onko suomessa uusia talvivaara-tyyppisiä malmeja? · geologi 63 (2011) 73 kuva 4. sähköä...

68 GEOLOGI 63 (2011)

Talvivaara on tällä hetkellä yksi Suomensuurimmista kaivoksista, mutta se onmyös maailman suurin mustaliuske-malmi, ainakin tonnimäärältään. Tal-

vivaaran mineraalivarannot ovat Talvivaarankaivososakeyhtiön viime vuonna julkaisemanarvion mukaan 1550 Mt. Eri metallien keski-pitoisuudet ovat 0,22 % nikkeliä, 0,13 % ku-paria, 0,02 % kobolttia ja 0,49 % sinkkiä (Tal-vivaaran kaivososakeyhtiö 2010). Mustalius-ke on yli 1 % sekä eloperäistä hiiltä että rikkiäsisältävä kivi, joka on alun perin kerrostunutmerenpohjaan hapettomissa olosuhteissa. Suo-men mustaliuskeissa eloperäinen hiili on ta-vallisesti nykyisin grafiittia. Joonas Virtasaloja Aarno Kotilainen kuvasivat Geologi-lehdessäviime vuonna hienosedimenttien kerrostumis-ta Itämeren syvänteissä (Virtasalo ja Kotilai-nen 2010). Itämeren syvänteet kuitenkin poik-keavat esimerkiksi Talvivaaran mustaliuskei-den syntyolosuhteista siten, että Itämeren sy-vänteissä on ollut useammin hapellisia vaihei-

Onko Suomessa uusiaTalvivaara-tyyppisiämalmeja?Geofysikaalisiin ja geokemiallisiin tutkimuksiinperustuva Suomen mustaliuskekarttaKIRSTI LOUKOLA-RUSKEENIEMI, EIJA HYVÖNEN, MERI-LIISA AIRO,HILKKA ARKIMAA, JUKKA ESKELINEN, JOUNI LERSSI,JOUKO VANNE, SATU VUORIAINEN

ta. Talvivaaran mustaliuskeessa on vielä näky-vissä alkuperäistä kerroksellisuutta (kuva 1).

SuomenmustaliuskekarttaVuonna 2000 julkaistu Suomen mustaliuske-kartta pohjautui silloin käytettävissä olleisiinGeologian tutkimuskeskuksen (GTK) geofy-sikaalisiin matalalentoaineistoihin (Arkimaa etal. 2000). Geofysikaalisissa mittauksissa kar-toitettiin maankamaran magneettisia, sähkö-magneettisia ja radiometrisia ominaisuuksia(Moore 2008). Aineistosta tuotettiin erilaisiajohdannaiskarttoja, kuten näennäinen omi-naisvastuskartta, joka on laskettu homogee-niselle puoliavaruudelle (Hautaniemi et al.2005).

Mustaliuskekarttaa varten magneettisestaja sähkömagneettisesta matalalentoaineistos-ta prosessoitiin yhdistelmäkarttoja, joihin li-sättiin tiedot petrofysikaalisista ja geologisista

Onko Suomessa uusiaTalvivaara-tyyppisiämalmeja?

Geologi_2011_3_neljas.pmd 18.5.2011, 8:3168

69GEOLOGI 63 (2011)

tietokannoista (kairaustieto ja paljastumatie-to). Lisäksi alueita tutkineita geologeja ja geo-fyysikoita haastateltiin. Mustaliuskenäytteitävalittiin kairasydämistä ympäri Suomea janäytteet analysoitiin kemiallisesti ja petrofysi-kaalisesti. Näiden tietojen pohjalta paikannet-tiin tunnetut mustaliuskejaksot sekä geofysi-kaalisilta ominaisuuksiltaan vastaavan tyyppi-set alueet. Kartassa havainnot jaettiin 1) kal-liopaljastumien tai kairasydänaineistojen pe-rusteella tunnettuihin mustaliuskekerroksiin ja2) geofysikaalisista matalalentoaineistoista tul-kittuihin mustaliuskekerroksiin (kuva 2, Ar-kimaa et al. 1999, 2000).

Mustaliuskekartanja -tietokannan päivitysSuomen mustaliusketietokannan ajantasaista-minen aloitettiin koko Suomen kattavan alu-eellisen lentomittausohjelman valmistuttua.Työ perustuu paitsi GTK:n olemassa oleviin

