakautunut kahdeksi suureksi jäätikköloobiksi, joissa jään virtaus oli kohden sulavaa reunaa. Järvi-Suomen jäätikkö-loobissa virtaus oli likimain lännestä itään ja Pohjois-Karjalan jäätikköloobissa pohjoisluoteesta eteläkaakkoon (kuva 25). Kuva 25. Pohjois-Karjalan OKU-tyypin lohkareseurueet (muokattu Hirvas & Nenonen 1981 kartasta) Fig. 25. Boulder trains in North Karelia (modified after Hirvas and Nenonen 1981). 47 8.1 Tutkimuskaivannoista tehtyjen havaintojen tarkastelua Hirvas ym. (1980) mukaan Kaasilan puhkeaman maaleikkauksessa esiintyy kahden vaiheen moreenia. Puhkeaman ylemmät osat pelkästään nuoremman moreenin peitossa, joka on huonosti suuntautunutta. Puhkeaman alemmat osat ovat vanhemman moreenin peitossa ja siinä on todettu suuntaus 325°. Tämän moreenin alla kallion pinnassa on jäätikön uurteita suunnassa 340°-345°. Enanniemen, Ikolansaaren ja Muljulan lohkareet muodostavat näennäisesti ns. Savonrannan lohkarejonon itäisen jatkeen (vrt. Kinnunen 1979). GTK:n tekemissä tutkimuskaivannoissa tuli esille, että kyseiset lohkareet ovat kulkeutuneet pitkän matkan nuoremman jäätikön virtauksen (280°-295°) mukana, ja siinä tapauksessa voisivat olla peräisin Savonrannan alueelta. Asia ei ole kuitenkaan niin selvä, sillä jo Rääkkylän itäpuolella Rasinvaaran alueella on tavattu vanhemman luoteesta tapahtuneen jäätikön virtauksen kulutusmerkit. Näin ollen em. lohkareilla on takanaan monivaiheinen kuljetushistoria, ja sopivin lähtöalue on Outokumpu. Savonrannan lohkareita, mukaan lukien Hylekaarteen (=Heinonniemen) lohkare, on käsitelty jo aiemmin luvussa 5. Samoin Potoskavaaran lohkaretta on käsitelty jo aiemmin luvussa 6 joten tässä yhteydessä esitetään vain joitakin täydennyksiä. Hirvas ym. (1980) mukaan Potoskavaaran lohkare on löydetty supasta Salpausselkä I:sen proksimaaliosasta, ja se on kulkeutunut viime vaiheessa löytöpaikalleen jäätikön nuoremman virtausvaiheen (280°) aikana. Löytöpaikasta n. 6 km N suunnassa, Salpausselkien välissä on vanhempaa moreenia, jossa suuntaus on 335°. Näin ollen lohkareella on takanaan monivaiheinen pitkä kuljetus, otaksuttavasti Outokummun malmipuhkeamista (suora etäisyys Outokumpuun n.100 km). Molemmat Selkien lohkareet I ja II ovat löytyneet jäätikön nuoremman virtausvaiheen kerrostaman moreenin pinnalta. Tutkimuskaivannosta löytynyt kromidiopsidikarsilohkare ja Selkie II:n sisältämät Cr-mineraalit viittaavat Outokumpuun. Myös Röksän lohkare on löytynyt nuoremmasta moreenista ja kuljetussuunnat sopivat Outokumpuun. Karvonsen lohkare (=Kastelampi) on löydetty paikallisen pohjamoreenin pinnalta. Lohkare on pääosin rikkikiisuraitaista tyyppiä ja muistuttaa Kumpu B- puhkeaman malmilaatan pintaosan tyyppejä. Sarvingin lohkare on löydetty nuoremman 48 moreenin pintaosasta, kuljetus on poikkeava (305°) ja malmityyppi muistuttaa rakenteensa ja apliittisen mikrojuonen perusteella Luikonlahden malmia. Vuosina 1980 -1982 oli tekeillä Kivisalmen kanavan levennystyö, joka tarjosi tilaisuuden GTK:n maaperägeologeille saada lisävalaistusta Kivisalmen lohkareen kulkeutumisvaiheisiin (Hirvas 1980; Hirvas ja Nenonen 1981). Kivisalmen 3,9 km pitkältä kanavaosuudelta poistettiin suuri määrä maaainesta, joten hyviä maaperäleikkauksia oli runsaasti tarjolla tutkittavaksi (kuva 26). Kuva 26. Kivisalmen lohkaretta kuljettaneet jäätikön virtausvaiheet. Kuva: Tapani Tervo, GTK. Fig. 26. Glacial flow stages which have transported the Kivisalmi boulder. Photo: T. Tervo /GTK. Maansiirtotöiden yhteydessä löytyi alkuperäisen Kivisalmen malmilohkareen räjäytyskappale kanavan pohjalla olevasta ablaatio-moreenista (kuva 27). Muita OKU-tyypin lohkareita ei löytynyt. Kivisalmen lohkareen räjäytyskappaletta esittävästä kuvasta näkyy, että lohkare on hyvin pyöristynyt ja ilmeisesti kulkeutunut pitkän matkan. Lohkareessa huomio kiinnittyy sen päässä näkyviin kvartsikivifragmentteihin, jotka ovat samankalaisia kuin Ikolansaaren lohkareessa (Luku 6/kuva 20). Tämä oli onnekas löytö, sillä muita räjäytyskappaleita ei ole enää löydetty paikalta (osa käytetty kanavan reunuksen rakentamiseen). 49 Kuva 27. Alkuperäisen Kivisalmen lohkareen räjäytyskappale on löydetty 1980 Kivisalmen kanavan syvennyskaivausten yhteydessä. Lohkareen pyöristynyt muoto on hyvin näkyvissä. Lisäksi lohkareen päässä näkyy vaaleita kvartsikivifragmentteja. Kuva: H. Hirvas 1981. Fig. 27. Fragment of the original Kivisalmi ore boulder found in connection with 1981 canal excavation. The rounded shape of the boulder is visible. Photo: H.Hirvas 1981. Hirvaksen ja Nenosen (1980) mukaan Kivisalmen lohkareen löytöpaikalla on ylinnä soraista ja hiekkaista ablaatiomoreenia, josta lohkare on alun perin löydetty, sen alla on nuorempaa pohjamoreenia, jossa suuntaus on 280°-295°. Nuoremman pohjamoreenin alla on vanhempi pohjamoreeni, jossa suuntaus 330°. Hirvaksen ja Nenosen mukaan vanhempi luoteinen jäätikön virtaus on voinut irrottaa Kivisalmen lohkareen Outokummusta ja kuljettaa sen lähelle Kivisalmea. Sitten myöhempi länsiluoteesta tapahtunut jäätikön virtaus on kuluttanut vanhempaa moreenia ja kuljettanut lohkaretta lyhyen matkan kerrostaen sen lopulta ablaatiomoreeniin. Tätä käsitystä tukee myös Kivisalmen lohkareen petrogenesis, joka on vastaavanlainen kuin Outokummun malmin KumpuB ja Kaasilan puhkeamissa. 50 Joitakin Kivisalmen lohkareen näytekappaleita on säilynyt Malmikaivos Oy:n Luikonlahden kaivoksen kivikokoelmissa, ja ne ovat sittemmin siirtyneet GTK:n Itä-Suomen yksikön haltuun. Yhdestä suuresta näytelohkareesta on sahaamalla leikattu laattamainen kappale, joka on sijoitettu GTK:n Itä-Suomen yksikön Geonäyttelyyn Kuopiossa (kuva 28). Kuva 28. Timanttisahauspintainen laatta Kivisalmen lohkareesta. Hiotun ja kiilloitetun alueen koko 35 x 45 cm. GTK:n Geonäyttely / GTK Itä-Suomen toimisto/Kuopio. Kuva: S. Hietala, GTK. Fig. 28. Diamond-sawn surface of a plate (35 x45 cm) from Kivisalmi boulder . Place: Geo Exhibition / GTK Eastern Finland Office /Kuopio. Photo: S. Hietala. Laatasta näkyy, että lohkare ei koostu kokonaan homogeenisesta massiivisesta malmista, vaan sen vasemmassa puoliskossa näkyy melkoista rakenne- ja koostumusvaihtelua, aivan samalla tavalla kuin Kumpu B:n ja Kaasilan kairanreikien malmilävistysten kairasydämissä. Laatan oikean ylänurkan malmiaines on vastaavasti suhteellisen homogeenista. 51 9 9.1 OUTOKUMPU-TYYPPISTEN MALMIEN JA LOHKAREIDEN LUOKITTELUSTA KEMISMIN JA SULFIDIMINERALOGIAN AVULLA Vuoden 1981 luokittelutulosten tarkastelua 1970-luvun loppupuolella GTK (entinen GTL) ja Outokumpu Oy:n yhteistyön tarkoituksena oli löytää uusia apukeinoja OKU- tyypin malmipuhkeamien ja lohkareiden tyypittelyyn sekä samalla tarkistaa ja osoittaa lohkareiden lähtöalueita. Outokumpu Oy:llä oli tuolloin käytössään Geoanalyyttinen laboratorio. Laboratoriossa testattiin OKU-tyypin malmipuhkeama- ja lohkarenäytteiden kemismia ja luokittelua sulfidi-mineralogian perusteella. Tutkimus nimeltään ”Outokumpu-tyyppisten malmien ja lohkareiden kemismistä ja sulfidi-mineralogiasta” toteutettiin tuolloin ja siitä on E. Hännisen (1981) laatima raportti. Raportissa on yksityiskohtaisia ja hyviä kuvauksia malmipuhkeamista, malmin isäntäkivistä ja malmin synnystäkin, mutta siitä heijastuu käsitys silloisesta hallitsevasta OKU-malmimallista eli raportti on ”aikansa tuote”. Näin ollen emme katso aiheelliseksi lähteä raporttia kaikilta osin tarkemmin kommentoimaan, vaan viittaamme tässä raportissa esitettyjen malmipuhkeamien, Luikonlahden, Riihilahden ja Hietajärven geologian osalta GEOMEX-raportissa (Kontinen ym. 2006) esitettyihin uudempiin geologisiin kuvauksiin. 9.2 Malmipuhkeamien Kumpu B ja Kaasila geologiasta Haluamme kuitenkin tarttua joihinkin Outokummun malmipuhkeamia Kumpu B ja Kaasilaa käsitteleviin kohtiin, joista meillä on esittää uuden OKU-malmimallin mukainen erilainen näkemys (vrt. Peltonen ym. 2008). Kanadalaisen geologiryhmän Skandinavian ekskursiokohdetta, Outokumpua varten (McLean, S. 1992) oli koottu Outokummun malmin Vanhan kaivoksen sekä Kumpu B:n ja Kaasilan puhkeamien välisen alueen geologiaa esittävä blokkidiagrammi Koistisen (1981) laatimien karttojen pohjalta. 52 (kuva 29). Geologisesta mallista selviää myös malmipuhkeamien Kumpu B:n ja Kaasilan sijainti. Karttaan sisältyy malmialueen poikkileikkaus suurin piirtein Outokumpu-kukkulan kohdalta, jossa eteläkaakkoon kallistuvan malmilaatan harja tulee noin 50 m etäisyydelle maanpinnasta. Siitä itäkoilliseen noin 250 metriä 7-10 m paksuinen malmilaatta nousee pintaan Kumpu B-puhkeamassa 150m pituudelta (kuva 30). Kuva 29. Blokkidiagrammi Outokummun malmista tarkasteltuna vanhalta kaivokselta Kumpu B puhkeaman kautta Kaasilan puhkeaman suuntaan. Malmioiden pintaprojektiot on osoitettu punaisella katkoviivalla. Diagrammi on laadittu Koistisen (1981) esittämiin geologisiin karttoihin ja profiileihin perustuen. Fig. 29. Block diagram viewed from the Outokumpu old mine area to direction of Kumpu B and Kaasila ore outcrops. Ore projections are shown in red line and a broken line. The diagram is constructed on the basis of maps and profiles by Koistinen (1981). 53 Kuva 30. Kumpu B – Kaasilan alueen yksinkertaistettu geologinen kartta (muokattu Koistisen 1979 ja Hännisen 1981 kartoista). Fig. 30. Simplified geological map of the Kumpu B-Kaasila area (modified after Koistinen 1979 and Hänninen 1981). Kumpu B puhkeamaan on kairattu vuonna 1979 reikä (Oku-712), jotta saataisiin edustavat näytteet malmilaatasta (Koistinen 1981, ks. myös kuva 31A). Puhkeaman lähelle oli vuonna 1910 kairattu ensimmäinen reikä ”Discovery hole”, joka tuotti silloin 9 m:n malmilävistyksen (Saksela 1948). 54 A B C Kuva 31. Kolme poikkileikkausta Kumpu B – Kaasilan malmipuhkeamista (muokattu Koistisen 1979 ja Hännisen 1981 leikkauksista). A. Poikkileikkaus Oku-712 Kumpu B puhkeaman keskiosasta. B. Poikkileikkaus Oku-711Kaasilan puhkeaman keskiosasta. C. Poikkileikkaus Oku-710 Kaasilan puhkeaman koillispäästä. Fig. 31. Three cross sections of the Kumpu B- Kaasila ore outcrops (modified after Koistinen 1979 and Hänninen 1981). A. Cross section Dh Oku-712 of the central part of the Kumpu B ore outcrop. B. Cross section Dh Oku-711 of the central part of the Kaasila ore outcrop. C. Cross section Dh Oku-710 of the northeast end of the Kaasila ore outcrop. 55 Kumpu B:n malmipuhkeama rajautuu itäpuolella jyrkästi siirrokseen, jossa malmilaatan jatke on vajonnut noin 110 m:n syvyyteen. Noin 500 m Kumpu B:stä itäkoilliseen malmi nousee uudelleen pintaan Kaasilan puhkeamassa noin 150 m matkalla. Kaasilan puhkeaman malmilaatta on näytteiden saamiseksi lävistetty kahdella lyhyellä reiällä, Oku-711 ja Oku-710 (Kuvat 31B ja 31C). Kaasilan malmilaatan itäinen kärki sijaitsee kairauksen mukaan hyvin lähellä maanpintaa, noin 10 m syvyydessä. Kumpu B puhkeaman malmilaatan kattopuolen sivukivenä on kiilleliuske ja jalkapuolella kvartsikivi (Kuva 31A). Malmilävistyksen koko paksuus on ollut 7,1 m. Kattopuolella on aluksi rikkikiisu – kvartsiraitaista malmia, jossa on kuparikiisua läiskinä. Raitaisuus on metamorfista alkuperää, jonka tuloksena rikkikiisu ja harmeena oleva kvartsi ovat erottuneet omiksi raidoiksi. Muita harmemineraaleja, kuten kromidiopsidia ja tremoliittia on vain satunnaisesti. Malmityyppi vaihtuu keskiosassa magneettikiisuvaltaiseksi ja siinä on paikoin vyöhykkeinä kvartsin ympäröimiä massiivisia magneettikiisupesäkkeitä. Hieman alempana on vyöhyke, jossa on kvartsikivifragmentteja ja rikkikiisun osuus lisääntyy. Jalkapuolella malmityyppi vaihtuu massiiviseksi rikkikkiisuvaltaiseksi samoin kuin kuparikiisun ja sinkkivälkkeen osuus kasvaa. Kaasilan puhkeaman Oku-711 – leikkauksessa malmia ympäröi pääosin kapea kiilleliuskekieleke, joka rajoittuu katto- ja jalkapuolelta OKU-assosiaation kiviin. Malmilävistyksen paksuus on ollut 8,25 m (Kuva 30B). Kattopuolen malmi on 3m:n paksuudelta magneettikiisuvaltaista tyyppiä, josta Hänninen (1981) on käyttänyt nimitystä ”Kaasilan kattomalmi”. Valitettavasti sitä edustava kairasydännäyte on kadonnut, mutta ko. reiän lähipaljastuman kallion pinnasta otettu vertikaali näyte, jossa kapea kaistale rapautumispintaa oli tallella (Luku 12, kuva 52D). Malmilaatan keskustasta jalkapuoleen päin kvartsinsekaiset magneettikiisu- ja kuparikiisupesäkkeet ovat tyypillisiä. Malmin alapuolella, noin 3 m:n vahvuisen kiilleliuskekerroksen erottamana on n. 1,7 m paksu ns. ”poikasmalmi”, joka liittyy grafiittipitoiseen kvartsikiveen. Kaasilan puhkeaman Oku-710 – leikkauksessa (kuva 31C) malmilävistys oli vain 2,9 m ja malmiaines raitaista rikkkikiisuvaltaista tyyppiä. Kairausnäytteitä ei ole säilynyt, mutta jäljellä on yksi sahalla otettu näyte lähipaljastumasta. Näytteenottokohdassa raitaisen rikkikiisutyypin malmin päällä on ohuelti kvartsikiveä. Vertikaalissa, laattamaisessa näytteessä näkyy kapea kaistale jäätikön 56 hiomaa kallion pintaa, joka edustaa kvartsin kovuuden takia poikkeuksellisen hyvin säilynyttä jäätikön kulutuspintaa. Koistinen (1979) on kuitenkin arvioinut, että Kaasilan eroosiopinnan yläpuolelta jäätikön kulutus on poistanut malmilaatasta 10 000t ± 5000 tonnia rapautunutta malmia ja saman verran tai hieman vähemmän Kumpu B:n puhkeamasta. Näin ollen ei ole ihme, että Outokummun taajaman asumusten ja teiden rakentamisen yhteydessä on löydetty puhkeamista lähtöisin olevia erikokoisia Cumalmilohkareita moreenista jopa 2 km:n etäisyydellä puhkeamista. Koistinen (1980) on tehnyt selvityksen lähilohkareiden levinneisyydestä ja todennut, että yksi lohkarekeskittymä on Kaasilan puhkeamasta itään ja toinen Kumpu B:n puhkeamasta etelään. On selvää, että Cu- malmilohkareita on levinnyt jäätikön kuljettamina myös kauemmas hajalleen eri puolille Pohjois-Karjalaa, etenkin itään ja kaakkoon. Reikien Oku-710, Oku-711 ja Oku-712 malmilävistykset (kuvat 31A, 31B ja 31C) on analysoitu kokonaan jaettuna karkeasti eri malmityyppeihin. Analysoidut osuudet on merkattu myös reikäprofiileihin ja niistä näkyy myös koodiviite analyysituloslistoihin (liitteet 3 ja 4). 9.3 Valittujen näytteiden kemiallisten analyysien ja sulfidifaasimääritysten tulokset Vuosien 1979 - 1981 välisenä aikana GTK:n ja Outokumpu Oy:n yhteistyön tuloksena kerättiin palanäytteet analyysejä varten 22 lohkareesta. Puhkeamia edustaviksi näytteiksi oli valittu Outokummun Kumpu B:n ja Kaasilan puhkeamien kairasydännäytteiden lisäksi näytteitä Luikonlahden, Riihilahden ja Hietajärven mineralisaatioista. Näistä näytteet oli valittu mahdollisimman läheltä puhkeamaa kairatuista rei’istä. Outokumpu Oy:n Geoanalyyttisessä laboratoriossa (GAL) tehtyjen lohkareiden ja malmipuhkeamien kemiallisten analyysien tulokset on esitetty liitteessä 3 ja määritetyt sulfidifaasin pitoisuudet liitteessä 4. Kummankin liitteen vasemmassa reunassa on luettelo mukana olleista lohkareista ja puhkeamista. Tulosten diagrammiesityksistä on poistettu seuraavat lohkareet: K. Huotari, Paalasmaa ja Mutanen, niiden epäselvän taustan takia. 57 9.3.1 Fe-sulfidifaasin Fe/Ni-suhde diagrammi Hänninen (1981) on luokitellut Outokumpu-tyypin malmipuhkeamia ja lohkareita kemismin ja sulfidimineralogian avulla kokeillen useita erotteludiagrammeja. Tässä on esillä niistä kolme selkeintä esimerkkiä: Fe-sulfidifaasin Fe/Ni-suhdediagrammi, sulfidifaasin Zn/Sn-suhdediagrammi ja sulfidifaasin Cu/ Ag-suhdediagrammi. Kuva 32. Fe/Ni-suhteen vaihtelu rautasulfidifaasissa Outokummun materiaalissa (muokattu Hännisen 1981 jälkeen/ SH). Fig. 32. Variation in Fe/ Ni ratio in iron sulphide phase in the Outokumpu material (modified after Hänninen 1981 / SH). 58 Hännisen mukaan Outokummun puhkeama-materiaalissa sulfidifaasin Fe- ja Ni- pitoisuuksien välillä on vahva korrelaatio (kuva 32/viivoitettu kenttä). Diagrammiin sisältyvä aineisto voidaan jakaa malmineralogisen koostumuksen perusteella kahteen tyyppiin: a) Rikkikiisuvaltaiset tyypit, joissa on vaihteleva määrä magneettikiisua b) Magneettikiisuiset tyypit, joissa on vain satunnaisesti rikkikiisua Rikkikkisuvaltaiset lohkareet (open circles, kuva 32) sijoittuvat pääosin Outokummun pitoisuuskenttään tai sen jatkeelle, mukaan lukien hieman sivuun lankeavat Selkien, Ikolansaaren ja Rokkalan lohkareet. Kuitenkin enemmän syrjään osuu Potoskavaaran lohkare kohonneen nikkelin vuoksi. Sen poikkeavuudelle on vaikea löytää selitystä. Magneettikiisuiset Luikonlahden, Riihilahden ja Hietajärven -W ja E-puhkeamat (solid squares, kuva 32) osuvat alhaisemman Ni-pitoisuusiensa takia erilleen Outokummun pitoisuuskentästä, kuten myös ns. Savonrannan lohkareet (solid circles, kuva 32) Retula, Ryttylä ja Sotsaari I – II sekä myös Hylekaarteen lohkare. Tämän näyteryhmän kivien koostumuspisteiden avulla voidaan piirtää niille kokeellisesti oma pyrrotiittisen koostumuksen vaihtelukenttä (kuva 32/ ellipsoidi). Hylekaarteen lohkareen piste sijoittuu lähelle Hietajärvi E:tä, mutta sen ulkoasu on aivan erilainen. 9.3.2 Fe-sulfidifaasin Zn/Sn-suhde diagrammi Sinkillä ja tinalla on Outokummun puhkeamissa Hännisen (1981) mukaan merkittävä korrelaatio. Rikkikiisutyypin lohkareita edustavat pisteet jakautuvat koko Outokumpu kentän pituudelta. Karvosen lohkareen duplikaattinäytettä, Kastelampea edustava piste osuu Outokumpu-kenttään, mutta toinen kentän jatkeille, asteikon laitaan (kuva 33). 59 Kuva 33. Zn/Sn-suhteen vaihtelu rautasulfidifaasissa Outokummun materiaalissa (muokattu Hännisen 1981 jälkeen/ SH). Fig. 33.Variation in Zn/ Sn ratio in iron sulphide phase in the Outokumpu material (modified after Hänninen 1981/ SH). Sn–köyhempänä magneettikiisuiset lohkare- ja puhkeamanäytteet erkaantuvat Outokummun kentästä. Poikkeuksellisesti tähän kenttään osuu myös rikkikiisuvaltainen Muljulan lohkare. Magneettikiisutyyppien ympärille voidaan kokeellisesti piirtää ellipsoidin muotoinen vaihtelukenttä. Riihilahden magneettikiisutyypin Zn-köyhä malminäyte taas puolestaan osuu Outokummun kenttään. Luikonlahden Zn-köyhää malminäytettä edustava piste lankeaa erilleen muista. 60 9.3.3 Fe-sufidifaasin Ag/Cu-suhde diagrammi Hännisen mukaan Outokummun puhkeamanäytteissä kupari – hopeasuhde on lähes vakio, korrelaatiokerroin on 0.977, niinpä puhkeamanäytteitä edustavat pisteet osuvat varsin suppealle vyöhykkeelle (kuva 34). Vain Kaasilan ”poikanen” on poikkeava. Valtaosa rikkikiisuvaltaisista lohkareista sijoittuu Outokummun pitoisuuskenttään tai sen jatkeelle, poikkeuksena Ryttylä. Magneettkiisuiset puhkeamat ja lohkareet muodostavat oman vyöhykeryhmänsä, jossa suhteellinen Ag- pitoisuus verrattuna Cu-pitoisuuteen on hieman korkeampi kuin rikkikiisuvaltaisissa tyypeissä. Merkillepantavaa on, että Hylekaarten lohkareessa sekä Cu-pitoisuus että Ag-pitoisuus ovat selkeästi korkeammalla tasolla kuin ns. Savonrannan lohkareissa tai Hietajärven puhkeamissa. Kuva 34. Ag/Cu-suhteen vaihtelu rautasulfidifaasissa Outokummun materiaalissa (muokattu Hännisen 1981 jälkeen) Fig. 34.Variation in Ag/Cu ratio in iron sulphide phase in the Outokumpu material (modified after Hänninen 1981) 61 9.4 OKU-tyypin malmilohkareiden uudelleen ryhmittely Hänninen (1981) on käyttänyt monia Fe – sulfidifaasin koostumukseen perustuvia erotteludiagrammeja OKU-tyypin malmilohkareiden ryhmittelyyn ja jakanut ne viiteen ryhmään niiden sisältämien sulfidien kemiallisten erojen perusteella. Koska nyt käsillä olevan työn pohjana ovat erilaiset käsitykset malmimallista ja erilainen tulkinta isäntäkivestä, emme käsittele tässä tarkemmin Hännisen (1981) ryhmittelyä, vaan esitämme edellä esitetyn perusteella ryhmittelystä uuden tulkinnan. 1. Vaihtelevan määrän kvartsia harmeena sisältävät rikkkikiisuvaltaiset semimassiivisetmassiiviset malmilohkareet, yhtäläiset tai samankaltaiset verrattuna Outokummun malmipuhkeamiin: Kettulankatu, Outolammenkatu, Kivisalmi, Selkie I -II, Röksä, Ikolansaari, Enanniemi, Muljula, Rokkala, Vaivio ja Karvonen =Kastelampi sekä Potoskavaara, hieman korkeammasta Ni- pitoisuudesta huolimatta. 2. Selkeästi oman ryhmänsä muodostavat ns. Savonrannan magneettikiisuiset malmilohkareet, joille on tyypillistä erikoinen breksiarakenne, jossa semimassiivinen magneettikiisu sulkee sisäänsä pyöristyneitä kvartsi ja diopsidiaggregaatteja. Tyypillistä on kohtalainen Znpitosuus, mutta Cu-pitoisuus on suhteellisen alhainen. Tähän ryhmään sijoittuvat lohkareet Retula, Ryttylä, Sotasaari I ja II. Näiden oletettavasti breksiavyöhykkeistä peräisin olevien lohkareiden parageneesi ei kuitenkaan muistuta Savonrannan tunnettujen puhkeamien Hietajärvi tai Kettukumpu näytteitä. 3. Hylekaarteen Cu-Zn-rikas lohkare sijoittuu Zn/Sn diagrammissa lähelle Hietajärvi E:tä. Kuitenkin lohkareen Ag/ Cu – suhde on selvästi korkeammalla tasolla kuin Hietajärven puhkeamissa. Toisaalta sen hiertynyt breksiarakenne ja kloriitin runsas esiintyminen muuttumistuloksena sekä fluoriitin esiintyminen viittaavat ruhjevyöhykkeeseen ja toisaalta myös granitoidien vaikutukseen. Näin ollen lohkareen karakteristiikka ei tue Hietajärvi- ehdotusta. Ottaen huomioon jäätikön kaakkoisen virtaussuunnan se saattaisi olla kulkeutunut kauempaa luoteesta. 62 4. Tästä käsittelystä puuttui kokonaan Vanajan (=Sarvingin) lohkare, joka on alun perin ollut niin pieni, ettei jäljellä ollut enää näytettä lisäanalyysiä varten, mutta sen lähtöalueeksi muilla perusteilla on osoitettu Luikonlahden malmi. 10 ONKO KIVISALMEN LOHKAREEN LÄHTÖALUE VARMUUDELLA OUTOKUMMUSSA? Kivisalmen lohkareen löytyminen johti monivaiheisten tutkimusten kautta Outokummun malmin löytymiseen vuonna 1910, ja varsin pian kaivoksen perustamiseen. Useimmat Outokumpu Oy:n ja GTK:n malminetsijät ovat hyväksyneet näkemyksen, että Kivisalmen lohkare olisi kulkeutunut pääosin jäätikön vanhemman virtauksen mukana Outokummusta, lähinnä Kumpu B – Kaasilan puhkeamista. On myös on esitetty epäilyjä, että lohkare ei olisi peräisin Outokummusta, vaan kulkeutunut nuoremman jäätikon virtauksen mukana Savonrannan alueelta. Lähtöalueiksi on ehdotettu erityisesti Petäisen ja Saunaniemen OKU-kivijaksoja, joista aiheutuvat magneettiset anomaliat näkyvät magneettisella kartalla anomalioiden paksunnoksina mustaliuskeympäristössä (kuva 35). 63 Kuva 35. Pohjois-Karjalan Outokumpu-tyypin mineralisaatiot ja lohkareet esitettynä GTK:n harmaasävy magneettisella kartalla yhdessä mustaliuskevyöhykkeiden kanssa (punaiset todetut, siniset tulkitut). Lyhennykset ja lohkareiden numerointi sama kuin kuvassa 2. Fig. 35. North Karelian Outokumpu-type mineralizations and boulders presented in the gray-tone magnetic map with black schist zones (red observed , blue interpreted ). Abbreviations and numbering of boulders are same as in Fig 2. Tämä ei ollut kuitenkaan ainoa syy Outokumpu Oy:n em. jaksojen 1950 - 1960-luvun malmitutkimuksiin, vaan Outokumpu-tyypin karbonaatti-karsi-kvartsikivien runsaus ja niiden magneettikiisuraidat serpentiniittilinssin NE-osassa (Huhma 1958, Koistinen 1993 ja kuva 36). Useassa vaiheessa tehdyissä kairauksissa karbonaatti- karsi-kvartsikivissä tavattiin vain kapeita Nipitoisia magneettikiisuraitoja (kuvat 37A-B), mutta muuten kairauksissa ei tavattu mitään merkkejä 64 Outokumpu-tyypin Cu-Co-Zn – malmista. Tarkempia tietoja Petäisen tutkimuksista löytyy GEOMEX-raportista. Kuva 36. Edustava poikkileikkaus Petäisen tutkimuskohteelta osoittaen riekalaiset Ni-rikastumat profiilissa. Kuva on muokattu Huhman (1958), Koistisen (1993) ja Kontinen ym. (2006) profiileista. Fig. 36. Representative cross section of the Petäinen prospect showing distribution of tattered Ni- enrichments in the profile. The profile modified after Huhma (1958), Koistinen (1993) and Kontinen et al. (2006). 65 A B Kuva 37. Kaksi mikrovalokuvaa Petäisen kairausnäytteen R 8/ 95,80m kiillotetusta ohuthieestä (KOH 23942), joka edustaa karsi-kvartsikiviin liittyviä Ni-rikastumia. Hieen koko 24 x 36 mm, kuva-alan leveys 72 mm, suurennos 2x: A. Diopsidi-kvartsirikkaassa matriksissa on pirotetteena ja läiskinä magneettikiisua yhdessä pienen pentlandiittimäärän kanssa. 1Nic. B. Sama hie, polarisoitu valo. Nic+. Fig. 37. Two photomicrographs of polished thin sections (KOH 234942) representing quartz –skarn rocks related tattered Ni-richments, drill hole sample R8-95.80m. Thin section size is 24 x 36 mm, image area width 72 mm, magn. 2x: A. Diopside-tremolite bundless in quartz –rich matrix, with pyrrhotite and little pentlandite. 1Nic. B. The same thin section, but Nic +. Siitä huolimatta että Petäisen ja Saunananiemen OKU-jaksoista ei saatu kairauksella mitään indikaatioita Cu-malmista, se innoitti kvartäärigeologeja tutkimaan em. jaksoista lähtenyttä materiaalia ja sen kulkeutumista jäätikön nuoremman virtauksen mukana Kivisalmen suuntaan. 10.1 Pohdintaa kahdesta Petäisen ja Kivisalmen välillä tehdystä tutkimuksesta Hartikaisen ja Jääskeläisen (1985) tutkimusaineisto käsitti 333 moreeninäytettä, jotka oli systemaattisesti valittu GTK:n alueellisen geokemiallisen kartoituksen näytteiden joukosta. Kustakin näytteestä oli aluksi vaskaamalla erotettu raskasmineraali-fraktio, josta on laskettu mikroskoopin alla uvaroviittirakeiden lukumäärä. Tutkimus osoitti, että Petäisen ja Saunaniemen jaksoista nuorempi jäätikkövirtaus (280° - 290°) on kuljettanut ainesta 10 - 15 kilometriä Varpasalon ja Oravisalon länsiosiin. Tätä seuraa 2-3 km anomaliakatkos, jonka jälkeen esiintyy pienialainen uvaroviittirakeiden tihentymä juuri Kivisalmen lohkareen luoteispuolella. Kokonaisarviona Hartikainen & Jääskeläinen päätyvät asettamaan etusijalle Saunaniemi- vaihtoehdon Kivisalmen lohkareen lähdealueeksi. 66 Aumo & Salosen (1986) jäätikön kuljetustutkimuksessa pääkohteena on ollut Petäisen ja Kivisalmen välinen alue, mutta testejä on tehty myös Outokummun, Hietajärven ja Kettukummun alueilla. Tutkimukseen on käytetty eri puolilta tutkimusalueita moreenista kenttälapiolla kaivettuja 10 - 15 kg painoisia moreeninäytteitä, yhteensä 50 näytettä. Indikaattorina tässäkin on käytetty uvaroviittia ja edellä kuvattua erotusmenettelyä. Lisäksi karkeasta moreeniaineksesta on tehty OKU- assosiaation kivien seurantaa. Tutkimuksessaan he totesivat, että Petäisen ja Kivisalmen välisellä alueella uvaroviittirakeita esiintyy eniten eniten Petäisellä n. 300 m päässä OKU-assosiaation kivien kontaktista (kuva 38). Uvaroviittien määrä oli anomaalinen Varpasalon länsiosaan saakka, myös tästä seuraa anomaliakatkos kuten edellisessä tutkimuksessa, ja lisäksi tässäkin on uvaroviittirakeiden tihentymä Kivisalmen lohkareen luoteispuolella. Ei liene poissuljettua, että osa näistä uvaroviittirakeista olisikin peräisin Outokummusta, kulkeutuneena Kivisalmen lohkareen ”vanavedessä”. Aumo & Salonen (1986) päätyvät tutkimuksessaan siihen, että Kivisalmen lohkare on ilmeisesti kaksivaiheisen jäätikön kuljetuksen aikana kulkeutunut Kivisalmelle Outokummusta. Tämä tukee Nenosen & Hirvaksen (1985) päätelmää, että Kivisalmen lohkare on todella peräisin Outokummusta. 67 Kuva 38. Kartta esittää uvaroviitin levinnäisyyttä Petäinen-Kivisalmi vyöhykkeellä. Muokattu Aumon & Salosen (1986/ Fig. 4) kartasta. Fig. 38.The map is presenting the distribution of uvarovite in Petäinen-Kivisalmi zone. The map is modified after Aumo & Salonen (1986/Fig. 4). On mielenkiintoista verrata Aumo & Salosen uvaroviitin levinnäisyyttä Petäinen-Kivisalmivyöhykkeellä esittävää tuloskarttaa Geologian tutkimuskeskuksen Maanmittauslaitoksen laserkeilausaineistosta laatimaan Oriveden ympäristön topografiaan (kuva 39). Topografiassa lounaisosaa luonnehtii jäätikön nuoremman virtauksen (280°-290°) mukainen maastokuviointi. Jos tarkastellaan sitä kohtaa Oravisalossa, missä uvaroviitin levinnäisyydessä on katkos, muuttuvat samalla kohtaa topografiassa olevat kuviot jyrkästi pohjoisluoteisiksi 2-3 km leveällä kaistalla. Alue on ikään kuin osa saumavyöhykkeestä nuoremman ja vanhemman ja jäätikön virtauksien välillä. 68 Kuva 39. Uvaroviitin levinnäisyys Petäinen-Kivisalmi vyöhykkeellä esitettynä topografia- pohjalla, joka on tuotettu GTK:ssa Maanmittauslaitoksen (NLS) laserkeilausaineistosta. Fig. 39. Uvarovite grains distributions in the Petäinen-Kivisalmi zone shown on the topography base, which is produced by GTK using NLS laser scanning data. 69 Aumon & Salosen (1986) ja Hartikainen ym. (1985) tutkimusten perusteella uvaroviittia voidaan pitää toimivana indikaattorina osoittamaan OKU-assosiaatioon kuuluvien karsi-kvartsikivien esiintymistä. Valitettavasti uvaroviitin antamiin indikaatioihin täytyy suhtautua malminetsintämielessä varauksellisesti, sillä sen ja kromidiopsidin esiintyminen ei geneettisesti liity Outokumpu-tyypin Cu-Co-Zn- massiivisten malmien syntyyn. Näin ollen OKU-malmien olemassaolo pitää osoittaa muilla tutkimusmenetelmillä ja varmistaa kairauksella (kuten Hietajärvellä). On myös todennäköistä, ettei kaikkiin serpentiitteihin liittyviin OKU-assosiaation kivien keskittymiin ole koskaan syntynytkään Cu-Co-Zn – protomalmia. Pidämme Petäisen tapausta siitä hyvänä esimerkkinä. 70 11 PETROFYSIKAALISET MÄÄRITYKSET LOHKAREIDEN JA PUHKEAMINEN VERTAILUSSA SEKÄ LOHKAREIDEN LÄHTÖALUEIDEN MÄÄRITTÄMISESSÄ 11.1 Taustaa Outokumpu-tyypin malmiesiintymät on löydetty yksinomaan serpentiniittien indikoimasta litologisesta kompleksista, - nk. Outokumpu-assosiaatiosta, joka käsittää serpentiniittien ja gabrojen lisäksi talkkikarbonaattikiviä, karbonaattikiviä, kalkki-silikaattikiviä (karsia) ja kvartsikiviä. Mustaliuskeet erottavat niitä kiilleliuskeista. Matalalentomagneettisten ja sähköisten karttojen avulla voidaan rajata potentiaaliset vyöhykkeet. Tätä litologista assosiaatiota on pystytty seuraamaan monimutkaisesti deformoituneena ketjuna, linsseinä ja pesäkkeinä, noin 250 km matkalla. Outokumpu-projektin kairausten kohdistamisessa on käytetty apuna mustaliuskeiden rajaamia serpentiniitti-massojen aiheuttamia magneettisia anomaliakuvioita (kuva 40) tarkennettuna muilla menetelmillä, kuten gravimetrisillä mittauksilla. 71 Kuva 40. Outokumpu – tyypin mineralisaatiot ja lohkareet esitettynä Pohjois-Karjalan magneettisella harmaasävy & mustaliuskevyöhykekartalla. Lyhennykset ja lohkareiden numerointi ovat samat sama kuin kuvassa 2. Lisänä lyhennys JJ= Juojärvi. Fig. 40. Outokumpu-type ore mineralizations and boulders in North Karelia presented in the gray-tone magnetic map with black schist zones (red observed, blue interpreted). Kyl=Kylylahti, Kar= Karnukka. Abbreviations and numbering of boulders are same as in Fig2. Added abbreviation JJ= Juojärvi. 72 11.2 OKU-tyypin malmilohkare- ja malmipuhkeama-aineisto sekä niistä tehdyt petrofysikaaliset määritykset Koska vuosina 1979 - 1981 GTK:ssa tehtyjen OKU-tyypin malmilohkareiden ja puhkeamien hie & fluidisulkeuma-tutkimusten (Kinnunen 1981) jäljiltä oli säilynyt useiden tutkittujen näytteiden jäännöspaloja, heräsi ajatus tehdä niistä petrofysikaalisia määrityksiä. Suskeptibiliteetti ja tiheys osoittautuivat käyttökelpoisiksi. Tarkoituksena oli kokeilla, soveltuuko tämä menetelmä lohkareiden ja puhkeamien vertailevaan luokitteluun ja päättelyyn lohkareiden mahdollisista lähtöalueista huomioiden myös kiistanalaiset tapaukset. Petrofysikaalisiin määrityksiin sopivia lohkarenäytteitä löytyi 20 ja malmipuhkeamanäytteitä 22 palaa. Valitettavasti ns. Savonrannan lohkarenäytteet olivat rapautuneet jauheeksi ja vain yksi näytepala (Hylekaarteen lohkare) oli säilynyt. Määrityksiin valitut testinäytteet edustavat muutamia poikkeuksia lukuun ottamatta semimassiivisia - massiivisia OKU-malmityyppejä. Petrofysikaaliset määritykset tehtiin 2009 GTK:n Otaniemen petrofysikaalisessa laboratoriossa T. Ruotoistenmäen valvonnassa. Joitakin täydentäviä määrityksiä tehtiin myöhemmin GTK/ Kuopion toimistolla. 11.3 Petrofysikaaliset määritykset lohkareista ja johtopäätökset OKU-tyypin lohkareita koskeva data on esitetty taulukossa 4 sekä plotattuna tiheys & suskeptibiliteetti-diagrammissa 1 (kuva 41). 73 Taulukko 4. Pohjois-Karjalan tärkeimpien OKU-tyypin malmilohkareiden petrofysikaaliset määritykset ja niiden tulokset. Table 4. Petrophysical determinations and data of the most important Outokumpu-type ore boulders in North Karelia. Lohkare Näytteen kenttäNo. 