geofysikaalisiin aineistoihin – valtakunnallisetlentogeofysiikan ja petrofysiikan aineistot –myös aiemmin malminetsinnän yhteydessäkairattuihin kairasydämiin, jotka tutkittiinuudelleen vertailevan mustaliusketutkimuksennäkökulmasta. Kairasydämistä valittiin näyt-teitä, jotka analysoitiin sekä petrofysikaalises-ti että kemiallisesti (kuva 3). Tulosten perus-teella luodaan tietokanta tunnetuista ja mah-dollisista mustaliuskejaksoista. Tietokantaavoidaan käyttää malminetsinnän, kallioperä-kartoituksen, aluesuunnittelun ja ympäristö-tutkimuksen apuna. Projektin aikana on löy-detty muutamia uusia malminetsinnällisestikiinnostavia kohteita. Aluesuunnittelussa jaympäristötutkimuksissa mustaliuskeiden si-jainti on merkittävä tieto sen vuoksi, että nerapautuvat helpommin kuin monet muut Suo-men kivilajit ja niistä voi liueta rikkiä, alumii-nia ja raskasmetalleja pinta- tai pohjaveteen(esim. Loukola-Ruskeeniemi et al. 1998).

Mustaliusketietokantaa päivitetään par-

Kuva 1. Talvivaaran Ni-Cu-Co-Zn-Mn-esiintymän mustaliusketta. Kvartsia ja sulfideja sisältävät juonet leik-kaavat alkuperäisiä hienorakeisia kerroksia, jotka saostuivat merenpohjaan hapettomissa olosuhteissa.Myös näissä alkuperäisissä kerroksissa on runsaasti hienorakeisia sulfideita, erityisesti rikkikiisua. Kaira-sydännäytteen leveys on 3 cm. Kuva: Jari Väätäinen, Geologian tutkimuskeskus.

Fig. 1. Metamorphosed black shale from the Talvivaara Ni-Cu-Co-Zn-Mn deposit. Quartz-sulphide veins cutthe original laminae which deposited on sea floor under anoxic conditions. Also the laminae contain a lotof sulphides, especially pyrite. The width of the drill core section is 3 cm. Photo: Jari Väätäinen, GeologicalSurvey of Finland.


70 GEOLOGI 63 (2011)

Kuva 2. Mustaliuskeiden sijaintimagneettisella matalalentokartal-la, jossa voimakkaat magneettisetanomaliat ovat tummia. Punaisetviivat sisältävät kalliopaljastumientai syväkairausten perusteella tun-nettuja mustaliuskeita. Siniset vii-vat ovat geofysikaalisista matala-lentoaineistoista tulkittuja alueita,joilla meidän mielestämme voi ollamustaliuskeita. Sinisistä alueistatoivomme Geologi-lehden lukijoiltahavaintoja: oletteko nähneet näilläalueilla mustaliuskeita esimerkiksitieleikkauksissa? Mustaliuskeenmääritelmänä pidämme sitä, ettäalun perin meren pohjalle kerrostu-neessa kivessä on yli 1 % sekä hiil-tä että rikkiä.

Fig. 2. Black shale units on a low-altitude airborne total intensity mag-netic map. Red areas contain blackshale units, verified in outcrop anddrill cores. Blue areas contain po-tential black shale units, interpretedfrom low-altitude airborne data.


71GEOLOGI 63 (2011)

Kuva 3. Mustaliuskeprojektissavalittiin kaikkiaan noin 800kairasydännäytettä kemiallistaja petrofysikaalista tutkimustavarten. Oheisessa kartassanäytteenottopaikat on merkittymustilla pisteillä geologisellekartalle, joka yksinkertaistettiinFennoskandian geologisestakartasta (Koistinen et al. 2001).Muodostumien ikä: mrd =miljardeja vuosia.

Fig. 3. Sampling localities of thepresent black shale project areshown as black dots on a geologi-cal map. The simplified geologicalmap is based on Koistinen et al.(2001). mrd = billion years.


72 GEOLOGI 63 (2011)

haillaan. Toivomme Geologi-lehden lukijoil-ta tietoja kuvassa 2 sinisillä viivoilla merkityistäalueista, jotka perustuvat geofysikaaliseen tul-kintaan. Suomen mustaliuske-esiintymät janiiden kuvaus lisätään vuonna 2012 GTK:nDigiKP 200 -tietokantaan ja mahdollisestimyös aktiivikarttaan (http://geomaps2.gtk.fi/activemap/).