1 " " " " 2 3 " " 4 6 7 8 9 10 14 15 16 18 19 koodi Kiv-Kilo-1B Kiv-L4 Kiv-L5 Kiv-L15 Kiv-L19 Selkie I M88 Selkie II M91A Selkie II M93 Selkie II M93d*) Röksä Nivunki Vaivio Heinonniemi Enanniemi Taskila Ikolansaari Muljula Rokkala Potoskavaara Karvonen d*) =kaksoisnäyte Näytteen tyyppi 3 Määritys D[kg/m ] K[10-6] SI J[10-3A/m] W[g] Päiväys No. Rikkikiisuinen ms malmi Rikkikiisuvaltainen ms malmi Rikkikiisuvaltainen ms malmi Rikkikiisuinen ms malmi Magneettikiisuinen ms malmi Rait. rikkikiisuinen ms malmi Kv-kivikieleke, Cr-min+sulf. Rikkikiisuinen ms malmi Rikkikiisuinen ms malmi Rikkikiisuvaltainen ms malmi Rikkikiis. ms malmi, kv-pahkuja ¤ Rait. rikkikiisuinen sms malmi ¤ Magneettikiisumalmibreksia Rikkikiisuinen ms malmi Rikkikiisuinen ms malmi ¤ Rikkikiisuinen ms malmi Rikkikiisuinen sms malmi ¤ Rikkikiis. ms malmi, kv-pahkuja Rikkikiis. ms malmi, kv-pahkuja Rait. rikkikiisuinen ms malmi ¤ = osin huokoinen näyte 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 3714 3609 3524 3610 3653 3533 2832 3520 3725 3305 3425 2992 3026 3416 3303 3500 3123 3173 2964 3611 1280 4040 4700 1240 6790 1390 210 1100 1880 3580 720 760 31740 1100 150 1190 70 490 230 980 ms=massiivinen, sms=semimassiivinen 130 2220 199100 1200 21070 50 40 45790 27350 2720 170 40 21930 180 350 80 120 410 50 150 640.65 23.3.2009 42.91 23.3.2009 37.24 23.3.2009 51.24 23.3.2009 58.26 23.3.2009 386.5 23.3.2009 388.12 23.3.2009 20.00 09.06.2009 33.22 09.06.2009 300.27 23.3.2009 96.45 23.3.2009 215.37 23.3.2009 45.74 23.3.2009 149.01 23.3.2009 37.69 23.3.2009 157.06 23.3.2009 55.97 23.3.2009 72 23.3.2009 85.07 23.3.2009 57.84 23.3.2009 Koordinaatit X Y 6912150 474830 6912150 474830 6912150 474830 6912150 474830 6912150 474830 6948950 506750 6948750 506800 6948750 506800 6948750 506800 6946610 513560 6881250 485680 6950900 472210 6892610 474180 6895840 480570 6895120 481270 6896900 487540 6898110 497840 6874300 508060 6885920 515580 6937280 510860 *) Märitykset: T. Ruotoistenmäki / GTK ,Petrofys. Lab. Huom! Näyte puuttuu: 5 - Sortavala; 11 - Ryttylä; 12 - Sotasaari 1; 13 - Sotasaari 2; 17 - Retula; 20 - Vanaja; 21 - Kettulankatu; 22 - Lti-1 Kun tarkastellaan lohkareita edustavia pisteitä diagrammissa 1, todetaan, että ne sijoittuvat melko hajalleen. Kivisalmen lohkaretta edustavat pisteet luokittuvat kuitenkin suhteellisen suppealle alueelle (pisteet 1-5). Kivisalmen lohkare on ollut kuitenkin kooltaan niin suuri, että rikkikiisun ja magneettikiisun osuuksien keskinäinen vaihtelu näkyy diagrammissa hajontana. Kokeellisesti ko. pisteiden ympärille voidaan piirtää Kivisalmen lohkareen sisäistä koostumusvaihtelua osoittava ”Kivisalmi kenttä” (Diagrammi 1/ zone I ). 74 Kuva 41. Oku-tyypin lohkareiden petrofysikaalisten määritysten tulokset (ks. taulukko 4) esitetettynä diagrammissa 1 (suskeptibiliteetti vs. tiheys) jaettuna kolmeen kategoriaan I, II ja III (SH) Fig. 41. Results of the petrophysical determinatios (susceptibility vs. density ) of Oku-type boulders ( see Table 4) are presented in diagram 1, divided into three categories I , II and III. (SH). Vyöhykkeen I näytteitä edustavat myös kuvat 42A -B. Lohkareita Selkie I (6) ja Karvonen (20) edustavat pisteet osuvat tämän kentän rajalle kuvat 42C- D. Lisäksi on lohkareita, joissa tiheysarvot ovat hieman alentuneet pääosin kvartsin määrän lisäyksestä johtuen. Tätä lohkarejoukkoa edustavat Selkie II (8), Ikolansaari (16), Enanniemi (14), Röksä (10) ja Nivunki (11) (Diagrammi 1/ zone II/ ja tyyppikuvat 42E - F). 75 Kuva 42. Valokuvia Oku-tyypin lohkareista, joiden testipisteet sijaitsevat diagrammissa 1 Kivisalmi-kentässä tai sen lähellä (Vyöhyke I). Kuvat: GTK. Fig. 42. Fig. 42.Photographs of Oku-type boulders with test points in the Diagram 1 in Kivisalmi field or near (Zone I).Photos: GTK. A B A. Timanttisahapintainen tyyppinäyte Kivisalmen lohkareesta (KiloB- testipiste 1). Näytteen koko 6 x 8 cm. A. Diamond-sawn surface of a plate from Kivisalmi – type sample (KiloB / point 1).Sample size 6 x 8 cm. B. Detaljikuva timanttisahapintaisen Kivisalmen lohkarelaatan nurkasta, joka edustaa melko homogeenista massiivista malmia. Kuva-alan koko 10 x 5.4 cm. Paikka: Geonäyttely, GTK/ Kuopio. B. Detail from the diamond-sawn surface of a plate from Kivisalmi boulder representing quite homogeneous massive ore. Photo size 10 x 5.4 cm. Place: Geo Exhibition GTK/ Kuopio. C D C. Timanttisahapintainen laatta Selkie I lohkareesta (6). Kuva-alan koko 3.1 x 5.4 cm. C. Diamond-sawn surface of a plate from Selkie I boulder(6). Photo size 3.1 x 5.4 cm. D. Timanttisahapintainen laatta Karvosen lohkareesta (20). Kuva-alan koko 2.2 x 3.1 cm. D. Diamond-sawn surface of a plate from Karvonen boulder (20). Photo size 2.2 x 3.1 cm. 76 E F E. Timanttisahapintainen laatta Nivungin lohkareesta (11). Näytteen koko 4.4 x 6.5 cm. E. Diamond-sawn surface of a plate from Nivunki boulder (11). Sample size 4.4 x 6.5 cm. F. Timanttisahapintainen leike Ikolansaaren lohkareesta (16). Näytteen koko 3.5 x 6.5 cm. F. Diamond-sawn surface of a plate from Ikolansaari boulder (16). Sample size 3.5 x 6.5 cm. Lisäksi on joukko pisteitä, jotka edustavat lohkareita, joiden tiheys on selvemmin alentunut harmeena olevan runsaan kvartsin ja/ tai huokoisuuden takia, kuten lohkareissa Taskila (15), Rokkala (18), Muljula (17) ja Vaivio (12) (Diagrammi 1/ zone III ja tyyppikuvat 43A, B ja C). Erikoisin tapaus on Cu-rikas Potoskavaaran lohkare (19), jonka näytepalassa on riekalemaisia kvartsikivifragmentteja (kuva 43D), ja jotka ovat samankaltaisia kuin alkuperäisen Ikolansaaren lohkareen pinnalla. 77 Kuva 43. Valokuvia Oku-tyypin lohkareista, joiden testipisteet sijaitsevat diagrammissa 1 vyöhykkeellä II edustaen lohkareita, joiden tiheys on alentunut lisääntyneen harme-kvartsin takia. Kuvat: GTK. Fig. 43. Photographs of Oku-type boulders with points in the diagram 1, zone II, representing the boulders, whose density is reduced due to the increased of gangue quartz. Photos: GTK. A B A. Timanttisahapintainen laatta Vaivion lohkareesta (12). Näytteen koko 2.8 x 5 cm. A. Diamond-sawn surface of a plate from Vaivio boulder (12). Sample size 2.8 x 5 cm. B. Timanttisahapintainen laatta Rokkalan lohkareesta (18). Näytteen koko 4.4 x 6 cm. B. Diamond-sawn surface of a plate from Rokkala boulder (18). Sample size 4.4 x 6 cm. C D C. Timanttisahapintainen laatta Muljulan lohkareesta (17). Näytteen koko 4 x 6 cm. C. Diamond-sawn surface of a plate from Muljula boulder (17). Sample size 4 x 6 cm. D. Timanttisahapintainen laatta Potoskavaaran lohkareesta (19). Kuva-alan koko 2.8 x 4.9 cm. D. Diamond-sawn surface of a plate from Potoskavaara boulder(19). Photo size 2.8 x 4.9 cm. Diagrammissa 1 on kaksi poikkeavaa pistettä. Kiintoisin niistä on Hylekaarre-lohkaretta edustava piste (8). Tämä näyte on rinnastettu usein ns. Savonrannan lohkareisiin, mutta tutkimusten perusteella Hylekaarteen lohkare ei kuitenkaan kuuluisi näihin. Lohkareen Fe-sulfidi on magneettikiisua, 78 jonka vuoksi suskeptibiliteetti on korkea, mutta tiheys on alentunut breksiarakenteesta johtuen (Luku 4/ kuvat 15A-B). Siihen liittyy merkittävät Cu- ja Zn-pitoisuudet (Cu 8,9 % ja Zn 3,86 % ). Toinen hajapiste (4) koskee Selkie II lohkareen sisäistä kvartsikivi-fragmenttia, jossa on kromidiopsidia, uvaroviittia ja heikkoa sulfidipirotetta (Luku 5/kuva 9B). Lisätietoa luvussa12 11.4 Määritykset malmipuhkeamista ja vertailua lohkareaineistoon Monet geologit ovat pitäneet KumpuB-Kaasilan malmipuhkeamia useiden OKU-tyypin lohkareiden pääasiallisena lähtöalueena, ja siksi tässä on kiinnitetty erityinen huomio mainittujen kohteiden näytteiden tarkasteluun taulukossa 5 ja diagrammissa 2 (kuva 44). Taulukko 5. Pohjois-Karjalan Oku-tyypin malmiesiintymistä ja puhkeamista otettujen näytteiden petrofysikaaliset määritykset ja niiden tulokset. Table 5. Petrophysical determinations and data of selected samples of Outokumpu type deposits and ore outcrops in North Karelia. Esiintymän Näytteen numero ja koodi kenttäkoodi 1 - KUMB OKU- 712/ 2.65 " OKU- 712/ 4.60 " OKU- 712/ 6.30 " OKU- 712/ 9.85 2 - KAA Paljastuma 1 " OKU- 711/ 5.80 3 -KYL OKU-886/ 48.56 " OKU-905/ 359.85 *) " OKU-905/ 366.30 *) " OKU-905/ 371.05 *) 4 - KAR KAR-33/ 101,60 " KAR-43/115,40 5 - SAR Saramäki,JuMi/ 27/~500 *) 6 - LUI Lti-0 tyyppinäyte " Lti-4 " " Lti- 5 " 7 - RII Vrl- 5/ 56.30 " Vrl-5/ 57.00 8 - PET Petäjäjärvi, Pe-8/ 55.90 9 - HIE Sr/Sä- 8/ 41.70 " Sr/Sä- 8/ 41.95 " Sr/Sä- 8/ 42.30 *) Vertailunäyte syvämalmista KUMB=Kumpu B KAA=Kaasila KYL=Kylylahti KAR=Karnukka Näytteen mineralisaatiotyyppi Raitainen rikkikiisuinen ms malmi Magneettikiisuvaltainen ms malmi Magneettikiisu- sms malmi, kv-kivi frag. Kvartsikivi, heikko sufidipirote Rait. Rikkikiisu-ms malmi, kv-kivifragm Magneettikiisuvaltainen ms malmi Magneettikiisuvaltainen ms malmi Magneettikiisuvaltainen ms malmi Rikkivaltainen ms malmi Rikkikiisuinen ms malmi Ni-pit. vahva magneettikiisupirote Magneettikiisuvalt. ms malmi Magneettikiisuvalt. ms malmi Magn.kiisu- ms malmi, kupl. kv-pahk. Magn.kiisu- ms malmi, mkrojuonia Magn.kiisu- ms malmi,mikrojuonia Magn.kiisu- ms malmia skarnoideissa Magn.kiisu- ms malmia skarnoideissa Ni-pit. vahva magneettikiisupirote Magneettikiisuinen sms malmi Sinkkivälke rikas malmi Zn-pitoinen magneettikiisu sms malmi ms=massiivinen; sms=semimasiivinen Mittaus D[kg/m 3] K[10-6] SI J[10-3A/m] W[g] Päiväys No. 1 3767 1080 250 10.72 09.06.2009 2 3973 12760 4680 8.12 09.06.2009 3 3200 2980 1710 9.04 23.3.2009 4 2711 570 370 7.47 09.06.2009 5 3332 460 130 78.68 23.3.2009 6 3779 13630 3740 10.98 09.06.2009 7 3490 18980 5060 21.85 23.3.2009 8 3698 6090 4900 31.34 23.3.2009 9 3444 330 160 28.26 23.3.2009 10 4023 610 210 55.90 23.3.2009 11 3122 19840 23200 88.04 24.01.2011 12 3295 19960 34440 83.86 24.01.2011 13 3632 580 600 16.99 23.3.2009 14 3590 4240 540 577.16 23.3.2009 15 3526 4840 1980 39.24 23.3.2009 16 3806 6720 980 79.11 23.3.2009 17 3201 2880 890 16.74 23.3.2009 18 3102 3490 1640 7.74 09.06.2009 19 3054 53010 79870 15.85 23.3.2009 20 3333 5060 1060 15.23 09.06.2009 21 3338 5370 1680 15.25 23.3.2009 22 3420 7960 540 11.48 09.06.2009 *) Määritykset T. Ruotoistenmäki / Geol.Surv. Finl./Geofys. Lab. SAR=Saramäki LUI=Luikonlahti RII=Riihilahti PET=Petäinen HIE=Hietajärvi Koordinaatit *) X Y 6959150 4449470 " " " " " " 6959380 4450000 6959380 4449960 6973652 4467126 6972850 4466650 " " " " 6972833 4463442 6972791 4463412 6982000 4456250 6982400 4434300 " " " " 6957440 4433535 " " 6920935 4457440 6910951 4457846 " " " " *) Reikien sijainti 79 Kuva 44. Oku-tyypin malmiopuhkeamien näytteiden petrofysikaalisten määritysten tulokset (ks. taulukko 5) esitettynä diagrammissa 2 jaettuna kahteen kenttään (rikkikiisuvaltaiset ja magneettikiisuvaltaiset tyypit, lisäksi on myös poikkeuksellisia testipisteitä (SH mod). Fig. 44. Results of the petrophysical determinations of the Oku-type ore outcrop samples (cf. Table 5) in diagram 2, divided into two fields (pyritic and pyrrhotitc); also exceptional test points. SH mod. Kumpu B-Kaasilan näytteitä edustavat pisteet (1-6) lankeavat hajalleen johtuen rikkikiisun ja magneettikiisun sekä harmeena esiintyvän kvartsin osuuksien vaihtelusta (tyyppikuvat 45A-B). Kokeellisesti KumpuB:n – Kaasilan näytteiden plottauspisteiden avulla on konstruoitu malmin koostumuksen hajontaa kuvaava ”Kumpu B – Kaasila-kenttä” (Diagrammi 2). Diagrammissa on runsaasti magneettikiisua sisältäviä näytteitä edustavat pisteet (2, 3 ja 6 ). Ne lankeavat tämän kentän ylälaitaan (tyyppikuvat 45B-D). Sitä vastoin rikkikiisutyyppiä edustavat pisteet asettuvat kentän alalaitaan. 80 Kuva 45. Valokuvia KumpuB ja Kaasilan malmipuhkeamien näytetyypeistä (A-D), joiden testipisteet sijaitsevat KumpuB-Kaasila kentässä Diagrammissa 2. Fig. 45. Photographs of the type ore samples from Kumpu B and Kaasila ore oucrops (A-D) whose test points are located in the Kumpu B-Kaasila field, in Diagram 2( in more detail in the text). A B A. Timanttisahapintainen laatta kairausnäytteestä Oku-712/2.65m / Kumpu B. Kuva-alan koko 2.1 x 3.6 cm. A. Diamond-sawn surface of plate from the drill core sample Oku-712/2.65m / Kumpu B. Photo size 2.1 x 3.6 cm. B. Timanttisahapintainen laatta kairausnäytteestä Oku-712/4.60m/ Kumpu B. Kuva-alan koko 2.1 x 3.2 cm. B. Diamond-sawn surface of a plate from the drill core sample Oku-712/4.60m/ Kumpu B. Photo size 2.1 x 3.6 cm. C D C. Timanttisahapintainen laatta kairausnäytteestä Oku-712/6.30m/ Kumpu B. Kuva-alan koko 2 x 3.6 cm. C. Diamond-sawn surface of a plate from the drill core sample of Oku-712/6.30m/ Kumpu B. Photo size 2 x 3.6 cm. D. Timanttisahapintainen laatta kairausnäytteestä Oku-711/ 5.80m /Kaasila. Kuva-alan koko 2 x 3.3 cm. D. Diamond-sawn surface of a plate from the drill core sample of Oku-711/ 5.80m /Kaasila. Photo size 2 x 3.3 cm. Kaivostoiminnan kohteena (Omistaja Boliden 1.10.2014 alkaen) olevasta Kylylahden esiintymästä (Kuva 40) otettiin määrityksiin neljä vertailu-näytettä: yksi (7) malmilinssiketjun N-pään puhkeamasta reiästä OKU-886 ja lisäksi kolme näytettä (8-9) malmilinssiketjun S-osan syvempää osaa lävistävästä reiästä OKU-905 (Pekkarinen ym. 1998). Pohjoispään puhkeama on paksujen (> 10m) 81 maakerrosten peitossa ja kairausnäyte (7) edustaa magneettikiisufasiesta, siksi suskeptibiliteetti on korkea (Diagrammi 2). Kylylahden malmilinssiketjun eteläosaan vuonna 1998 kairatussa reiässä OKU-905 tuli havainnollisesti esille Kylylahden malmin vyöhykkeisyys (Pekkarinen ym. 1998). Kvartsikiveä vasten oleva läntinen reunavyöhyke koostuu magneettikiisufasieksen malmista (8) sijoittuen KumpuB-Kaasilan kentän yläosaan. Lävistyksen keskiosa (9) koostuu rikkikiisuvaltaisesta malmista sijoittuen KumpuB-Kaasilan kentän alalaitaan. Lävistyksen mustaliusketta vasten oleva itäinen laita (10) koostuu rikkikiisufasieksen malmista. Massiivisen rikkikiisutyypin tiheys on muita näytteitä korkeampi (tyyppikuvat 46A-D). Kuva 46. Valokuvia (A-D) Kylylahden malminäytteistä, joiden pisteet sijatsevat lukuunottamatta yhtä rikkikiisuvaltaista näytettä (10) lähellä Kumpu B-Kaasilan kentän yläreunaa diagrammissa 2. Näytteiden koko kuvissa 2.3 x 2.3 cm. Kuvat/Photos: L.J. Pekkarinen Fig. 46. Photographs (A-D) of the Kylylahti ore samples whose points with the exception one pyritic sample (10) are located near upper edge of the Kumpu B-Kaasila field in Diagram 2 (in more detail in the text). Sample size in photos 2.3 x 2.3 cm. A B A. Timanttisahapintainen laatta kairausnäytteestä Oku-886/ 48.56m/ Kylylahti. A. Diamond-sawn surface of plate from the drill core sample of Oku-886/ 48.56m/ Kylylahti. B. Timanttisahapintainen laatta kairausnäytteestä Oku-905/359.55m/Kylylahti. B. Diamond-sawn surface of plate from the drill core sample of Oku-905/359.55m/Kylylahti. 82 C D C. Timanttisahapintainen laatta kairausnäytteestä Oku-905/366.30m/Kylylahti. C. Diamond-sawn surface of plate from the drill core sample of Oku-905/366.30m/Kylylahti. D. Timanttisahapintainen laatta kairausnäytteestä Oku-905/371.05m/ Kylylahti. D. Diamond-sawn surface of plate from the drill core sample of Oku-905/371.05m/Kylylahti. Esillä olevat Kylylahden neljä näytettä poikkeavat ulkoasultaan selvästi KumpuB-Kaasilan näytteistä ja merkille pantavaa on myös se, että tutkimuksessa mukana olleista OKU-lohkareista ei löytynyt sellaisia piirteitä, jotka viittaisivat Kylylahteen. Tässä yhteydessä on syytä ottaa esille M. Ketolan laatima Outokumpu-kompleksin gravimetrinen kartta, joka oli käytössä vuonna 1993 uudelleenkäynnistettyjen Kylylahti- tutkimusten aikana (Pekkarinen ym. 1998), ja jota on muokattu Mondo Mineralsin kaivoskäynnin jälkeen (kuva 47). 83 Kuva 47. Gravimetrinen kartta Outokumpu-kompleksista, väliltä Keretti – Karnukka - Kylylahti. Myös Mondo Mineralsin talkkitutkimuskohteet on siihen lisätty. Pohjakartta on muokattu M. Ketolan 1993 esitelmäkartasta (LJP 2011). Fig. 47. Gravimetric map of the Outokumpu complex between Keretti – Karnukka - Kylylahti. Talc research targets of Mondo Minerals are also shown. (Modified after M. Ketola 1993 internal presentation by L.J. Pekkarinen 2011). Tähän tutkimukseen saatiin vuonna 2013 kaksi tyyppinäytettä (Taulukko 5 / testinäytteet 11 ja 12), Mondo Mineralsin Karnukkapuron (=Karnukka) talkkikairauksissa tavoitetuista OKU-tyypin Ni- ja Cu- mineralisaatioista. Karnukan testinäyte 11 edustaa talkkikairauksissa ultramafiitin jalkapuolelta tavattua magneetikiisu-penlandiitti-mineralisaatiota kvartsikivessä. Se lienee rinnastettavissa Vuonoksen Ni- mineralisaatioon. Testinäytteen 11 piste osuu diagrammissa 2 lähelle Petäisen Ni-pitoisen näytteen pistettä (19). Tästä näytteestä (kuva 48A) tehtiin myös kemialliset analyysit Labtium Oy:ssä (Ni 1.20 %, Cu 0.0478 %, Co 0.0452 %). Jatkotutkimuksissa Ni-vyöhykkeen alta on tavattu magneettikiisuvaltainen semimassiivinen Cumineralisaatio, joka ehkä voitaisiin rinnastaa Vuonoksen magneettikiisufasieksen Cu- mineralisaatioon. Sitä edustavan testinäytteen 12 (kuva 48B) piste osuu diagrammissa 2 kauemmaksi näytteestä 11. Kuten em. näytteestä, siitäkin on Labtium Oy:ssä tehty kemialliset analyysit (esim. 84 Cu 1.03 %, Co 0.2070 %, Ni 0.2950 %, Zn 0.0124 %). Metamorfoosiaste näyttäisi olevan hieman korkeampi kuin Kylylahdessa. Gravimetrisen kartan (kuva 46) perusteella näyttäisi siltä, että CuCo-potentiaalinen vyöhyke voisi jatkua Perttilahdesta koilliseen syvällä Hosmanahon ja Pehmytkiven talkkiesiintymien alla niin, että vyöhykkeen häntä puhkeaisi pintaan Karnukan alueella. A B Kuva 48. Valokuvia kahdesta kairasydännäytteestä, peräisin Mondo Mineralsin talkkikairausten yhteydessä Karnukassa saaduista OKU-tyypin sulfidivyöhykkeiden lävistyksistä. Niitä edustavat testipisteet (11 - 12) sijaitsevat Kumpu B-Kaasila kentän yläpuolella Diagrammissa 2. A. Ni-pitoinen magneettikiisupirote (muutin sanat vähän toisin) kvartsirikkaassa kairasydännäytteessä Kar-33/ 101,40m. Näytteen koko kuvassa 2.8 x 6.4 cm. B. Tyypillinen magneettikiisuinen Cu- malminäyte, kairasydän Kar-43/ 115,40m/ Karnukka. Sample size in photo 2.8 x 6.4 cm. Fig 48. Photographs of two drill core samples from the OKU-type sulphide zones intersected in connection of talc drillings by Mondo Minerals in Karnukka. Test points representing those samples are located above the Kumpu B-Kaasila field in Diagram 2 (in more detail in the text). A. Pyrrhotitic Ni-bearing dissemination in quartz-rich sample, drill core Kar-33/ 101.40m. Näytteen koko kuvassa 2.8 x 6.8 cm. B. Typical pyrrhotitic sms Cu-ore sample, drill core Kar- 43/ 115.40m. Sample size in photo 2.8 x 6.8 cm. Varsinaisen magneettikiisu-tyypin puhkeamia, kuten Luikonlahti (14 - 16), Riihilahti (17 - 18), ja Hietajärvi (20 - 22) puhkeamia edustavat pisteet on tässä diagrammissa rajattu violetilla katkoviivalla kentäksi ja ne sijoittuvat pääosin KumpuB-Kaasila-kentän yläosaan (tyyppikuvat 49A-D). Saramäen mineralisaation puhkeamasta ei ole edustavaa näytettä. Näyte oli 560 m syvyydeltä ja se 85 edusti magneettikiisutyyppiä, mutta sen suskeptibiliteetti on alhaisempi heksagonisen magneettikiisun takia. Kuva 49. Joitakin tyyppivalokuvia magneettikiisuvaltaisista puhkeamanäytteistä, joiden testipisteiden asetelmat Kumpu B-Kaasila kentän yläosassa Diagrammissa 2 muodostavat kuviokentän, joka on kokeellisesti rajattu katkoviivalla. Fig. 49. Some photographs of pyrrhotitic Oku-type ore ouctrop samples , which test point settings in upper part of Kumpu B-Kaasila field in Diagram 2 form a pattern field, which is tentatively limited to a dashed line (in more detail in the text). A B A. Magneettikiisutyypin massiivinen malmi, jossa kuplamaista kvartsia. Timanttisahapintainen palanäyte LUI-Lti-5/Luikonlahti. Näytteen koko kuvassa 2.3 x 3.8 cm. A. Pyrrhotitic massive ore with blebby quartz. Diamond-sawn surface of the sample LUI-Lti-5 / Luikonlahti. Sample size in photo 2.3 x 3.8 cm. B. Cu-pitoista magneettikiisupirotetta skarnoidissa. Timanttisahapintainen kairasydännäyte Vrl-5/56.30 /Riihilahti. Näytteen koko kuvassa 2.2 x 4 cm. B. Pyrrhotic Cu-bearing dissemination in skarnoid. Diamond-sawn surface of the drillcore sample from Vrl5 /56.30 / Riihilahti. Sample size in photo 2.2 x 4 cm. 86 C D C. Magneettikiisutyypin ”low gade” Cu-malmi, harmeena diopsidia ja kvartsia. Timanttisahapintainen kairasydännäyte Sr-8/ 42.30/ Hietajärvi. Näytteen koko 2.4 x 2.4 cm. C. Pyrrhotitic low grade Cu ore containg diopside and quartz as gangue minerals. Diamond-sawn surface of the drill core sample from Sr-8/42.30/ Hietajärvi. Sample size 2.4 x 2.4 cm. D. Timanttisahapintainen magneettikiisutyypin Zn-rikas malmi, jossa harmeena diopsidia ja kvartsia. Näytteen koko 2.4 x 2.4 cm. D. Pyrrhotic sms Zn-rich ore containing diopside and quartz as gangue minerals. Diamond-sawn surface of drill core sample from Sr-8/41.95 /Hietajärvi. Sample size 2.4 x 2.4 cm. Petäisen OKU-kivikompleksissa ei monista kairausvaiheista huolimatta ole todettu mitään merkkejä massiivisesta Cu-Co-Zn-malmista. Ainoastaan karsi-kvartsikivissä on tavattu Ni-pitoisia magneettikiisu- piroteraitoja; näyte (19) on näistä esimerkki. Korkean suskeptibiliteetti-arvonsa takia se osuu jo lähelle diagrammin 2 yläreunaa (Diagrammi 2). 11.5 Johtopäätökset Vertailua varten diagrammista 2 KumpuB – Kaasilan hajontakenttä siirrettiin diagrammi 1:n kaksoiskappaleeseen ja annettiin uudelle yhdistelmälle otsikko ”Diagrammi 3” (Kuva 50). Tässä havaittiin, että siirretyn kentän sisään jää ensinnäkin koko Kivisalmi- kenttä ja suurin osa muita tunnettuja lohkareita edustavia pisteitä, kuten Selkie I (6), Selkie II (8), Röksä (10), Nivunki (11), Enanniemi (14), Ikolansaari (16) ja Karvonen (20). Tämä voitaisiin tulkita niin, että petrofysikaalis- 87 ten määritysten perusteella edellä lueteltujen lohkareiden lähtöalue on todennäköisesti Kumpu B – Kaasilan malmipuhkeamissa. Kuva 50. Oku-tyypin lohkareiden petrofysikaalisten määritysten tulokset kopioituna diagrammista 1 diagrammiin 3. Vertailun vuoksi diagrammiin on kopioitu myös Kivisalmen lohkareen ja Kumpu B-Kaasilan näytteiden vaihtelukentät diagrammeista 1 ja 2. Lisänä on kolme vertailupiikkiä T. Ruotoistenmäki & T. Tervo (2006) GTK /Tutkimusraportista 162 (s. 21 / kuvat 14 - 15/ symboli diagrammissa: musta pallukka & punainen numero /tarkemmin tekstissä / SH mod) Fig. 50. Results of the petrophysical determinations of Oku-type boulders copied from diagram 1 to diagram 3. For comparison into the diagram has been also included the fields of Kivisalmi boulder and Kumpu B-Kaasila. In addition there are three reference peaks from T. Ruotoistenmäki & T. Tervo (2006) GTK report of investigation162 (p21 & Figs 14-15). Symbols: black ball & red number (more detail in text/ SH mod). Kumpu B-Kaasila-kentän ulkopuolelle jäävät ne testipisteet, jotka edustavat lohkareita, joissa on harmeena runsaammin kvartsia ja/tai kvartsikivifragmentteja tai huokoisuutta, joskin niidenkin lähtökohta on otaksuttavasti Outokummussa. Lista em. pisteistä: - piste 7 Selkie II, kvartsikivifragmentti lohkareessa 88 - piste 15 Taskila, runsaasti kvartsia ja huokoisuutta - piste 18 Rokkala, runsaasti kvartsia ja pyöristyneitä kvartsikivifragmentteja - piste 17 Muljula, runsaasti kvartsia ja huokoisuutta - piste 12 Vaivio, runsaasti kvartsia ja huokoisuutta - piste 19 Potoskavaara, useita suikalemaisia kvartsikivifragmentteja. On huomattava, että em. lohkareet lukuun ottamatta Vaiviota (piste 12) ovat pitkänmatkalaisia eli kulkeutuneet kauempaa, mikä osittain johtunee siitä, että niiden runsas kvartsipitoisuus on lisännyt lohkareen kuljetuskestävyyttä jäätikön virtauksen aikana. Esillä olleiden rikkikiisuvaltaisten lohkareiden lähtöalue on kuitenkin otaksuttavasti KumpuB-Kaasila puhkeamissa, mutta sitä ei voi pelkästään petrofysikaalisten määritysten perusteella varmistaa. Hohkaiset tyypit saattaisivat liittyä KumpuB-Kaasilan alueen katkaisevaan siirrosvyöhykkeeseen. Selvä vertailukohta tässä tutkimuksessa tehtyihin petrofysikaalisiin tiheys – suskeptibiliteetti määrityksiin löytyy T. Ruotoistenmäen & T. Tervon (2006) GTK:n Tutkimusraportista 162 (niveltyy GEOMEX-projektiin), jossa Outokumpu Mining Oy:n 9584 kairausnäytteen mittausdata on jaettu 10 luokkaan (Rep. 162, Table 3 and Fig. 14). Lisäksi tiedostoon sisältyy tietoa malmi-mineraaleista sekä Cu-mineralisaatio-potentiaalista (Rap.162/Fig. 15). Kolme korkeinta Cu-potentiaalia edustavaa piikkiä on tässä työssä otettu mukaan diagrammiin 3 (symbolit: musta pallo + numero), sisältäen luokat 7 (69 %), 2 (15 %) ja 9 (6 %). On luonnollista, että OKU:n 9584 näytteen kairasydän aineisto sisältää suhteellisen pienen joukon varsinaisia malmilävistyksiä, jotka eivät tietenkään tule esille erillisinä piikkeinä muusta aineistosta. Kuitenkin luokkia 2 ja 7 esittävät symbolit diagrammissa 3 osoittavat trendiä rikkikiisuvaltaisten Cu- malminäytteiden suuntaan Kumpu B-Kaasilakentän jatkeella. Niille on tyypillistä alhainen suskeptibiliteetti. Luokkaa 9 edustava piikki sen sijaan osuu korkean suskeptibiliteetin omaavien magneettikiisufasieksen Kylylahden ja Karnukan mineralisaatioita edustavien kairausnäytepisteiden joukkoon. Esillä olleet piikit näyttävät siis antavan viitteitä joidenkin ko. luokkiin sisältyvien näytteiden Cu-potentiaalista. Lohkareiden petrofyysikaalisten määritysten joukossa Hylekaarteen lohkare oli ainoa magneettikiisutyypin edustaja ja sen piste (13) osui korkean suskeptibiliteetin takia täysin syrjään muista lohkareista (vrt. Diagrammi 1). Magneettikiisutyyppi viittaa korkeamman metamorfoosiasteen aluee- 89 seen, lähinnä C-vyöhykkeeseen. Jos verrataan Hylekaarteen lohkareen pistettä 13 Petäisen näytteen pisteeseen 19 diagrammissa 2, todetaan niiden osuvan lähes samaan kohtaan. Tästä voidaan päätellä, että tämä on vain sattuma, eikä merkitse sitä, että Hylekaarteen lohkare olisi ilman muuta peräisin Petäiseltä. Jos jatketaan lähtöalueen etsimistä jäätikön virtauksen tulosuuntaan, päädytään Juojärven alueelle (kuva 40). Hylekaarteen lohkareen korkea suskeptibiliteetti viittaa siihen, että sen lähtöalueella on ilmeisesti huomattava magneettinen anomalia. Lohkareen rakenteessa näkyy vahvan deformaation merkit. Ehkä myöhemmin syntynyt ruhjevyöhyke leikkasi Cu-Zn-mineralisaatiota. Lisäksi lohkareessa on merkit granitoidien vaikutuksesta, kuten jäänteitä resorboituneesta maasälvästä ja fluoriittia. Tähän yhteyteen sopiva lähtöalue voisi olla nimenomaan Juojärven alueella. Tässä yhteydessä on mielenkiintoista todeta, että T. Ruotoistenmäki & T. Tervo, (2006) pitävät Juojärven aluetta (kuva 40) Cu-malmipotentiaalisena. Ensinnäkin siellä on sopivia magneettisia anomalioita sekä paikallinen gravimetrinen anomalia, joka ilmeisesti aiheutuu OKU-kompleksin kivien haarakkeesta (Rep. 162/Figs 23, 24 and 32). On myös ilmeistä, että OKU-seurueen kivet puhkeavat pintaan tällä alueella, ja toisaalta alueella on myös mustaliuskeita. Juojärven anomaliat (kuva 40 /JJ) ovat osaksi järven alla, mutta osittain myös kuivalla maalla. Mitä tulee varsinaisiin Savonrannan lohkareisiin, niiden palanäytteet ovat tuhoutuneet pitkäaikaisen säilytyksen kuluessa, joten petrofysikaalisia määrityksiä niistä ei ollut mahdollista tehdä, kuten ei myöskään Sortavalan lohkareesta. Yleisesti ottaen voidaan todeta, että petrofysikaalisten määritysten tulkinta on hyvä työkalu lähtöalueiden arvioinnissa, mutta se ei aina anna yksiselitteistä vastausta tähän. Se antaa kuitenkin merkittävää lisätietoa käytettäväksi yhdessä muiden erottelumenetelmien kanssa. 90 12 MITÄ OKU-LOHKAREIDEN METAMORFOOSIASTE KERTOO LÄHTÖALUEISTA? Säntti ym. (2006) ovat julkaisussaan esittäneet OKU- assosiaation ultramafisten kivien tutkimuksiin perustuvan metamorfisten vyöhykkeiden kaavion Pohjois-Karjalan ja Kainuun liuskejaksojen alueelta. Säntti ym. (2006) tekemän metamorfoositutkimuksen perusteella syntyi ajatus kokeilla, voiko Outokumpu-tyypin malmilohkareiden palanäytteistä ja hieistä tunnistettujen karakterististen sulfidien ja silikaattien avulla määrittää lohkareiden metamorfoosiaste sekä käyttää menetelmää yhtenä keinona lohkareiden alkuperän selvittämiseen. Käsillä olevan tutkimuksen tulosten visuaalista esittämistä varten Säntti ym. (2006) esittämää kaaviota on kuitenkin muokattu tähän käyttöön sopivammaksi ottamalla käyttöön ainoastaan PohjoisKarjalaa koskeva osa ja jatkamalla aluetta aproksimoiden sopivasti jonkin matkaa etelän suuntaan (Kuva 51). 91 Kuva 51. Outokumpu tyypin malmilohkareet luokiteteltuna metamorfoosiasteen mukaan ja jäätikön virtaussuunnat esitettynä yksinkertaistetulla Pohjois-Karjalan geologisella kartalla yhdessä reaktioisogradien kanssa, jotka rajaavat alueellisia metamorfisia vyöhykkeitä A-D (pohjakartta muokattu Säntti ym. 2006 mukaan). Lyhennykset ja lohkareiden numerointi sama kuin kuvassa 2. Fig. 51. Outokumpu type boulders showing metamorphic grades and ice flow directions presented on the simplified geological map of North Karelia with reaction isograds delimiting the regional metamorphic zones A-D. The base map modified after Säntti et al. (2006). Abbreviations and numbering are same as in Fig 2. Näin saadulle karttapohjalle on sitten sijoitettu tutkittujen OKU-lohkareiden sijainnit jaoteltuna sulfidikemiallisiin määrityksiin ja petrofysikaalisiin määrityksiin perustuen kahteen ryhmään: a) Rikkikiisuvaltaiset tyypit, joissa on vaihteleva määrä magneettikiisua (keltainen väri) b) Magneettikiisuvaltaiset tyypit, joissa on vain satunnaisesti rikkikiisua (korkeampi metamorfoosiaste; punavioletti väri). 92 Samankaltainen kahtiajako on esitetty OKU-tyypin puhkeamille edellisen luvun (11) tekstissä petrofysikaalisten määritysten perusteella. Jotta voitaisiin arvioida, mistä suunnasta lohkareet ovat todennäköisesti kulkeutuneet löytöpaikoilleen, kaavioon on lisätty jäätiköiden vanhemmat ja nuoremmat virtaussuunnat Rainion ym. (1985) mukaan. Säntti ym. (2006) ovat erottaneet kaavioissa neljä metamorfista vyöhykettä A, B, C ja D määriteltynä idästä länteen kohoavan metamorfisen lämpötilan perusteella. Karakteristiset mineraaliseurueet näissä vyöhykkeissä ovat: East A: Antigorite ± olivine ± tremolite B: Olivine + talc C: Olivine + anthophyllite ± cummingtonite ± talc West D: Olivine + enstatite ± anthophyllite ± Mg/Al-spinel Tremoliitti ja/tai karbonaatti esiintyvät kaikissa neljässä vyöhykkeessä, erityisesti ultramafisten linssien rajoilla. Lisäksi Säntti ym. (2006) ovat oliviini-spinelli geotermometriä käyttäen määrittäneet OKU-tyypin esiintymille ja keskeisille ultramafisille linsseille metamorfisen fasieksen/ vyöhykkeen (Taulukko 6). Kyseistä taulukkoa on tässä hieman typistetty ottamalla mukaan vain ne kohteet, jotka ovat tarpeellisia tämän työn kannalta mukaan lukien Kylylahden Cu-esiintymä. Itse taulukko sinänsä tarjoaa hyvän vertailupohjan lohkareiden metamorfoosiasteen määrittämiseen. Säntin ym. (2006) Kylylahden malmin kuvausten mukaan (taulukko 6) malmin metamorfoosiaste vastaa alemman asteen amfiboliittifasiesta vyöhykkeellä A (Kuva 51 ja tyyppikuvat 52A-B.) Sitä vastoin Outokummun Kumpu B-Kaasilan malmilaatan metamorfoosiaste vastaa keskiasteen amfiboliittifasiesta vyöhykkeellä B (tyyppikuvat 52C-D). Pääosin rikkikiisuvaltaisessa malmilaatassa on kuitenkin vaihtelevasti magneettikiisupitoisia raitoja esim. Kumpu B-laatan (Oku-712) keskiosassa (Oku-712) ja Kaasilan leikkauksen (Oku-711) katto-osassa (kuva 52D). Ylemmän asteen amfiboliittifasiesta vyöhykkeellä C edustaa esim. Luikonlahden esiintymä (tyyppinäytteet 52 E-F). 93 Taulukko 6. Joitakin metamorfoosiastemäärityksiä käyttäen Oliviini-spinelli-geotermometriä. Table 6. Some results of Olivine-Spinel Geothermometry. The table is mofidied after Säntti et al. 2006. Taulukko modifioitu Säntti ym. 2006 esittämästä taulukosta. Kohteen sijainti Metamorfinen fasies / Vyöhyke Sola Kylylahti *) Outokumpu Luikonlahti Usinmäki Petäinen Lapinsaari Hankavaara Alempi amfiboliitti / A Alempi amfiboliitti / A Keskiaste amfiboliitti /B Ylempi amfiboliitti / C Ylempi amfiboliitti / C Ylempi amfiboliitti / C Ylempi amfiboliitti / C Ylempi amfiboliitti / C Huomautuksia vrt. Riihilahti vrt. Hietajärvi vrt. Kettukumpu *) lisätty myöhemmin Kuva 52. Valokuvia Oku-tyypin malmipuhkeamien näytteistä, joista metamorfoosiasteen perusteella on arvioitu mahdollinen lähtövyöhyke A, B tai C. Fig. 52. Photographs of the Outokumpu-type ore outcrop samples. The probable provenance zone (A, B or C)is estimated on the basis of metamorphic grades. A B A. Tyypillinen rikkikisuvaltainen malminäyte, Kylylahden kaivos. Näyte otettu + 70-tasolta kaivoskäynnin aikana; alemman asteen amfiboliittifasies / Vyöhyke A. A. Typical pyritic Cu ore in Kylylahti mine. Sample taken from +70-level during the mine visit. Loweramphibolite-facies / Zone A. B. Birbiriittinen kvartsikivifragmentti rikkikiisuvaltaisessa malmissa. Näyte otettu +70 –tasolta Kylylahden kaivoskäynnin aikana; alemman asteen amfibolittifasies / Vyöhyke A. Kuva-alan koko 7.2 x 16.7 cm. B. Birbiritic quartz rock fragment inside pyritic Cu ore. Sample taken also from +70-level during Kylylahti mine visit. Lower-amphibolite-facies / Zone A. Photo size 7.2 x 16.7 cm. 94 D C C. Rikkikiisuvaltainen massiivinen Cu-malminäyte Kumpu B:n louhosalueelta; keskiasteen amfiboliittifasies / Vyöhyke B. Näytteen koko 6.4 x 9.0 cm. C. Pyrite dominant massive Cu ore type sample from Kumpu B open pit area. Middle-amphibolite –facies / Zone B. Sample size 6.4 x 9.0 cm. D. Vertikaalinen, sahalla Kaasilan paljastuma 2:n pinnasta leikattu laatta, läheltä Kaasilan reikää Oku711, joka edustaa ” Kattokaasila”-tyyppiä. Huomio metamorfinen raitaisuus ja budinoituneet kvarstsijuonet; Keski-amfiboliitti-fasies / Vyöhyke B. Näytteen koko 6 x 7.5 cm. D. Vertical sawn plate from surface of outcrop 2 near Dh Oku-711 at Kaasila representing pyrrhotitic facies ore (sc. Kattokaasila ore). Note metamorphic banding and boudinated quartz dykes. Middleamphibolite -facies/ Zone B. Sample size 6 x 7.5 cm. E F E. Tyypillinen magneettikiisuvaltainen näyte Luikonlahden malmista, Luikonlahden kaivoksen kokoelma/ Lti0). Ylempi-amfiboliitti-fasies/ Vyöhyke C). Näytteen koko 5.7 x 7.5 cm. E. Typical pyrrhotitic sample of Luikonlahti ore (Luikonlahti mine collection / Lti-0). Upper-amphibolitefacies / Zone C. Sample