MustaliuskeidengeofysikaalisetominaisuudetMustaliuskeet voi helposti havaita geofysikaa-lisin mittauksin, koska ne johtavat hyvin säh-köä ja lisäksi useimmiten ovat magneettisestiympäristöstään poikkeavia – anomaalisia.Mustaliuskeiden sähkönjohtavuus liittyy nii-den grafiitti- ja sulfidipitoisuuteen. Niidenmagneettiset ominaisuudet johtuvat magneet-tikiisusta. Magneettikiisun kahdesta tyypistämonokliininen on voimakkaasti ferrimagneet-tista (voimakas positiivinen magneettinen sus-keptibiliteetti ja voimakas remanenssi), kuntaas heksagoninen on antiferromagneettista.Mustaliuskeiden mineraalikoostumuksessaesiintyy myös diamagneettisia (negatiivinenmagneettinen suskpetibiliteetti) mineraaleja,joita ovat mm. grafiitti, kvartsi, kalsiitti tai tre-moliitti. Suomessa tutkituissa mustaliuskeissamonokliinista magneettikiisua esiintyy run-saammin kuin heksagonista, mikä aiheuttaamustaliuskeille tyypilliset, usein voimakkaatmagneettiset anomaliat (Airo ja Loukola-Rus-keeniemi 1991, Airo 1997). Yksi syy ferrimag-neettisen magneettikiisun runsaaseen esiinty-miseen Suomen mustaliuskeissa on niidenmetamorfoosiaste, joka on tavallisesti amfibo-liitti- tai vihreäliuskefasies. Lentogeofysiikankartoilla mustaliuskeet voidaan tunnistaa pääl-lekkäisten magneettisten ja sähkönjohtavuus-anomalioiden perusteella, kuten esimerkiksikuvassa 4 Kainuun alueelta.

Mustaliuskeiden petrofysikaaliset ominai-suudet vaihtelevat niiden mineraalikoostu-muksen, erityisesti grafiitti- ja sulfidipitoisuu-den, ja rakenteen mukaan. Siksi vaikka mus-taliuskeiden geofysikaaliset ominaisuudet ylei-sesti ovatkin erotettavissa muiden kivilajienominaisuuksista, voivat ne alueittain vaihdel-la ja kuvastaa mustaliuskeiden geologista muo-dostumishistoriaa (Airo ja Loukola-Ruskeenie-mi 2004, Airo ja Hyvönen 2008, Airo et al.2009). Mustaliuskeiden petrofysikaalistenominaisuuksien korreloimiseksi geokemialli-siin ja lentogeofysiikan aineistoissa havaittui-hin ominaisuuksiin kerättiin eri puolilta Suo-mea kairatuista mustaliuskeista näytteet, joi-den petrofysikaaliset ominaisuudet mitattiinja kemiallinen koostumus analysoitiin. Näy-terekisteri kattaa yli 800 näytettä (kuva 5).Näyterekisterin perusteella mustaliuskeidenkeskimääräinen tiheys on 2800 kg/m3 ja sekasvaa sulfidipitoisuuden lisääntyessä. Musta-liuskeiden keskimääräinen suskeptibiliteetti onnoin 6000 x 10-6 SI, ja se on suoraan verran-nollinen monokliinisen magneettikiisun mää-rään. Vastaavasti remanentti magnetoituma onsuuruusluokkaa 3 A/m. Mustaliuskeiden omi-naisvastus vaihtelee 1–10-5 Ohm-m välillä.

Talvivaaraa on tutkittuvuosikymmenien ajanGeologi Eero Nenonen kartoitti Talvivaaranmustaliuskeita 1960-luvulla, mutta jo 1700-luvulla oli tiedossa, että Talvivaaran alueellaon malminetsinnällisesti mielenkiintoisia kal-lioita (Nenonen 1964, Puustinen 2003). Geo-logian tutkimuskeskus teki malminetsintääalueella 1970- ja 1980-luvuilla (Ervamaa jaHeino 1980, 1983, Talvitie et al. 1980). Ou-tokumpu-konserni jatkoi alueen malmipoten-tiaalin selvitystä ja myi kaivosoikeudet Talvi-vaara-yhtiölle vuonna 2004. Esiintymän hyö-dyntäminen tavanomaisilla metallin rikastus-


73GEOLOGI 63 (2011)

Kuva 4. Sähköä johtavatja magneettiset jaksotKainuussa GTK:n geofy-sikaalisten lentomittaus-aineistojen perusteella.Talvivaaran esiintymäerottuu voimakkaastijohtavana anomaliaryp-päänä kuvan alareunas-sa. Johtavuusluokat pe-rustuvat sähkömagneet-tisen reaali- ja imaginää-rikomponentin suhdelu-kuun (Re/Im). Pohja-karttana on aeromag-neettinen totaali-intensi-teettikartta, jonka väri-paletti on sama kuin ku-vassa 2 (voimakkaatmagneettiset anomaliatovat tummia).

Fig. 4. Electrically con-ductive and magneticgeological formations inKainuu from GTK’s air-borne geophysical data-bases. Conductivity cate-gories are based on theratio of the Real to theImaginary component(Re/Im) of electromag-netic measurementdata. The background isaeromagnetic total in-tensity map, where thegrey scale is the same asin Fig. 2.


74 GEOLOGI 63 (2011)

Kuva 5a. Mustaliuskeiden tiheyden ja magneettisensuskeptibiliteetin välinen korrelaatio. Tiheys kasvaasulfidipitoisuuden kasvaessa. Suskeptibiliteetin raja-arvon 1000 x 10-6 (SI) yläpuolella monokliinisen mag-neettikiisun määrän lisääntyessä suskeptibiliteettikasvaa.