size 5.7 x 7.5 cm. F. Timanttisahapintainen laatta Luikonlahden magneettikiisuvaltaisesta massiivisesta malminäytteestä (Lti4), joka edustaa tyypillistä ylemmän amfiboliittifasieksen tuottamaa rakennetta vyöhykkeellä C. Huomaa apliittinen juoni kuvan oikeassa ylänurkassa. Näytteen koko 2.2 x 3.5 cm. F. Diamond-sawn surface of a plate from Luikonlahti pyrrhotitic ms ore sample (Lti-4) showing typical metamorphic texture caused by Upper –amphibolite facies metamorphism in zone C. Note micro dyke in the upper right corner of the picture.Sample size 2.2 x 3.5 cm. 95 Koko lohkare- ja puhkeamahieaineiston mikroskopointi osoitti kvartsin olevan dominoiva harmemineraali lähes kaikissa hieissä (liitteet 1 ja 2). Sen sijaan mininimaalisesti esiintyviä metamorfoosiasteen määrittämiseen tarvittavia karakteristisia harmemineraaleja, kuten uvaroviittia, kromidiopsidia tai antofylliittia vain harvoin osui hieen kokoiselle alueelle (liitteet 5 ja 6). Tästä syystä metamorfoosiaste määritettiin usein sen mukaan, onko kyseessä rikkikiisuvaltainen tyyppi vai magneettikiisuvaltainen tyyppi; jälkimäisen viitatessa Ylemmän asteen amfiboliittifasieksen metamorfoosiin vyöhykkeellä C. Tulokset em. perusteilla tehdyistä lohkareiden metamorfoosiastemäärityksistä on esitetty taulukossa 7. Taulukko 7. Metamorfoosiastemäärityksiä Pohjois-Karjalan Oku-tyypin malmilohkareista. Table 7. Results of metamorphic grade determinations of the Oku-type ore boulders in North Karelia. Kenttäkoodi / lohkareen numero (suluissa) Kettulankatu (21) Vaivio (7) Selkie I (2) Selkie II (3) Röksä (4) Karvonen = Kastelampi (19) Kivisalmi (1) Enanniemi (9) Taskila (10) Ikolansaari (14) Nivunki (6) Muljula (15) Potoskavaara (18) Rokkala (16) Sortavala - M1202 (5) Hylekaarre= Heinonniemi (8) Vanaja = Sarvinki (20) Lti-1 *) (22) Lti-2 *) (23) Sotasaari I (12) Sotasaari II (13) Ryttylä (11) Retula (17) Löytöpaikka Outokumpu Liperi Kontiolahti Kontiolahti Eno Kiihtelysvaara Rääkkylä Kitee Kitee Kitee Kesälahti Kitee Kitee Kitee Sortavala **) Kitee Eno Luikonlahti Luikonlahti Savonranta Savonranta Savonranta Savonranta *)Lohkareet löydetty läheltä Luikonlahden kaivosta Metamorfinen fasies/ tulkittu lähtövyöhyke Keskiaste amfiboliitti / B Keskiaste amfiboliitti / B Keskiaste amfiboliitti / B Keskiaste amfiboliitti / B Keskiaste amfiboliitti / B Keskiaste amfiboliitti / B Keskiaste amfiboliitti / B Keskiaste amfiboliitti / B Keskiaste amfiboliitti / B Keskiaste amfiboliitti / B Keskiaste amfiboliitti / B Keskiaste amfiboliitti / B Keskiaste amfiboliitti / B Keskiaste amfiboliitti / B Keskiaste amfiboliitti / B Ylempi amfiboliitti/ C Ylempi amfiboliitti/ C Ylempi amfiboliitti/ C Ylempi amfiboliitti/ C Ylempi amfiboliitti/ C Ylempi amfiboliitti/ C Ylempi amfiboliitti/ C Ylempi amfiboliitti/ C **) Löytöpaikka Venäjällä 96 Todettakoon, että kromidiopsidia ja uvaroviittia esiintyy yleisesti Outokummun malmin listweniittibirbiriitti-syntyisissä sivukivissä (kuva 53A-B), kuitenkin Cr-pitoisuus itse massiivisissa malmilinsseissä on hyvin alhainen, niinpä KumpuB-Kaasilan malmilävistyksistä tehdyistä hieissä ei tavattu ainuttakaan uvaroviittiraetta. Tämä piirre johtuu siitä, että geneettinen yhteys karsi-kvartsikivien ja massiivisen malmin väliltä puuttuu (Säntti ym. 2006, Kontinen ym. 2006). Kuva 53A. Cr-diopsidikarsi - kvartsikivipaljastuma lähellä Mökkivaaraa Outokumussa. Huomaa kapeat karsiraidat (vihreät) birbiriittisessä kvartsiosassa (harmaa). Kuva-alan koko 110 cm. Kuva: L.J. Pekkarinen. Fig. 53 A. Cr-diopside skarn - quartz rock outcrop near Mökkivaara at Outokumpu. Note narrow skarn bands (green) in the birbiritic quartz rock zone (gray). Photo area 110 cm. Photo: L.J.Pekkarinen. 97 Kuva 53B. Vertikaalinen, timanttisahalla Kaasilan paljastuma 1:n pinnasta leikattu laatta, läheltä Kaasilan reikää Oku-710. Laatassa näkyy rikkikiisuvaltaisen Cu-malmin ja sivukivenä olevan kvartsikiven kontakti. Huomaa ylinnä jäätikön siloittama kvartsikiven pinta (myös merkit uurteista). Näytteen koko 4.5 x 4 cm. Fig. 53 B. Vertical sawn plate from surface of outcrop 1 near Dh Oku-710 at Kaasila representing the sharp contact between quartz rock (upper part) and pyritic ms pyritic Cu-ore (below). Note that the hard upper surface of quartz rock is clearly grinded by glacier. Sample size 4.5 x 4 cm. 12.1 Arvioita malmilohkareiden tulosuunnista metamorfoosiasteen perusteella Jotta voitaisiin arvioida, mistä suunnasta lohkareet ovat todennäköisesti kulkeutuneet löytöpaikoilleen, on kaavioon (Kuva 51) lisätty jäätikön vanhemmat ja nuoremmat virtaussuunnat Rainion ym. (1985) mukaan. 12.1.1 Sektori Outokummusta itään Rikkikiisuvaltaisten lohkareiden löytöpaikat sijoittuvat jäätikön nuoremman virtauksen tuottamana länsi-itäsuunnassa sektorimaiselle lohkareviuhkalle Outokummun malmin ja Selkien kylän väliselle alueelle, erityisesti vyöhykkeille A-B (kuva 51). Viuhkaan kuuluvat lohkareet Kettulankatu (21), Vaivio (7), Selkie I ja II (2-3), Röksä (4) ja Karvonen (19). Selkie Il lohkare on siitä erikoinen, että 98 rikkikiisuvaltaisessa semi-massivisessa malmissa on uvaroviittia ja kromidiopsidia sisältävä kvartsikivi-fragmentti (kuva 54). Lohkare lienee peräisin malmin ja sivukiven kontaktista, todennäköisesti Kaasilan puhkeamasta. Viuhkan muista lohkareista ei löydy uvaroviittia, mutta kuitenkin niissä on diopsidia mikrorakeina ja metamorfoosiaste vastaa keskiasteen ambiboliittifasiesta (Taulukko 7). Kuva 54. Detaljikuva Selkie II lohkareen timanttisahapintaisesta laatasta. Huomaa vihreät Cr-diopsidi- ja uvaroviittikiteet kvartsikiviosassa (M91). Kaikkein ylin osa kuvassa (M93) edustaa massiivista rikkikiisuvaltaista Cu-malmia. Näytteen koko 2 x 2.3 cm. Fig. 54. Detail from the diamond- sawn surface of a plate from Selkie II bouder. Note green Cr-diopside and uvarovite grains in quartz rock part (M91). Uppermost part of the picture (M93) is representing ms pyritic Cu-ore. Sample size 2 x 2.3 cm. 12.1.2 Luikonlahden kapea lohkareviuhka Yllä mainitun viuhkan pohjoispuolelta (kuva 51) löytynyt Vanajan lohkare (20), joka ei kuulu kuitenkaan samaan joukkoon. Kooltaan pieni lohkare on magneettikiisutyyppiä, joka pisaramaiseksi kiteytyneen kvartsin ja apliittisen mikrojuonen takia muistuttaa Luikonlahden malmia ja sen itäpuolelta löydettyjä lähilohkareita (kuva 55). Lisäksi jäätikön virtaussuunnat täsmäävät. On melkoinen sattuma, että tällainen pieni lohkare on löydetty moreenista 80 km päästä Luikonlahden malmista. 99 Kuva 55. Timanttisahapintainen laatta magneettikiisuvaltaisesta Luikonlahden kaivoksen lähilohkareesta Lti-1. Huomioi tyypillinen leikkaava mikrojuoni kuvan oikeassa puoliskossa.Näytteen koko 2.4 x 4.2 cm. Fig. 55. Diamond-sawn surface of a plate from Luikonlahti-type boulder Lti-1 discovered near the Luikonlahti mine. Pyrrhotitic ore type with some chalcopyrite and quartz is main gangue mineral. Note a typical aplitic microdyke in the right corner of picture. Sample size 2.4 x 4.2 cm. 12.1.3 Sektori Outokummusta kaakkoon Toinen rikkikiisuvaltaisten lohkareiden löytöpaikoista kartalle (kuva 51) hahmottuva sektorimainen lohkareviuhka on syntynyt vanhemman ja nuoremman jäätikön kompleksikuljetuksesta. Se aukeaa Outokummusta eteläkaakon suuntaan sijoittuen vyöhykkeille A ja B. Siihen kuuluvat lohkareet Kivisalmi (1), Enanniemi (9), Ikolansaari (14), Taskila (10), Muljula (15), Nivunki (6), Potoskavaara (18) ja Rokkala (16). Siihen voitaisiin lukea myös Sortavalan lohkare (5). Edellä mainitun viuhkan lohkareista ei ole tavattu uvaroviittia, mutta kylläkin mikrorakeina diopsidia ja mm. sillä perusteella metamorfoosiaste vastaa keskiasteen amfiboliittifasiesta. Näiden lohkareiden ulkoasussa on suurta vaihtelua, mutta näin on myös KumpuB-Kaasilan näytteissä sekä kookkaasta Kivisalmen lohkareesta otetuissa näytteissä (Ks. kuvat 56A-B). Kun näiden lohkareiden ulkoasu ja petrofysiikka lisäksi muistuttavat KumpuB-Kaasilan näytteitä, on ilmeistä, että niiden lähtöalue on KumpuB-Kaasilan puhkeamissa. 100 A B Kuva 56. Valokuvat kahdesta Oku-tyypin lohkareesta, joiden rakenteet poikkeavat paljon toisistaan. A. Timanttisahapintainen laatta riikkikiisuvaltaisesta Enanniemen malmilohkareesta, jossa on pyöristyneitä kvartsikivifragmentteja. Kappaleen koko 2.8 x 4.4 cm. B. Metamorfista raitaisuutta ja budinoituneita kvartsijuonia Kivisalmen lohkareessa. Kuva-alan koko 10 x 15 cm. Kuva: S. Hietala, GTK. Fig. 56. Photographs of two Oku-type boulders, which structures differs much from each other. A. Diamond-sawn surface of a plate from pyritic Enanniemi boulder with rounded quartz rock fragments. Sample size 2.8 x 4.4 cm. B. Metamorphic banding and boudinated quartz dykes in a plate from Kivisalmi boulder. Photo size area 10 x 15 cm. Photo: S. Hietala, GTK. 12.1.4 Savonrannan kapea lohkareviuhka Ns. Savonrannan magneettikiisutyyppisten lohkareiden Retula (17), Ryttylä (11) ja SotasaariI-II (12 - 13) plottauspisteistä muodostuu metamorfoosivyöhykkeelle C suunnilleen nuoremman jäätikön virtauksen suuntainen lyhyt lohkarejono (kuva 51). Verrattuna Säntin ym. (2006) kohteista Hietajärvi, Lapinsaari ja Hankavaara tekemiin metamorfoosiastemäärityksiin (Taulukko 6) Savonrannan lohkareiden metamorfoosiaste vastaa myös ylemmän amfiboliittifasieksen olosuhteita (Taulukko 7 ja Liite 5). Kettukummun ja Hietajärven puhkeamat eivät sovi niiden lähtöalueiksi, niinpä niiden lähdealue on vielä kateissa. 12.1.5 Hylekaarteen erillinen lohkare Paasveden itärannalle (kuva 51) jäätikön kuljettama Hylekaarten lohkare (8) on luokiteltu useissa raporteissa Savonrannan lohkareisiin, mutta se poikkeaa niistä ulkoasultaan rakenteeltaan ja mineralogialtaan siinä määrin, että on parempi käsitellä se erillistapauksena (kuva 57). Lohkareesta löytyy 101 jäänteitä antofyliittisälöistä, joka viittaa ylemmän amfiboliittifasieksen metamorfoosiin, mutta breksiarakenne puolestaan myöhempään deformaatioon, kloriittiutumiseen ja malmiaineksen uudelleen mobiloitumiseen. Lohkareesta löytyy myös resorboituneita maasälpärakeita ja fluoriittia, mikä puolestaan viittaa granitoidien vaikutukseen. Kuva 57. Timanttisahapintainen laatta magneettikiisutyypin Cu- ja Zn-rikkaasta Hylekaarteen lohkareesta. Huomioi, että kvartsi-kloriitti-kuparikiisu- magneettikiisu- aggregaatit ovat reunustetut sinkkivälkkeellä. Näytteen koko 2.7 x 6.5 cm. Kuva: L.J. Pekkarinen Fig. 57. Diamond –sawn surface of a plate from pyrrhotitic Hylekaarre boulder. Note rounded quartz- chlorite-chalcopyrite-pyrrhotite aggregates rimmed by sphalerite. Sample size 2.7 x 6.5 cm. GTK on mitannut Hylekaarteen löytöpaikalta jäätikön vanhemmaksi virtaussuunnaksi 335°, joka ei sovi Hietajärven mineralisaatioon, kuten ei myöskään sen malmityyppi. Lohkareen rakenteen perusteella se voisi olla peräisin jostakin magneettikiisutyypin Cu-Zn -mineralisaatiota leikkaavasta ruhjevyöhykkeestä. Joka tapauksessa Cu-Zn-pitoisuuksiensa (Cu 8,9 %, Zn 3,86 %) puolesta kyseessä on kiinnostava lohkare, jonka lähtöalue näyttäisi olevan Hietajärveä ja Petäistä kauempana luoteessa. Malmityyppi poikkeaa kuitenkin selvästi Riihilahden ja Luikonlahden malmityypeistä (kuvat 49A-B ja 55). Sopivin lähtöalueympäristö näyttäisi löytyvän Juojärven alueelta (kuva 40). Yleisesti voidaan todeta, että määrittämällä OKU-lohkareen metamorfinen fasies saadaan tietoa siitä, miltä metamorfoosivyöhykkeeltä lohkare on peräisin. Lisäksi käyttämällä jäätikön virtaussuuntia ohjaussuuntina, voidaan tarkemmin arvioida lohkareiden mahdollisia lähtöalueita. 102 13 YHTEENVETO T. Koistisen (1980) arvion mukaan Outokummun malmi on Kumpu B:n ja Kaasilan puhkeamissa jatkunut eroosiotason yläpuolelle siten, että jäätikön kulutus on irrottanut siitä noin 10 000 – 20 000 tonnia malmia. T. Koistisen selvityksen mukaan Outokumpu-tyyppisiä Cu-malmilohkareita on löytynyt Outokummusta silloin tällöin kaivaustöiden yhteydessä sektorista, jonka rajat ovat: Kaasilan puhkeamalta itään ja Kumpu B:n puhkeamalta etelään aina 2 km:n etäisyydelle saakka (esimerkkinä Kettulankadun lohkare). Pieni osa lohkareista on kuitenkin levinnyt jäätikön virtausten mukana hajalleen kauas Outokummusta. Pitkänmatkalaisia ovat Potoskavaaran lohkare (100 km) ja Sortavalan lohkare (140 km). GEOMEX-projektin tulokset, samoin kuin uusi malmimalli ja uusi idea kvartsikivien birbiriittisestä alkuperästä, inspiroi tämän uudenlaisen tutkimuksen Outokumpu-tyypin lohkareista, joissa massiivisten-semimassiivisten malminäytteiden kvartsia ei enää pidetä malmin kvartsiittisena isäntäkivenä, vaan harmemineraalina yhdessä aksessoristen mineraalien, kuten tremoliitin, kromidiopsidin ja uvaroviitin kanssa. Tämä tulkinta on seuraus siitä, että on todettu, ettei semimassiivisen – massiivisen OKU-malmin ja karsi-kvartsikivien synty liity geneettisesti toisiinsa. 13.1 Johtopäätökset Outokumpu-tyypin malmilohkareiden lähtöalueista Edellä kuvattujen menetelmien soveltamistulosten perusteella näyttäisi siltä, että suurin osa PohjoisKarjalan Outokumpu-tyypin malmilohkareista olisi peräisin Outokummusta. Tätä mahdollisuutta tukee se, että Outokummun malmipuhkeamiin Kumpu B ja Kaasila liittyy erilaisia malmityyppejä, mutta samankaltaisia kuin lohkareissakin. Ohessa on lueteltu lähtöalueita, jotka perustuvat malmilohkareiden ja puhkeamien mineralogisiin ja kemiallisiin koostumuksiin, fluidi-sulkeumatutkimuksiin sekä petrofysikaalisiin ja metamorfoosiastemäärityksiin ottaen huomioon jäätikön eriaikaiset virtaussuunnat. Asian havainnollistamiseksi 103 nämä tiedot on koottu myös visualisointia varten Rainion (1985) kartasta modifioidulle karttapohjalle (kuva 58). Kuva 58. Kartta esittää jäätikön virtaussuunnat, päätemoreenivyöhykkeet (Rainion 1985 mukaan) ja OKUlohkareiden sijainnit. Lyhenteet ja lohkareiden numerointi sama kuin kuvassa 2. Lisänä lyhenne = JJ=Juojärvi. Myös OKU-lohkareiden kulkeutumissektorit (A1, A2, B, C1 ja C2/ ks. teksti) on esitetty kuvassa (SH mod ). Fig. 58. Map showing directions of glacial flows, end moraine zones (after Rainio 1985) and locations of the Oku-type boulders. Abbreviations and numbering are same as in Fig. 2. Added abbreviation JJ= Juojärvi. Also Oku boulder train sectors (A1, A2, B, C1 and C2/ more in text) are shown in the picture. 104 A1. Sektori Outokummusta itään Lohkareiden Vaivio, Selkie I-II, Röksä ja Karvonen metamorfoosiaste vastaa metamorfista vyöhykettä B ja lähtöalue on ilmeisesti Outokummun puhkeamissa. A2. Luikonlahden kapea lohkareviuhka Vanajan (=Sarvinki) lohkareen rakenne ja metamorfoosiaste vastaavat Luikonlahden lähilohkareita, lähtöalue siis Luikonlahden esiintymässä. Malmipuhkeamat Kylylahti ja Karnukka sijaitsevat metamorfoosivyöhykkeellä A, mutta niitä vastaavia malmilohkareita ei ole tavattu. B. Sektori Outokummusta kaakkoon Lohkareissa Kettulankatu, Kivisalmi, Enanniemi, Taskila, Ikolansaari, Nivunki, Muljula, Rokkala, Potoskavaara ja ehdollisena Sortavala, kemialliset piirteet ja metamorfoosiaste vastaavat vyöhykettä B. Näin ollen Outokumpu on ilmeinen lähtöalue myös niille. C1. Savonrannan kapea lohkareviuhka Lohkareet Retula, Ryttylä ja Sotasaari I-II edustavat kapeaa viuhkaa Savonrannalla ja ne poikkeavat geokemiallisesti, mineralogisesti ja tekstuuriltaan muista lohkareista. Lisäksi ne ovat magneettikiisutyyppiä ja metamorfoosiaste vastaa vyöhykettä C. Glasiaalinen kuljetussuunta on itään, joka sulkee pois Hietajärven esiintymän realistisena lähdealueena, joten niiden lähtöalue on vielä avoin. C2. Hylekaarteen erillinen lohkare Hylekaarteen lohkare (=Heinonniemen) on yksittäinen Paasselän itärannalta löydetty magneettikiisutyypin lohkare. Kiinnostavaksi sen tekevät merkittävät Cu- ja Zn-pitoisuudet (Cu 8,9 % ja Zn 3,86 %). Löytöpaikalla on todettu kaksi jäätikön virtaussuuntaa. Nuorempi virtaussuunta on lähes sama kuin Savonrannalla, mutta lohkareen mineralogia ja ulkoasu on erilainen kuin Savonrannan lohkareilla. Vanhempi kuljetussuunta osuu Hietajärven ja Petäisen väliin, mutta lohkareen rakenne 105 poikkeaa Hietajärvi-tyypistä. Toisaalta Petäisen Oku-assosiaatiokompleksi ei vaikuta realistiselta vaihtoehdolta (Luku 12). Lisäksi Hylekaarteen lohkareen ulkoasu poikkeaa täysin kauempana luoteessa sijaitsevien Riihilahden ja Luikonlahden esiintymien malmityypeistä (kuvat 48 A-B). Mitä taas tulee edellä olevissa luvuissa esitettyihin Hylekaarteen lohkareen paragenesista, petrofysiikkaa ja metamofoosiastetta koskeviin näkökohtiin, pitäisimme niiden perusteella Juojärven aluetta todennäköisenä Hylekaarten lohkareen lähtöalueena (kuva 58). Tämän tutkimuksen pohjalta voidaan todeta, että tutkimuksessa mukana olleiden OKU-tyypin lohkareiden lähtöalueen voidaan katsoa suurelta osin olevan KumpuB-Kaasilan malmipuhkeamissa Outokummussa. Lähtöalueen selvittäminen jäi kuitenkin avoimeksi ns. Savonrannan lohkareiden Retula, Ryttylä, Sotasaari I – II osalta. Niiden osalta jatkoselvityksen tekee hankalaksi lännempänä oleva laaja järvialue. Yksittäisen Hylekaarteen lohkareen lähtöalueen jäljittäminen on vaikea ja erittäin haasteellinen tehtävä, sillä oletettuun jäätikön kuljetussuuntaan osuu ensin laaja Oriveden järvialue ja sitten pitempää kuljetusmatkaa ajatellen kauempana luoteessa sijaitseva Juojärven alue, josta ko. lohkare on mahdollisesti peräisin. Todennäköisen puhkeaman osoittamiseen tarvitaan epäilemättä monivaiheisia etsintämenetelmiä. Polvijärven malmilohkareiden selvitysten yhteydessä tuli Mondo Mineralsilta tämän tutkimuksen tekijöille mielenkiintoinen malmiviite, kun Mondo Mineralsin Karnukan alueen talkkikairauksissa oli saatu lävistyksiä Outokumpu-tyyppisestä syvyyssuuntaan painuvasta sulfidivyöhykkeestä (tarkemmin luvussa 11). Kiinnostava kysymys on, miten tämä vyöhyke jatkuu syvyydessä Horsmanahon – Pehmytkiven talkkiesiintymien alla Perttilahden suuntaan ja millaisena? Sen malmipotentiaali olisi aiheellista tarkistaa. Lisäuskoa Outokumpu-jaksojen Cu-Co-Zn-malmipotentiaaliin on saatu vuosien varrella, kun Kylylahteen perustettiin Outokumpu-tyypin malmin hyödyntämiseen perustuva kaivos 2010 ja sen täys- 106 tuotanto käynnistyi 2012. Aikaisemmassa vaiheessa kaivoksesta vastasi Altona Mining, mutta 1.10.2014 kaivostoiminta siirtyi Bolidenin hallintaan. Yleisesti ottaen näyttää siltä, että helpoimmat Outokumpu-tyypin esiintymät on kyllä löydetty. Näin ollen uusien kohteiden löytämiseksi tarvitaan uusia keinoja ja innovaatioita. Summary: CU-CO-ZN ORE BOULDERS AS ORE POTENTIAL INDICATORS OF THE OUTOKUMPU ASSEMBLAGE ZONES IN NORTH KARELIA This K. J. Renlund Foundation supported research report is intended to complement the Geomex report drawn up GTK and OKU cooperation and also produce “Expansion part” , which emphasizes the Oku-type ore importance in boulder prospecting. The basic procedure has been that Oku-type boulder and ore outcrop samples are compared mutually using different research methods. Based on this study attempts have been made to evaluate whether in the Oku-zones it is possible to find new indications of Cu-Co-Zn potential. First, it was found that the quartz fluid inclusions in this case did not prove suitable for a tool tracing the boulders, which is due probably to the quartz and OKU-type ores’ discrete and multistage origins and deformation processes. Classification of OKU-type material based on the Fe- sulphide phase chemical composi- tions was found to work well. Used distinction diagrams Fe/Ni, Zn/Sn and Cu/Ag share a full OKU –material clearly into two main types. Pyrite dominant types, containing mainly quartz as gangue mineral form their own group can be juxtaposed with Kumpu B-Kaasila ore outcrops. Such boulders are: Kivisalmi, Kettulankatu, Outolammenkatu, Selkie I-II, Ikolansaari, Enaniemi, Muljula, Rokkala, Vaivio, Karvonen, Potoskavaara and on the basis of paragenesis also Sortavala boulder. Points representing pyrrhotitic boulders and outcrops are plotted into the elliptical field comprising Luikonlahti, Riihilahti and Hietajärvi mineralizations and Savonranta boulders and also separate Hylekaarre boulder. 107 The aplication of the petrophysical parameters for classification of the OKU-type boulder and ore outcrop samples was found to work well. Diagrams used for classification revealed a similar material division into two different groups described above. Pyrrhotite type and pyrrhotitic facies samples have higher susceptibity values separating these from pyritic samples having lower susceptibility values. For this reason pyrite dominant ore boulders including samples containing variable quartz as gangue mineral are plotted in discrimination diagram into the KumpuB- Kaasila field or its continuations. Unfortunately, pyrrhotite type Savonranta boulder samples over the years had been destroyed and the comparison for them was insufficient. Hylekaarre boulder because of high susceptibility separates it from other boulder groups. Distribution of OKU research data can also be viewed by means of North Karelian metamorphic zones map published by Säntti et al. (2006). According to the map metamorphic grade rises by zones from east to west and at the same time pyrite changes to pyrrhotite. An example of the chain: Kylylahti ore - Lower amphibolites facies / Zone A; KumpuB-Kaasila ore outcrops - Middle amphibolites facies/ Zone B; Luikonlahti ore – Upper amphibolites facies / Zone C. Discovery places of the well-known OKU-type boulders are placed on the map dispersed throughout in different metamorphic zones, apparently because transported by multiphase glacier flows. From each boulder it was first determined the metamorphic grade using characteristic silicate and ore minerals to find out what zone they are from. With the aid of the chart added ice flow directions, their provenances could be estimated. The results of this treatment is shown in diagram chart image 58. Based on present study it can concluded that the provenance of the investigated OKU-type pyritic ore boulders is to a large extend mainly in KumpuB-Kaasila ore outcrops in Outokumpu. While the paragenesis of Vanaja boulder, found near the Selkie boulders corre- 108 sponds well Luikonlahti nearby boulders, so its provenance is obviously the Luikolahti deposit. A separate group consists of so-called Savonranta pyrrhotitic ore boulders, which are characteristized by a peculiar breccia structure. Their paragenesis does not resemble Savonranta type ore outcrop Kettukumpu and Hietajärvi samples, and glacier flow directions do not match, so their provenance is still open. Hylekaarre boulder is rich in chalcopyrite and sphalerite (Cu 8.9 % and 3.86 % Zn). It is characterized by a peculiar habitus showing signs of shearing, chloritization and granitization. Therefore it differs e. g. from the Hietajärvi ore samples. Paragenesis, petrophysics and older ice flow direction of 325° would indicate Juojärvi area. Boulder tracing should be justified, but it is certainly a challenging task. In this study, there were two OKU-type drill core samples selected from Mondo Mineras talc drilling holes that intersected also narrow sulphide zones at Karnukka. Samples are similar to Kylylahti type, but metamorphic grade is slightly higher. Sulphide zone seems to continue downwards beneath Pehmytkivi and Horsmanaho talc deposits. Authors propose that ore potential of this zone should be revised. In particular, the Kylylahti mine establishment in 2010 and full production since 2012 aroused new interest and belief in Cu-Co-Zn ore potential within the Outokumpu association zones. Generally speaking, it seems that the easy discoveries of Oku-type deposits have already been done, therefore, to find new targets, new innovations and tools are required. 109 14 KIITOSMAININNAT Olemme kiitollisia Geologian tutkimuskeskukselle (GTK) sen myötämielisestä suhtautumisesta tutkimukseemme ja sen henkilöstölle saamastamme avusta tämän työn aikana. Erityisen kiitosmaininnan ansaitsee toimialapäällikkö Erkki Luukkonen, jolta olemme saaneet hyödyllisiä ohjeita käsikirjoituksemme laadintaan. Suurenmoiset kiitokset GTK:n erikoistutkija K. A. Kinnuselle hänen vuoden 1981 fluidi- sulkeumatutkimustaan varten kootun laajan tutkimusmateriaalin huolellisesta säilytyksestä GTK:ssa käsittäen Oku-tyypin malmilohkare- ja puhkeamanäytteitä sekä niistä tehtyjä ohuthieitä. Tämä materiaali tarjosi myös hyvän perusmateriaalin tämän tutkimuksen käynnistämiselle. Kiitokset A. Kontiselle ja H. Huhmalle GEOMEX-projektin laatimaa Outokumpu- malmimallia täydentävistä keskusteluista sekä saamistamme muutamista tutkimusnäytteistä. T. Koistiselle kiitokset rakentavista keskusteluista koskien tämän tutkimuksen käsikirjoituksen varhaisimpia luonnoksia ja OKU- kenttätutkimuksiin liittyvästä julkaisemattomasta aineistoa sekä avointa keskustelua Outokumpu- malmiprovinssin geologisesta kehityksestä. Kiitokset GTK:n kansannäytetoimiston järjestämistä kenttätarkistuskäynneistä Outokummun kaivosalueelle sekä kaivosvierailujen järjestelyistä Kylylahden kaivokselle lisänäytteiden hankintaa silmälläpitäen. T. Ruotoistenmäelle kiitokset Oku-tyypin lohkare- ja paljastumanäytteistä tehdyistä petrofysikaalisista määrityksistä, jotka on tehty GTK:n petrofysikaalisessa laboratoriossa Otaniemessä. Kiitokset A. Hattulalle tehtyjen määritysten kommentoinnista. Kiitokset myös M. Niskaselle muutamista lisämäärityksistä. Tässä tutkimuksessa esitetyt jäätikön virtaussuunnat ovat edesmenneen H. Rainion valikoimia; kunniamaininta hänen muistolleen. Hänen jälkeensä on turvauduttu H. Hirvaksen apuun, josta hänelle kiitokset. Edelliseen liittyen kiitokset myös J. Vanteelle Petäisen-Kivisalmen vyöhykkeen laser-keilauskartan laadinnasta. 110 Kiitoksia myös GTK:n hielaboratorion T. Saarimäelle tutkimuksessa käytettyjen ohuthieiden uudelleen kiillotuksesta ja tarvittavien uusien hieiden valmistamisesta sekä hiearkistosta vastaavalle T. Neuvoselle hieiden hyvin onnistuneesta mikrovalokuvauksesta. Olemme kiitollisia GTK:n henkilöstön tuesta tämän tutkimuksen aikana. Tutkimusmateriaalin hankinnan osalta olemme saaneet hyvää apua kirjastonhoitaja K. Tilukselta ja aineistovastaavalta E. Vallimieheltä ja heille kohteliaimmat kiitokset. On lukuisia muita nimeltä mainitsemattomia henkilöitä, jotka ovat auttaneet tutkimustamme eri vaiheissa, heille kohdistamme vilpittömät kiitoksemme. Kiitokset myös Labtium Oy:lle tähän työhön liittyvien näytteiden lisäanalysoinnista. Kaivosorganisaatioille Outokumpu Mining Oy, Mondo Minerals ja Kylylahti Copper & Altona Mining Ltd osoitamme kiitoksemme tuesta ja saaduista malminäytteistä. Lopuksi, kohteliaimmat kiitokset esillä olevaan tutkimukseen taloudellista tukea antaneelle K. H. Renlund Säätiölle. Lauri J. Pekkarinen Satu Hietala 111 ACKNNOWLEDGEMENTS: We are grateful to the management of the Geological Survey of Finland (GTK) for the responsive approach to this research. In particular, we wish to thank E. Luukkonen, who has been following the progress of our report and we have received from him useful guidelines for the preparation of the manuscript. Special thanks to K. Kinnunen for his fluid inclusion investigations on the extensive research material storage at GTK comprising Outokumpu type (OKU) ore boulder and ore outcrop samples as well as those made in thin sections. Many thanks for useful discussions with T. Koistinen about the geological evolution of the OKU ore province and comments regarding to this research report manuscript earliest sketches. Thanks also to A. Kontinen and H. Huhma for several discussions about the Geomex OKU ore model, as well as some additional samples. Thanks also to GTK People Sample Office for organizing field excursions in the Outokumpu mining area, as well as arrangements of mining visits in Kylylahti mine with to the acquisition of the additional samples. We thank T.Ruotoistenmäki for petro-physical determinations of the OKU-type boulder and ore outcrop samples done in GTK petro-physical laboratory at Otaniemi, as well as thanks to A. Hattula for useful comments of these results. Thanks also to M. Niskanen for some petrophysical determinations. In this study, the glacier flow directions were already proposed by deceased H. Rainio. Honorable mention to his memory. Since then, we have had the opportunity to use experts H. Hirvas and J. Vanne; and thanks to them. The best thanks to GTK personnel support and assistance during this study, such as library services to K. Tilus; data services to E. Vallimies; polishing and preparing new thin sections to T. Saarimäki; micro photographing of thin sections to T. Neuvonen, not forgetting the many other persons unnamed, that have assisted our research in various stages. Many thanks to Labtium Oy for additional assays of the samples related to this work and also to mining organizations Outokumpu Mining Oy, Mondo Minerals , Kylylahti Copper & Altona Mining Ltd for support and representative ore samples. Finally kindly thanks to K.H. Renlund Foundation for financial support during the early stages of this study. Lauri J. Pekkarinen Satu Hietala Authors of this report 112 15 LÄHTEET Annala, V. 1960. Outokummun historia 1910–1959. Helsinki 1960. Auclair. et al. 1993. Mineralogy, geochemistry and paragenesis of Eastern Metals serpentinite – associated Ni-Cu-Zn deposit, Quebec Appalachians: Economic Geology, v. 88, p. 123–138. Aumo, R. & Salonen, V.-P. 1986. Uvarovite and glacial transportation distance as provenance indicators of ore mineralization in the southern part of the Outokumpu district, North Karelia, Finland. In: Prospecting in areas of glaciated terrain 1986 : papers presented at the seventh international symposium organized by The Institution of Mining and Metallurgy and The Geological Survey of Finland, Kuopio, 1-2 September, 1986. London: The Institution oining and Metallurgy, 17–23. Hakanen, P. 1983. Savonrannan Hietajärven kairaustuloksista v. 1983. Outokumpu Oy, Malminetsintä, tutkimusraportti 001/4212 /PVH/ 1983, 3p. Hakanen, P. 1984. Savonranta, ”Hietajärvi 1-2” Tutkimustyöselostus. Outokumpu Oy, Malminetsintä, raportti 080/ 4212 /PVH/ 1984, 3p. Hartikainen, A. & Jääskeläinen, P. 1985. Saunaniemen ja Petäisen Outokumpu-tyyppisistä jaksoista erodoituneen materiaalin levinneisyys moreenissa Rääkkylän Kivisalmen ja Saunaniemen alueella. 16 s., 6 l. Geologian tutkimuskeskus, arkistoraportti, S/41/4214/1/1985. Hirvas, H. & Nenonen., K. 1981. Käynti Kivisalmen kanava-siltatyömaalla 24.2.1981. 2 s., 2 l. Geologian tutkimuskeskus, arkistoraportti, P 13.2.028. Huhma, A. 1965. Savonrannan Petäjäjärven tutkimukset 1953–1964, Sr -3. Outokumpu Oy, Malminetsintä, tutkimusraportti 001/4221/AH/ 65, 3p. Huhma, A. 1965. Savonrannan Petäjäjärven tutkimukset 1953–1964, Sr -3. Outokumpu Oy, Malminetsintä, tutkimusraportti 001/4221/AH/ 65, 3p. Huhma, A. 1971a. Kallioperäkartta - Pre-Quaternary rocks. Lehti – Sheet 4222, Outokumpu. Suomen geologinen kartta – Geologigal map of Finland 1:100 000. Huhma, A. 1971b. Kallioperäkartta - Pre-Quaternary rocks. Lehti – Sheet 4224, Kontiolahti. Suomen geologinen kartta – Geologigal map of Finland 1:100 000. Huhma, A. 1971c. Kallioperäkartta - Pre-Quaternary rocks. Lehti – Sheet 4311, Sivakkavaara. Suomen geologinen kartta – Geologigal map of Finland 1:100 000. Huhma, A. 1975. Outokummun, Polvijärven ja Sivakkavaaran kartta-alueiden kallioperä. Summary: Precambrian rocks of the Outokumpu, Polvijärvi and Sivakkavaara map-sheet areas. Suomen geologinen kartta 1:100 000: kallioperäkartan selitykset lehti 4222, 4224, 4311. Espoo: Geologinen tutkimuslaitos. 151 p. 113 Huhma, A. & Huhma, M. 1970. Contribution to the geology and geochemistry of the Outokumpu region. Bull. Geol. Soc. Finland 42, 57–88. Hyvärinen, L., Kauranne, K. & Yletyinen, V. 1973. Modern boulder tracing in prospecting. In: Jones, M. J. (ed.) Prospecting in areas of glacial terrain : papers presented at a symposium organized by the Institution of Mining and Metallurgy and held in Trondheim, Norway, on 21 and 22 August, 1973, 87–95. Häkli, T. A. 1987. The Outokumpu project. Geological Survey of Finland, Special Paper 1, 51–58, 8 figures. Hänninen, E. 1981. Outokumpu-tyyppisten malmien ja lohkareiden kemismistä ja sulfidimineralogiasta. Tutkimusraportti 070/42/E. Hänninen/81. 36 p (in Finnish). Inkinen, O. 1969. Selostus Savonrannan Säimenen tutkimuksista 1969. Outokumpu Oy, Malminetsintä, tutkimusraportti 001/4212, 4214/ Oi/ 69, 7p. Isomäki, O.-P. 1994. Savonrannan Säimen: Hietajärven Cu-Zn-Ni-Co –esiintymän kairaus ja malmiarviointi. Outokumpu Finnmines Oy, raportti 030/ 4212 11D/ OPI/ 1994. 8p. Isomäki, O.-P. 1994. Savonrannan Säimenen Outokumpu-tyyppisen Cu-Zn-Ni-Co –malmin Hietajärvi koelouhinta ja rikastussuunnitelma. Outokumpu Finnmines Oy/ Enonkosken kaivos, raportti 090/ 4212 11,12/ OPI/ 1994. 3p. Isomäki, O.-P. 1999. Tutkimustyöselostus Savonranta ”Kettukumpu” Outokumpu Mining Oy, raportti 030/ 4212 10/ OPI/ 1999. 3p. Kinnunen, K. A. 1979. Luikonlahden malmin puhkeamasta kulkeutuneiden lohkareiden tunnistamiseen soveltuvista mikroskooppisista tuntomerkeistä. 6 s. Geologian tutkimuskeskus, arkistoraportti, M19/4311/79/1/10. Kinnunen, K. A. 1981. Outokumpu-tyyppisten malmipuhkeamien ja lohkareiden vertailu fluidisulkeumistojen avulla. Summary: Comparison of fluid inclusion assemblages of Outokumpu-type ore outcrops and boulders in eastern Finland. Geologinen tutkimuslaitos. Tutkimusraportti 51. Espoo: Geologinen tutkimuslaitos. 40 p. + 1 app. Koistinen, T. J. 1981. Structural evolution of an early Proterozoic stratabound Cu-Co-Zn deposit, Outokumpu, Finland. Transactions of the Royal Society of Edinburgh: earth sciences 72 (2), 115–158. Koistinen, T. 1981. Savonranta, Petäjäjärvi tutkimustyöselostus. Outokumpu Oy, Malminetsintä, raportti 080/4221/TJK/ 1981. 2p. Koistinen, T. 1984. Yhteenvetoraportti , Oku-jakso 15.5.1984. Outokumpu Oy, Malminetsintä, yleisraportti 020/42, 43, 32, 33 /TJK/ 1984, 36 + 13 + 2 + 4p. & kaksi isoa karttaliitettä , mittakaava 1: 200 000. 114 Koistinen, T. 1993. Heinäveden kartta-alueen kallioperä. Summary: Pre-Quaternary rocks of Heinävesi map-sheet area. Suomen geologinen kartta 1: 100 000: kallioperäkarttojen selitykset lehti 4221. 64p. Kontinen, A., Peltonen, P. & Huhma, H. 2006. GEOMEX/ Final Technical Report. Geological Survey of Finland. Kuisma, M. 1989. A history of Outokumpu. Jyväskylä: Gummerus. 240 p. Lavikainen, S. 1986. Rääkkylän kartta-alueen kallioperä. Summary: Pre-Quaternary rocks of the Rääkkylä map-sheet area. Suomen geologinen kartta 1:100 000: kallioperäkarttojen selitykset lehti 4214. Espoo: Geologian tutkimuskeskus. 50 p. Nikkarinen, M. & Salminen, R. 1982. Outokumpu-assosiaation kivilajien vaikutus moreenin ja mineraalisen purosedimentin metallipitoisuuksiin ja mineraalikoostumukseen Petäisen alueella. Summary: The effect of the rocks of the Outokumpu association on the metal contents and mineral composition of the glacial till and mineral stream sediment in the Petäinen area, North Karelia, Finland. Geologinen tutkimuslaitos. Tutkimusraportti 59. Espoo: Geologian tutkimuskeskus. 24 p. Nykänen, O. 1971. Kiihtelysvaara. Suomen geologinen kartta 1:100 000 : Geological map of Finland 1:100 000 : pre-Quaternary rocks lehti = sheet 4241. Otaniemi: Geologinen tutkimuslaitos. Nykänen, O. 1971. Kiihtelysvaara. Summary: Explanation to the map of rocks (Kiihtelysvaara). Suomen geologinen kartta 1:100 000 : kallioperäkartan selitys lehti 4241. Otaniemi: Geologinen tutkimuslaitos. 68 p. Nykänen, O. 1972. Kitee. Suomen geologinen kartta 1:100 000 : Geological map of Finland 1:100 000 : pre-Quaternary rocks lehti = sheet 4231. Otaniemi: Geologinen tutkimuslaitos. Nykänen, O. 1975. Kerimäen ja Kiteen kartta-alueen kallioperä. Summary: Precambrian rocks of the Kerimäki and Kitee map-sheet areas. Suomen geologinen kartta 1:100 000 : kallioperäkartan selitykset lehti 4213, 4231. Otaniemi: Geologinen tutkimuslaitos. 45 p. + 1 app. map. Pekkarinen, L. J. 1974. Selostus Kiteen malmitutkimuksista vuosina 1971–1974. 24 s., 9 l. Geologian tutkimuskeskus, arkistoraportti, M19/4231/74/1/10. Pekkarinen, L. J. 1975. Selostus Rääkkylän malmitutkimuksista vuosina 1967–1969. 3 s., 5 l. Geologian tutkimuskeskus, arkistoraportti, M19/4214/75/1/10. Pekkarinen, L. J. 1979. Selostus Rääkkylässä Varpasalon ja Hietasaaren välisellä järvialueella suoritetuista erillistutkimuksista keväällä 1979. 4 s., 8 l. Geologian tutkimuskeskus, arkistoraportti, M19/4214/79/1/10. Pekkarinen, L. J. 1979. The Karelian formations and their depositional basement in the Kiihtelysvaara-Värtsilä area , East Finland . Geol. Surv.Finland .Bull. 301, 1–141. 115 Pekkarinen, L. J. 1980. Selostus Outokumpu-tyyppisten malmilohkareiden ympäristössä suoritetuista kivilaskuista Rääkkylän-Kiteen-Kiihtelysvaaran alueella 7 s., 13 l. Geologian tutkimuskeskus, arkistoraportti, M19/4214/-80/1/10. Pekkarinen, L. J. 1991. Tutkimustyöselostus Savonranta, ”Vuokala” & ”Retula 1- 2”. Outokumpu Oy, Malminetsintä, raportti 080/ 4212 12/LP/ 1991, 3p. Pekkarinen, L., Rekola, T. & Söderholm, K. 1998. Kylylahden jatkotutkimukset 1997–1998. Outokumpu Mining Oy, tutkimusraportti 1 (20), 001, 030/ 4224 03/LP, TPR, KS/ 1998, 20p. Pekkarinen, L. J. 2008. Esitelmä: Abstract/ Origin of Outokumpu type boulders - 50th Anniversary of the Department of Geology at the University of Turku. Geologi 60. p 131. Peltola, E. 1978. Origin of Precambrian copper sulphides of the Outokumpu District, Finland . Econ. Geol. 7, 461–477. Peltonen, P., Kontinen, A., Huhma, H. & Kuronen, U. 2007. New mineral deposit for the CuCo-Zn-Ni-Ag-Au sulphide deposits in Outokumpu, Finland . SGA News, 1, 7–9. Penninkilampi, S. 1986. Lohkaretutkimus, kenttäraportti Savonranta. Outokumpu Oy, Malminetsintä, raportti 015/ 4212, 4214/ SEP/ 1986. 7p. Puustjärvi, H. 1987. Savonrannan tutkimukset 1986–1987, yhteenveto. Outokumpu Oy, Malminetsintä, raportti 001/ 4212, 4214/ HOP/ 1987. 2p. Rainio, H. 1985. Pohjois-Karjalan Salpausselkien aikaiset reunamuodostumajaksot tarvitsevat nimet. Geologi 37 (3), 48–50. Rainio, H. 1985. Första Salpausselkä utgör randzonen för en landis som avancerat på nytt. Summary: The First Salpausselkä is a marginal formation of the outermost margin of a readvanced ice sheet. Geologi 37 (4-5), 70–77. Ruotoistenmäki, T. & Tervo, T. 2006. Geophysical Characteristics of the Outokumpu Area, SE Finland. Geologian tutkimuskeskus, Tutkimusraportti - Geological Survey of Finland, Report of investigation 162, 37 pages, 32 figures and 5 tables. Saastamoinen, J. 1972. Tutkimukset Savonrannassa vuosina 1966–1972. Outokumpu Oy, Malminetsintä, tutkimusraportti 001/4212 4214/JyS/ 72, 8p. Saksela, M. 1948. Outokummun kuparimalmin löytö. Geologinen tutkimuslaitos. Geoteknillisiä julkaisuja N:o 47. Saltikoff, B. 1984/ 1987. Suomen malmilohkarelöydöt : Finlands malmblockfynd : Ore boulder discoveries of Finland: 1:1 000 000 & Luettelo : Catalog. Espoo: Geologian tutkimuskeskus. 116 Sarikkola, R. 1977. Selonteko Hietajärven esiintymän tutkimuksista. Outokumpu Oy, Malminetsintä, raportti 6.1.1977, 3p. Stigzelius, H. 1987. Otto Trüstedt and his impact on the Finnish mining industry. Geological Survey of Finland. Special paper vol. 1, 5–13. Sauramo. 1940. On the provenance of the Röksä ore boulder. Julkaisematon raportti, GTL, Malmiosasto. Säntti, J., Kontinen, A., Sorjonen-Ward, P., Johanson, B. & Pakkanen, L. 2006. Metamorphism and chromite in serpentinized and carbonate-silica-altered peridotites of the Paleoproterozoic Outokumpu-Jormua ophiolite belt, eastern Finland. International Geology Review 48 (6), 494-546. Vihreäpuu, U. 1979. Tutkimustyöselostus, Savonranta “Lapinjärvi 1”. Outokumpu Oy, Malminetsintä, raportti 080 /4212 /UMV / 79. 1p. Viluksela, E. 1973. Ore boulders of unknown provenance from northern Karelia, Eastern Finland. Julkaisematon raportti (in Finnish), Outokumpu Oy, Malminetsintä, 135–40. Väyrynen, H. 1939. On the geology and tectonics of the Outokumpu ore field and region. Bull. Comm. Géol. Finlande 124. 91p. 117 LIITE 1 APPENDIX 1 File:Oku_boulder_mineraliz_data 2.xls MINERALIZATION TYPE INFORMATION 0F MOST IMPORTANT OKU-TYPE ORE BOULDERS IN NORTH KARELIA Samples are mainly same than in Kinnunen's (1981) fluid inclusion study* Rev.23.9.2014 Boulder Sample Sample, field code Rest of Sample Thin sect Thin sect. Petrophys Fluid incl.Mineralization type of Main ore No. No. sample photo No. photo determ. test *) boulder minerals 1 1 Kivisalmi - M113 retained _ 23161 _ _ x Pyritic ms ore py-po-cpy-sp " 1A KIV - Kilo- 1B " x 0909953 x x _ Pyritic ms ore py-po-cpy " 1B KIV - L2 " _ OK9440 _ _ x Pyritic sms ore py-po-cpy " 1C KIV -L4 " _ _ _ x x Pyritic sms ore " 1D KIV - L5 " _ OK9441 _ x _ Pyritic ms ore py-po-cpy " 1E KIV - L11 " _ 0909954 x _ x Pyrrhotitic ms, boudinated Qz-dykes po-py-cpy " 1F KIV -L15 " _ _ _ x _ pyritic ms ore " 1G KIV - L17 " _ 23338 _ _ x Pyritic ms ore py-po-cpy " 1H KIV - L18 " _ 23339 _ _ _ Pyritic ms ore py-po-cpy " 1I KIV -L19 " _ _ _ x _ Pyritic ms ore 2 2 Selkie I - M88 retained x OK9442 x x x Banded pyritic ms ore py-cpy-po " 3A Selkie II - M91A " x OK9443 x x x Qz-rich tongue & Cr-min.+ sf dissem. py-cpy " 3B Selkie II - M93 " x 23160 x x x Pyritic ms ore py-cpy-po " 3C Selkie II - M93d** " _ 29388 _ x _ Pyritic ms ore py-cpy-po 4 4A Röksä - M520 retained _ 23447 _ _ x Pyritic ms ore py-po-cpy-sp " 4B Röksä - M520d** " x 0910098 x x _ Pyritic ms ore py-po-cpy-sp 5 5 Sortavala - M1202 missing _ 23164 x _ _ Pyritic ms ore,Qz-patches py-cpy-po-sp 6 6 Nivunki retained x 0909955 x x x Pyritic sms ore, Qz-patches py-cpy-po-sp 7 7 Vaivio " x 0909956 x x x Banded pyritics sms ore, Qz-patches py-po-cpy 8 8 Hylekaarre - Heinonniemi " x 23931 x x x Pyrrhotitic sms ore breccia po-cpy-sp-py 9 9 Enanniemi - L14/HK-72 " x 23445 x x x Pyritic ms ore py-po-cpy-sp 10 10 Taskila " x 0909957 x x x Pyritic ms ore py-cpy-sp 11 11 Ryttylä - 117/VT/Sr-65 missing _ 23929 x _ _ Pyrrhotitic sms ore breccia, Zn-rich sp-po-cpy 12 12 Sotasaari I - 90/VT/Sr-65 missing _ 23930 x _ _ Pyrrhotitic sms ore breccia po-sp-cpy 13 13 Sotasaari II - 91/VT/Sr-65 missing _ 23932 x _ _ Pyrrhotitic sms ore breccia po-sp-cpy 14 14 Ikolansaari - K4660 retained x 23443 x x x Pyritic ms ore py-cpy-sp 15 15 Muljula " x 23451 x x x Pyritic sms ore, Qz-patches py-cpy-sp 16 16 Rokkala - L23-HK-72 " x 23448 x x x Pyritic sms ore, Qz-patches py-cpy-sp 17 17 Retula - 29-VK-Sr-68 missing _ 23937 x _ x Pyrrhotitic sms ore breccia po-cpy-sp 18 18A Potoskavaara - 32/ON-70 retained x 23170 x x x Pyritic ms ore, Qz-stripes py-cpy-po-sp " 18B Potoskavaara - 32/ON-70d** " _ 23444 _ _ _ Pyritic ms ore, Qz-stripes py-cpy-po-sp 19 19A Karvonen - L30-HK/72 retained x 23446 x x x Banded pyritic ms ore py-cpy-po " 19B Karvonen - L30-HK/72d** " _ 23731 _ x _ Banded pyritic sms ore py-cpy-po " 19C Kastelampi/75= Karvonen/72 missing _ _ _ _ Banded pyritic mass. ore py-cpy-po 20 20A Vanaja - K2731 retained _ 23165 x _ x Pyrrhotitic ms ore, m-dykes po-cpy-sp " 20B Vanaja= Sarvinki " _ 23449 _ _ _ Pyrrhotitic sms ore, blebby quartz po-cpy-sp 21 21 Kettulankatu missing _ 23934 x _ x Banded pyritic ms ore py-cpy 22 22 Luikonlahti - Lti-1 missing x 23438 x _ _ Pyrrhotitic mass.ore, m-dykes po-cpy 23 23 Luikonlahti - Lti-2 missing _ 23439 _ _ _ Pyrrhotitic ms ore , blebby quartz po-cpy Main gangue minerals Quartz Quartz Quartz A,B;C… = additional samples; d**- duplicate sample m-dykes= aplitic micro dykes *) by K. Kinnunen 1981; nd = not determined/ tested; ms =massive, sms =semimassive Quartz Quartz Quartz Quartz Quartz Quartz Quartz Quartz Quartz Quartz Quartz Quartz Quartz Breccia fragments:Quartz+chlorite Quartz Quartz Breccia fragments:Quartz+diopside Breccia fragments:Quartz+diopside Breccia fragments:Quartz+diopside Quartz Quartz Quartz Breccia fragments:Quartz+diopside Quartz Quartz Quartz Quartz Quartz Quartz + aplitic micro dykes Quartz + aplitic micro dykes Quartz Quartz + aplitic micro dykes Quartz + aplitic micro dykes 118 LIITE 2 APPENDIX 2 MINERALIZATION TYPE INFORMATION OF SOME SELECTED SAMPLES OF OUTOKUMPU TYPE DEPOSITS AND ORE OUTCROPS IN NORTH KARELIA Deposit No 1 " " " " " 2 " " 3 " " " " 4 " 5 6 " " " 7 " 8 9 " " 10 " Sample Sample field code Rest of Sample Thin Thin sect Petrophys Fluid Mineralization type No sample photo sect. No. photo determ. incl. test of sample 1A KUMB-OKU-712/ 2.65 retained x 23440 x x x Banded pyritic ms ore 1B KUMB-OKU-712/3.15 " _ 23439 x _ x Pyritic ms ore 1C KUMB-OKU-712/ 4.60 " x 23441 x x x Pyrrhotitic ms ore 1D KUMB-OKU-712/ 6.30 " x 23244 x x x Pyrrhotitic sms ore, quartz rock fragments 1E KUMB-OKU-712/9.00 missing _ 23442 x _ x Pyritic ms ore, quartz rock fragments 1F KUMB-OKU-712/9.85 " _ 23240 x x x Quartz rock with weak sulphide dissem 2A KAA-/Outcrop 1 retained x 23943 x x x Banded pyritic ms ore/ quartz rock contact 2B KAA-OKU-711/ 5.70 missing _ 23242 _ x Cutting quartz dyke in pyritic ms ore 2C KAA-OKU-711/ 5.80 retained x 23243 x x x Pyrrhotitic ms ore 3A KYL-OKU-886/ 48.56 " x OK9645 x x nd Pyritic massive ore 3B KYL-OKU-887/ 46.52 " x OK9646 x _ nd Sheared pyritic sms ore 3C KYL-OKU-905/359.85 *) " x OK9642 x x nd Pyrrhotitic ms ore 3D KYL-OKU-905/366.30 *) " x OK9643 x x nd Pyritic-pyrrhotitic ms ore 3E KYL-OKU-905/371.05 *) " x OK9644 x x nd Pyritic ms ore 4A KAR-33/ 101.60 " x 1113189 x x nd Pyrrhotitic Ni-bear. dissem. in quartz-crb rock 4B KAR-43/ 115.40 " x 1113190 x x nd Pyrrhotitic sms ore 5 SAR- JM-27/ c.560 *) " x 23945 x x x Pyrrhotic sms deep ore 6A LUI-Lti-0/ type sample " x 909952 x x nd Pyrrhotitic ms ore with blebby quartz 6B LUI-Lti- 3/ upper part " _ 23436 _ x Pyrrhotitic ms ore with blebby quartz 6C LUI-Lti- 4 / main ore " x 23435 x x x Pyrrhotitic ms ore with apl. micro dykes 6D LUI-Lti- 5/ main ore " _ 23434 x x Pyrrhotitic ms ore with blebby quartz 7A RII-Vrl- 5/ 56.30 retained x 23951 x x x Pyrrhotic sms ore with blebby quartz 7B RII-Vrl-5/ 57.00 " _ 23946 x x x Pyrrhotitic heavy dissem in skarn 8 Petäjäjärvi, Pe-8/ 55.90 retained x 23942 x x nd Pyrrhotitic hevy Ni-bear. dissem in skarns 9A HIE-Sr/Sä- 8/ 41.70 " _ 23956 x x x Pyrrhotitic sms ore 9B HIE-Sr/Sä- 8/ 41.95 " x 23961 x x x Pyrrhotitic sms Zn-rich ore 9C HIE-Sr/ Sä- 8 /42.30 " x 23957 x x Pyrrhotitic sms ore 10A KET-Savr -1/91.20 missing _ 1/91.20 x _ nd Heavy pyrrhotic dissem in skarn rock 10B KET-Savr -17/173.70 *) " _ 17/173,70 _ _ nd Heavy pyrrhotic dissem in skarn rock *) deep ore sample nd=not tested; x =tested ms=massive; sms=semimassive KUMB=Kumpu B SAR= Saramäki KAA=Kaasila LUI= Luikonlahti KYL= Kylylahti RII= Riihilahti KAR= Karnukka PET= Petäinen File:Oku_oreoutcrop_mineraliz_data2.xls Main ore minerals py-cpy py-cpy po-cpy-sp po-cpy-sp py-cpy-sp-po po- pn py po-py po-py-cpy-sp py-po-cpy py-cpy po-cpy-py py-po-cpy py-cpy po-pn-cpy po-cpy-sp po- cpy po-cpy-sp po-cpy po-cpy-py po-cpy-py po-cpy po-cpy po-pn po-sp-cpy sp-cpy-po po-cpy-sp po po HIE= Hietajärvi KET= Kettukumpu Rev. 23.9. 2014 Main gangue minerals/ host Quartz Quartz Quartz Quartz Quartz Quartz Quartz Quartz Quartz Quartz Quartz Quartz Quartz Quartz Quartz-carbonate rock Quartz Carbonate + quartz Quartz Quartz Quartz & apl. micro dykes Quartz & apl. micro dykes Quartz Skarnoid metabasite Diopside+quartz+amphiboloe rock Diopside-quartz-amphibole Diopside-quartz Diopside-quartz Diopside+carbonate+amphibole rock Diopside+carbonate+amphibole rock 119 LIITE 3 120 LIITE 4 121 LIITE 5 APPENDIX 5 File: Oku_boulder_mini_gangue-min.xls MINOR GANGUE MINERALS INFORMATION OF MOST IMPORTANT MASSIVE - SEMI-MASSIVE OKU-TYPE ORE BOULDERS IN NORTH KARELIA Samples are partly same than in Kinnunen's (1981) study Boulder No. 1 1 1 1 1 1 1 2 3 3 3 4 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 18 19 19 20 20 21 22 23 Sample field Thin sect. code No. En Kivisalmi - M113 23161 KIV - L1-B 909953 KIV - L2 9440.23336 KIV - L5 OK9441 KIV - L11 909954 KIV - L17 23338 KIV - L18 23339 Selkie I M88 OK9442 Selkie II M91A OK9443 Selkie II M93 29388 Selkie II M93d 23160 Röksä M520 23447 Röksä M520d 910098 Sortavala 23164 Nivunki 909955 Vaivio 909956 Hylekaarre 23931 Enanniemi 23445 Taskila 909957 Ryttylä 23929 X Sotasaari I 23930 Sotasaari II 23932 Ikolansaari 23443 Muljula 23451 Rokkala 23448 Retula 23937 Potoskavaara 23170 Potoskavaara-d 23444 Karvonen 23446 Karvonen-d 23731 Vanaja 23165 Vanaja 23449 Kettulankatu 23934 Lti-1 23438 Lti-2 23437 En Ath Typical minor gangue minerals Cum Phl Crb Tc Di X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X Uva X X X X Ol Srp X Bt Chl X X X X X Pl Other secondary gangue minerals Ser Ep Flu Tnt Ves Zoi Obs. X X X X X X X X X X X X X X X Tr X X X X X X X X X X X X X X X X XX X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X Gr X X X X X X X X X X X X X zoi? X X X X X X X ves? qz X X X X X X X X Ath Cum Phl Crb Tc X X Di Uva X X X Tr Ol Srp Bt Abbreviations: En=enstatie; Ath=anthophyllite; Cum=cummingtonite; Phl=phlogopite; Crb=carbonate; Tc=talc; Di=diopside; Uva=uvarovite; Tr= tremolite; Ol=olivine; Tnt=titanite;Ves=vesuvianite; Zoi= zoizite; Gr=garnet; Spi=spinel Chl X X X Pl X Ser Ep Flu X Tnt Ves Zoi Obs. Srp=serpentine; Bt=biotite; Chl= chlorite; Pl=plagioclace; Ep=epidote; Fl=fluorite; 122 LIITE 6 APPENDIX 6 MINOR GANGUE MINERALS INFORMATION OF SOME SELECTED OKU-TYPE DEPOSITS AND ORE OUTCROPS IN NORTH KARELIA Samples are partly same than in Hänninen's (1981) study. Deposit Sample field No. code 1 KUMB-OKU-712/ 2.65 " KUMB-OKU-712/ 3,15 " KUMB-OKU-712/ 4.60 " KUMB-OKU- 712/ 6.30 " KUMB-OKU- 712/ 9,00 " KUMB-OKU- 712/ 9,85 2 KAA-/outcrop 1 " KAA-OKU-711/ 5.70 " KAA-OKU-711/ 5.80 3 KYL-OKU-886/ 48.56 " KYL-OKU-887/ 46.52 " KYL-OKU-905/ 359.85 " KYL-OKU-905/ 366.30 " KYL-OKU-905/ 371.05 4 KAR-33/101,60 " KAR-43/115,40 5 SAR- JM-27/ c. 560 6 LUI- Lti-0 " LUI-Lti- 3 " LUI-Lti- 4 " LUI-Lti- 5 7 RII-Vrl- 5/ 56.30 " RII-Vrl- 5/ 57,00 8 Petäjäjärvi, Pe-8/ 55.90 9 HIE-Sr/Sä- 8/ 41.70 " HIE-Sr/Sä- 8/ 41.95 " HIE-Sr/ Sä- 8 /42.30 10 KET-Sarv-1/91,20 " KET-Savr-17/173,70 Abbreviations: see Appendix 5 Thinsect No. En 23440 23439 23441 23244 23442 23240 23943 23242 23243 OK9645 OK9646 OK9642 OK9643 OK9644 1113189 1113190 23945 909952 23436 23435 23434 23951 23946 23942 23956 23961 23957 1/91,20 17/173,70 En Ath Cum Phl Crb x x Typical minor gangue minerals Tc Di Uva Tr Ol Srp x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x Ath Cum Phl x Crb x Tc x Di x Uva x x x Tr Chl x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x Secondary gangue minerals Pl Ser Ep Flu Obs. Bt x x x x x x x x x x x x x x x x x x x Ol x Srp Bt x Chl Pl Ser Ep Flu Tnt Spi Tnt 123 LIITE 7 Table 1 File: Oku-Table 1_boulder.xls THE MOST IMPORTANT OKU-TYPE ORE BOULDERS IN NORTH KARELIA. GENERAL INFORMATION. No Boulder field code / and Discovery Discovery additional samples year way 1 Kivisalmi M113 1908 Kn 2 Selkie - I M88 1919 Kn 3 Selkie II - M91+M93 1923 Kn 4 Röksä M520 / L35-HK-72* ) 1928 Kn 5 Sortavala - M1202 1939 Unk 6 Nivunki 1957 Kn 7 Vaivio 1958 Kn 8 Hylekaarre / L15-HK-72 *) 1964 Kn 9 Enanniemi/ L14-HK-72 *) 1964 Kn 10 Taskila 1964 Kn 11 Ryttylä/ L117-VT-65 1965 Oku 12 Sotasaari I - L90-VT-65 1965 Oku 13 Sotasaari II - L91-VT-65 1965 Oku 14 Ikolansaari 1965 Kn 15 Muljula 1967 Kn 16 Rokkala/ L23-HK-72 *) 1967 Kn 17 Retula - L29-VK-68 1968 Oku 18 Potoskavaara - L32-ON-70 1970 GTL 19 Karvonen - L30-HK -72 *) 1972 GTL &Kn 20 Vanaja 1973 Kn 21 Kettulankatu 1978 Kn 22 Lti-1, boulder near mine Unknown LUI 23 Lti-2, boulder near mine " LUI Discoverer remarks Montin et al. E.Eskelinen " Röksä,land owner **) in Russia A.Makkonen A.Lyytikäinen et al. H.Karppanen H. Karppanen H. Karppanen prospector prospector prospector H. Ikonen/ K4660 J.Musikka S. Pirinen prospector geol. O.Nykänen P.Mononen -1975 K.Pennanen L. Kokko no information no information Boulder size 5 m3 35 kg 15 kg 2 tn small 70 - 80 kg big 5kg 100 kg 5 kg no information 50 x 50 x 50 cm 30 x 30 x 20cm 200 x 140 x 90 cm 40 x 30 x 30 cm small 100 x 70 x 50 cm 120 x 80 x 50 cm 40 x 20 x20 cm small big no information no information Discovery locality Rääkkylä Kontiolahti Kontiolahti Eno Sortavala **) Kesälahti Liperi Kitee Kitee Kitee Savonranta Savonranta Savonranta Kitee Kitee Kitee Savonranta Kitee Kiihtelysvaara Eno Outokumpu Luikonlahti Luikonlahti Kn= layman´s sample Oku= Outokumpu prospector sample GTL= Geol.Surv. exploration sample *) Hylekaarre= "Heinonniemi" ; Vanaja= "Sarvinki"; "Karvonen" =Kastelampi/ P.Mononen -75 Unk=unknown discovery historia **) In Russia Map system Coordinates K100 K20 X Y 4214 06 6912150 474830 4241 03 6948950 506750 4241 03 6948750 506800 4241 06 6946610 513560 4142 08 6850000 530750 4313 09 6881250 485680 4224 04 6950900 472210 4214 04 6892610 474180 4214 07 6895840 480570 4214 07 6895120 481270 4214 01 6898070 460400 4214 01 6896500 464500 4214 01 6896510 464520 4214 07 6896900 487540 4214 10 6898110 497840 4231 02 6874300 508060 4212 11 6900590 456610 4231 06 6885920 515580 4241 05 6937280 510860 4242 04 6954800 513600 4222 10 6957810 450140 4311 04 6982400 434500 4311 04 6982400 434500 LUI= Malmikaivos Oy exploration sample *)= duplicate sample 124 LIITE 8 Table 2 File: Oku-Table 2_oreoutcrops.xls GENERAL INFORMATION OF SOME SELECTED SAMPLES OF OUTOKUMPU TYPE DEPOSITS AND ORE OUTCROPS IN NORTH KARELIA Deposit Sample No No 1 1A " 1B " 1C " 1D " 1E " 1F 2 2A " 2B " 2C 3 3A " 3B " 3C " 3D " 3E 4 4A " 4B 5 5Bt 6 6A " 6B " 6C " 6D 7 7A " 7B 8 8A 9 9A " 9B " 9C 10 10A " 10B Sample field code KUMB-OKU-712/ 2.65 KUMB-OKU-712/3.15 KUMB-OKU-712/ 4.60 KUMB-OKU- 712/ 6.30 KUMB-OKU-712/9.00 KUMB-OKU-712/9.85 KAA-/Outcrop 1 KAA-OKU-711/ 5.70 KAA-OKU-711/ 5.80 KYL-OKU-886/ 48.56 KYL-OKU-887/ 46.52 KYL-OKU-905/359.85 *) KYL-OKU-905/366.30 *) KYL-OKU-905/371.05 *) KAR-33/ 101.60 KAR-43/ 115.40 SAR- JM-27/ c.560 *) LUI-Lti-0/ type sample LUI-Lti- 3/ upper part LUI-Lti- 4 / main ore LUI-Lti- 5/ main ore RII-Vrl- 5/ 56.30 RII-Vrl-5/ 57.00 Petäjäjärvi, Pe-8/ 55.90 HIE-Sr/Sä- 8/ 41.70 HIE-Sr/Sä- 8/ 41.95 HIE-Sr/ Sä- 8 /42.30 KET-Savr -1/91.20 KET-Savr -17/173.70 *) KUMB= Kumpu B KAA=Kaasila KYL= Kylylahti KAR= Karnukka Sample Rest of type sample drill core retained " " " " " " " missing " " hand specimen " drill core missing " retained drill core retained " " " " " " " " " retained " " " retained hand specimen retained " " " " " " drill core retained " " drill core retained drill core retained " " " " hand specimen missing " " *) deep ore sample Mineralization type Map system Coordinates of sample K100 K20 X Y Banded pyritic ms ore 4222 07 6959150 4449470 Pyritic ms ore 4222 07 " " Pyrrhotitic ms ore 4222 07 " " Pyrrhotitic sms ore, quartz rock fragments 4222 07 " " Pyritic ms ore, quartz rock fragments 4222 07 " " Quartz rock with weak sulphide dissem 4222 07 " " Banded pyritic ms ore/ quartz rock contact 4222 07 6959380 4449960 Cutting quartz dyke in pyritic ms ore 4224 07 " " Pyrrhotitic ms ore 4222 07 " " Pyritic massive ore 4224 03 6973652 4467126 Sheared pyritic sms ore 4224 03 6973691 4467161 Pyrrhotitic ms ore 4224 03 6972850 4466650 Pyritic-pyrrhotitic ms ore 4224 03 " " Pyritic ms ore 4224 03 " " Pyrrhotitic Ni-bear. dissem. in quartz-crb rock 4224 03 6972834 4463442 Pyrrhotitic sms ore 4224 03 6972791 4463412 Pyrrhotic sms deep ore 4311 10 6982000 4456250 Pyrrhotitic ms ore with blebby quartz 4311 04 6982400 4434300 Pyrrhotitic ms ore with blebby quartz 4311 04 6982400 4434300 Pyrrhotitic ms ore with apl. micro dykes 4311 04 " " Pyrrhotitic ms ore with blebby quartz 4311 04 " " Pyrrhotic sms ore with blebby quartz 4222 04 6957440 4433535 Pyrrhotitic heavy dissem in skarn 4222 04 6957440 4433535 Pyrrhotitic hevy Ni-bear. dissem in skarns 4221 10 6920933 4457448 Pyrrhotitic sms ore 4212 11 6910951 4457846 Pyrrhotitic sms Zn-rich ore 4212 11 6910951 4457846 Pyrrhotitic sms ore 4212 11 6910951 4457846 Heavy pyrrhotic dissem in skar rock 4212 11 6900160 4459250 Heavy pyrrhotic dissem in skar rock 4212 11 6900160 4459250 ms=massive; sms=semimassive SAR= Saramäki LUI= Luikonlahti RII= Riihilahti PET= Petäjärvi=Petäinen HIE=Hietajärvi KET= Kettukumpu 125 LIITE 9 Table 3 COMBINATION ASSAY DATA OF THE MOST IMPORTANT OKU-TYPE BOULDERS IN NORTH KARELIA Boulder No. 1 " " 2 " 3 " " " 4 " 5 6 " 7 " 8 " 9 " 10 11 " 12 " 13 " 14 " 15 " 16 " 17 " 18 " 19 " " 20 " 21 " Sample Sample field Mineralization No. code type 1 /M113 Kivisalmi Pyritic ms ore 1d1 " " 1d2 " " 2 Selkie I- M88 Banded pyritic ms ore 2d " " 3A Selkie II-M91 Pyritic sms ore 3Ad " Qz-rich tongue & sf dissem 3B Selkie II-M93 Pyritic ms ore 3Bd " " 4 Röksä Pyritic sms ore 4d " Pyritic ms ore 5 Sortavala Pyritic ms ore 6 Nivunki Pyritic ms ore 6d " " 7 Vaivio Pyritic sms ore 7d " " 8 Heinonniemi Pyrrhotitic sms ore breccia 8d " " 9 Enanniemi Pyritic ms ore 9d " " 10 Taskila Pyritic ms ore 11 Ryttylä Pyrrhotitic ore breccia, Zn-rich 11d " " 12 Sotasaari I Pyrrhotitic sms ore breccia 12d " " 13 Sotasaari II Pyrrhotitic sms ore breccia 13d " " 14 Ikolansaari Pyritic sms ore, Zn-rich 14d " " 15 Muljula Pyritic sms ore, Qz-patches 15d " " 16 Rokkala Pyritic ms ore, Qz-patches 16d " " 17 Retula Pyrrhotitic sms ore breccia 17d " " 18 Potoskavaara Pyritic sms ore, qz-stripes 18d " " 19 Karvonen Banded pyritic ms ore 19d1 " " 19d2 Kastelampi = Banded pyritic sms ore 20 Vanaja Pyrrhotitic ms ore & m-dykes 20d " " 21 Kettulankatu Banded pyritic ms ore 21d " " d= duplicate sample m-dykes= aplitic micro dykes Cu 3.74 3.80 3.43 2.83 2.38 0.30 1.75 4.81 10.04 2.43 2.92 5.10 1.60 1.80 6.44 0.67 8.39 4.40 4.70 0.88 3.31 0.70 1.03 0.87 0.85 0.76 0.29 2.60 8.74 1.35 0.54 3.28 4.67 0.89 0.35 10.20 8.79 4.95 0.26 0.94 2.36 3.10 4.64 1.69 Assays Ni 0.064 0.0450 0.0630 n.d. 0.0068 n.d. 0.0208 0.0292 0.0601 0.1234 0.0430 0.1500 0.0500 0.0232 0.0181 0.0200 0.1105 0.0947 0.0861 0.0381 0.0239 0.0377 0.0250 0.0747 0.0565 0.0651 0.0515 n.d. 0.0436 0.0301 0.0282 0.0400 0.0382 0.0588 0.0707 0.2000 0.0721 0.0450 0.0220 0.0302 0.1605 0.1800 0.0470 0.0283 % Co n.d. 0.3000 0.2890 n.d. 0.1240 n.d. 0.0706 0.3120 0.2640 0.1460 0.2270 0.1600 0.2800 0.3340 0.1270 0.2697 0.0927 0.2680 0.1980 0.4840 0.3400 0.1370 0.1170 0.1840 0.1660 0.1800 0.1870 n.d. 0.1500 0.2799 0.3380 0.2900 0.1460 0.1948 0.2230 0.1100 0.1860 0.1170 0.1490 0.1400 0.1454 0.2000 0.2840 0.3870 LAB - Labtium Zn 0.11 0.40 0.65 0.12 0.16 n.d. 0.51 0.33 1.43 0.83 2.03 1.00 1.30 0.04 1.85 0.04 3.86 3.07 1.92 0.48 0.65 7.60 9.20 1.39 1.38 1.38 9.40 5.51 2.23 0.83 1.70 0.60 0.89 3.50 2.05 2.60 1.18 0.75 0.04 0.29 0.23 0.23 0.66 0.20 S 33.6 n.d. 30.2 31.3 27.5 18.4 9.0 24.3 30.5 18.9 27.9 n.d. 32.2 31.1 18.3 27.8 24.1 15.0 13.4 34.0 30.7 17.5 14.8 23.9 20.8 22.4 14.8 n.d. 27.4 22.1 21.7 28.6 23.5 24.4 26.6 n.d. 23.1 n.d. 34.8 28.0 23.7 n.d. 30.7 31.8 File: Oku_Table 3_boulder_assay.xls ppm Pb Sn Au Ag Hg 60 59 90 <10 64 17 160 442 96 120 117 50 92 80 27 48 149 134 44 14 49 51 63 53 2 10 109 1 18 9 11 9 1 160 2 9 190 54 1 18 20 54 1 4 70 49 1 2 60 15 1 6 10 35 1 4 40 87 360 164 97 22 110 87 160 4 23 150 1 2 130 0 5 12 110 46 24 1 4 10 >1 0.4 29 94 93 1 23 160 0 12 74 10 1 2 20 117 45 1 4 50 50 >1 5 160 134 68 1 5 30 Assay no P.Eskola GTK GAL GTK Lab GTK Lab Lab GAL/EOH 10-1196 GAL GTK 10-6113 10-1193 10-0932 69-1726 10-1206 GAL 10-1207 GAL 10-1208 C07372 GAL C07365 GAL C07366 GAL Ra1061/65 GAL 10-1203 GAL 7122549 GAL 7123571 GAL Ra1791/70 GAL Ra1985/72 GAL GAL C06531 Ra848/73 78-1133 GAL GAL= Geoanalytical laboratorium/ **)OKU order by LJP Data Owner GTK GTK OKU GTK GTK ** GTK GTK ** GTK ** OKU OKU OKU GTK OKU OKU OKU OKU OKU OKU OKU OKU OKU OKU OKU OKU OKU OKU OKU GTK OKU OKU OKU OKU OKU OKU OKU GTK OKU GTK OKU OKU OKU GTK OKU OKU 126 LIITE 10 Table 4. PETROPHYSICAL DETERMINATIONS AND DATA OF THE MOST IMPORTANT OUTOKUMPU-TYPE ORE BOULDERS IN NORTH KARELIA Boulder Sample field No. 1 " " " " 2 3 " " 4 6 7 8 9 10 14 15 16 18 19 code Kiv-Kilo-1B Kiv-L4 Kiv-L5 Kiv-L15 Kiv-L19 Selkie I M88 Selkie II M91A Selkie II M93 Selkie II M93d*) Röksä Nivunki Vaivio Heinonniemi Enanniemi Taskila Ikolansaari Muljula Rokkala Potoskavaara Karvonen d*) =duplicate sample Sample type Test D[kg/m3] K[10-6] SI J[10-3A/m] No. Pyritic mass. ore Pyrite dominant mass. ore Pyrite dominant mass. ore Pyritic mass. ore Pyrrhotitic mass. ore Banded pyritic mass. ore Qz-rich tongue, Cr-min+sulph. Pyritic mass. ore Pyritic mass. ore Pyrite dominant mass. ore Pyritic mass.ore, qz-patches ¤ Banded pyritic mass. ore ¤ Pyrrh.semi-mass.ore breccia Pyritic mass.ore Pyritic mass.ore ¤ Pyritic mass.ore Pyritic semi-mass.ore ¤ Pyritic mass.ore, qz-patches Pyritic mass.ore, qz-stripes Banded pyritic mass. ore ¤ = partly porous sample 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 3714 3609 3524 3610 3653 3533 2832 3520 3725 3305 3425 2992 3026 3416 3303 3500 3123 3173 2964 3611 1280 4040 4700 1240 6790 1390 210 1100 1880 3580 720 760 31740 1100 150 1190 70 490 230 980 130 2220 199100 1200 21070 50 40 45790 27350 2720 170 40 21930 180 350 80 120 410 50 150 W[g] Date *) Coordinates X Y 640.65 23.3.2009 6912150 474830 42.91 23.3.2009 6912150 474830 37.24 23.3.2009 6912150 474830 51.24 23.3.2009 6912150 474830 58.26 23.3.2009 6912150 474830 386.5 23.3.2009 6948950 506750 388.12 23.3.2009 6948750 506800 20.00 09.06.2009 6948750 506800 33.22 09.06.2009 6948750 506800 300.27 23.3.2009 6946610 513560 96.45 23.3.2009 6881250 485680 215.37 23.3.2009 6950900 472210 45.74 23.3.2009 6892610 474180 149.01 23.3.2009 6895840 480570 37.69 23.3.2009 6895120 481270 157.06 23.3.2009 6896900 487540 55.97 23.3.2009 6898110 497840 72 23.3.2009 6874300 508060 85.07 23.3.2009 6885920 515580 57.84 23.3.2009 6937280 510860 *) determinations by T. Ruotoistenmäki / Geol. Surv. Finl. Obs. Missing samples: 5 - Sortavala; 11 - Ryttylä; 12 - Sotasaari 1; 13 - Sotasaari 2; 17 - Retula; 20 - Vanaja; 21 - Kettulankatu; 22 - Lti-1 127 LIITE 11 Table 5 File:Oku_Table 5_oreoutcrops_petro.xls PETROPHYSICAL DETERMINATIONS AND DATA OF SOME SELECTED SAMPLES OF OUTOKUMPU TYPE DEPOSITS AND ORE OUTCROPS IN NORTH KARELIA Deposit number Sample field and code code 1 - KUMB OKU- 712/ 2.65 " OKU- 712/ 4.60 " OKU- 712/ 6.30 " OKU- 712/ 9.85 2 - KAA Outcrop 1 " OKU- 711/ 5.80 3 -KYL OKU-886/ 48.56 " OKU-905/ 359.85 *) " OKU-905/ 366.30 *) " OKU-905/ 371.05 *) 4 - KAR KAR-33/ 101,60 " KAR-43/115,40 5 - SAR Saramäki,JuMi/ 27/~500 *) 6 - LUI Lti-0 type sample " Lti-4 " " Lti- 5 " 7 - RII Vrl- 5/ 56.30 " Vrl-5/ 57.00 8 - PET Petäjäjärvi, Pe-8/ 55.90 9 - HIE Sr/Sä- 8/ 41.70 " Sr/Sä- 8/ 41.95 " Sr/Sä- 8/ 42.30 *) Comparative deep ore sample KUMB=Kumpu B KAA=Kaasila KYL=Kylylahti KAR=Karnukka Mineralization type Test D[kg/m3] K[10-6] SI J[10-3A/m] W[g] Date *) of sample No. Banded pyritic ms ore 1 3767 1080 250 10.72 09.06.2009 Pyrrhotitic ms ore 2 3973 12760 4680 8.12 09.06.2009 Pyrrhotitic sms ore, qz-rock fragments 3 3200 2980 1710 9.04 23.3.2009 Qz-rock, weak sulph. dissemination 4 2711 570 370 7.47 09.06.2009 Banded pyritic ms ore & qz-rock contact 5 3332 460 130 78.68 23.3.2009 Pyrrhotitic ms.ore 6 3779 13630 3740 10.98 09.06.2009 Pyrrhotitic ms.ore 7 3490 18980 5060 21.85 23.3.2009 Pyrrhotitic ms.ore 8 3698 6090 4900 31.34 23.3.2009 Pyrite dominant ms. ore 9 3444 330 160 28.26 23.3.2009 Pyritic ms ore 10 4023 610 210 55.90 23.3.2009 Pyrrhotitic Ni-bearing disseminations 11 3122 19840 23200 88.04 24.01.2011 Pyrrhotitic sms ore 12 3295 19960 34440 83.86 24.01.2011 Pyrrhotic ms ore 13 3632 580 600 16.99 23.3.2009 Pyrrhotitic ms ore, blebby qz-patches 14 3590 4240 540 577.16 23.3.2009 Pyrrhotitic ms ore, apl. micro dykes 15 3526 4840 1980 39.24 23.3.2009 Pyrrhotitic ms ore, apl. micro dykes 16 3806 6720 980 79.11 23.3.2009 Pyrrhotitic sms ore in skarnoids 17 3201 2880 890 16.74 23.3.2009 Pyrrhotitic sms ore in skarnoids 18 3102 3490 1640 7.74 09.06.2009 Pyrrhot. Ni-bearing dissem in skarnoids 19 3054 53010 79870 15.85 23.3.2009 Pyrrhotitic sms ore 20 3333 5060 1060 15.23 09.06.2009 Sphalerite-rich ore 21 3338 5370 1680 15.25 23.3.2009 Pyrrhotitic Zn-bearing ms ore 22 3420 7960 540 11.48 09.06.2009 ms=massive; sms=semi-massive *) determinations by T. Ruotoistenmäki / Geol.Surv. Finl. SAR=Saramäki LUI=Luikonlahti RII=Riihilahti PET=Petäinen HIE=Hietaj'ärvi Coordinates **) X Y 6959150 4449470 " " " " " " 6959380 4450000 6959380 4449960 6973652 4467126 6972850 4466650 " " " " 6972833 4463442 6972791 4463412 6982000 4456250 6982400 4434300 " " " " 6957440 4433535 " " 6920935 4457440 6910951 4457846 " " " " ** ) Drill hole site 128 LIITE 12 Table 6 Some results of Olivine-Spinel Geothermometry. The table is mofidied after Säntti et al. 2006. Location Metamorphic facies / Zone Remarks Sola Kylylahti *) Outokumpu Luikonlahti Usinmäki Petäinen Lapinsaari Hankavaara *) added later Lower amphibolite / A Lower amphibolite / A Middle amphibolite /B Upper amphibolite / C Upper amphibolite / C Upper amphibolite / C Upper amphibolite / C Upper amphibolite / C cf. Riihilahti cf. Hietajärvi cf. Kettukumpu 129 LIITE 13 Table 7 Results of metamorphic grade determinations of the Oku-type ore boulders in North Karelia Boulder field code field code Kettulankatu (21) Vaivio (7) Selkie I (2) Selkie II (3) Röksä (4) Karvonen = Kastelampi (19) Kivisalmi (1) Enanniemi (9) Taskila (10) Ikolansaari (14) Nivunki (6) Muljula (15) Potoskavaara (18) Rokkala (16) Sortavala - M1202 (5) Hylekaarre= Heinonniemi (8) Vanaja = Sarvinki (20) Lti-1 *) (22) Lti-2 *) (23) Sotasaari I (12) Sotasaari II (13) Ryttylä (11) Retula (17) Discovery locality Outokumpu Liperi Kontiolahti Kontiolahti Eno Kiihtelysvaara Rääkkylä Kitee Kitee Kitee Kesälahti Kitee Kitee Kitee Sortavala **) Kitee Eno Luikonlahti Luikonlahti Savonranta Savonranta Savonranta Savonranta *) Discovered near the Luikonlahti mine Metamorphic facies/ Propable provenance zone Middle amphibolite / B Middle amphibolite/ B Middle amphibolite/ B Middle amphibolite/ B Middle amphibolite/ B Middle amphibolite / B Middle amphibolite/ B Middle amphibolite / B Middle amphibolite / B Middle amphibolite /B Middle amphibolite/ B Middle amphibolite /B Middle amphibolite / B Middle amphibolite /B Middle amphibolite/ B Upper amphibolite C Upper amphibolite C Upper amphibolite / C Upper amphibolite / C Upper amphibolite / C Upper amphibolite / C Upper amphibolite / C Upper amphibolite / C **) Discovery place in Russia
© Copyright 2024