Fig. 5a. The correlation between density and magne-tic susceptibility of black shales. The densities growwith the increasing sulphide content. The susceptibi-lities grow linearly with increasing pyrrhotite contentabove the limiting susceptibility value of 1000 x 10-6

(SI).

Kuva 5b. Mustaliuskeiden magneettinen suskeptibi-liteetti ja remanentin magnetoituman intensiteettikasvavat monokliinisen magneettikiisun määrän kas-vaessa. Suskeptibiliteetin raja-arvon 1000 x 10-6 (SI)yläpuolella korrelaatio on lineaarinen.

Fig. 5b. Magnetic susceptibility and the intensity ofremanent magnetization in black shales increase withthe increasing content of monoclinic pyrrhotite. Thecorrelation is linear above the limiting susceptibilityvalue of 1000 x 10-6 (SI).

Kuva 5c. Ominaisvastus pienenee – eli johtavuus kas-vaa – magneettisen suskeptibiliteetin raja-arvon1000 x 10-6 (SI) yläpuolella, eli johtavuuden kasvu onsuoraan verrannollinen monokliinisen magneettikii-sun määrän lisääntymiseen.

Fig. 5c. The specific resistivity decreases – i.e. con-ductivity increases – above the limiting susceptibilityvalue of 1000 x 10-6 (SI). The increasing conductivi-ties correlate linearly with the increasing content ofmonoclinic pyrrhotite.


75GEOLOGI 63 (2011)

tekniikoilla ei ollut aiemmin kaupallisesti kan-nattavaa. 1980- ja 1990-luvuilla bioliuotus olivielä melko uusi teknologia, ja sitä pidettiinsiihen aikaan liian riskialttiina käytettäväksisuuren mittakaavan toiminnassa.

Talvivaaran alue sisältyy GTK:n julkaise-miin 1:100 000 kallioperäkarttoihin Sotkamo3433 (Havola 1981) ja Laakajärvi (Kontinenja Eskelinen 2005).

Vuosina 1988–1999 Kainuun-Outokum-mun alueen mustaliuskeita tutkittiin Geolo-gian tutkimuskeskuksen ja Suomen Akatemi-an yhteisrahoituksella (Loukola-Ruskeeniemiet al. 1991, Loukola-Ruskeeniemi 1990, 1991,1995, 1999, Loukola-Ruskeeniemi ja Heino1996). Talvivaaran mustaliuskeissa on keski-määrin 7–8 % eloperäistä hiiltä ja 8–11 % rik-kiä (kuva 6). Alumiinipitoisuuden määrä hei-jastaa saviaineksen osuutta mustaliuskeessa.Eloperäistä piitä saostuu alun perin mustalius-kekerroksiin (Kuroda et al. 2005), mutta Tal-vivaaran mustaliuskeissa on myös kvartsijuo-nia, jotka leikkaavat alkuperäistä kerrokselli-suutta (kuva 1). Korkea mangaanipitoisuus onTalvivaaran erikoisia piirteitä, erityisesti senvuoksi, että osa mangaanista esiintyy harvinai-sena sulfidina, alabandiittina (MnS). Kalsium-pitoisia kiviä on Talvivaarassa tavallisesti 0,5–3 metrin paksuisina välikerroksina mustalius-keessa. Osa kalsiumia runsaasti sisältävistä ker-roksista sisältää runsaasti myös mangaania.Uraania on Talvivaarassa vain vähän, tavalli-sesti alle 30 ppm, ja se on jakautunut tasaises-ti mustaliuskekerroksiin. Kuparia, sinkkiä, ko-bolttia ja nikkeliä Talvivaarassa on enemmänkuin Suomen mustaliuskeissa keskimäärin.

Nikkeliä liukeni alun perin kuumiin liu-oksiin emäksisistä ja/tai ultraemäksisistä kivis-tä. Liuokset kulkeutuivat sen jälkeen merive-teen, josta nikkeliä saostui meren pohjalle sa-manaikaisesti eloperäisen aineksen kanssa ha-pettomissa olosuhteissa. Myös bakteeritoimin-nalla on todennäköisesti ollut osuutta malmin

synnyssä. Malmin reunaosissa sijaitsevat ker-rokset, joiden nikkelipitoisuus on alle 0,1 %mutta mangaanipitoisuus yli 0,8 %, ovat mah-dollisesti saostuneet hapettoman merialtaanhapellisissa reunaosissa (Loukola-Ruskeeniemi2011).

Talvivaara-tyyppisiä malmiesiintymiä eiole tavattu muualla maailmassa, mutta toden-näköisesti samantapaisia metallien rikastumis-prosesseja on käynnissä vielä nykyisinkin. Esi-merkiksi Punaisella merellä on syvänteitä, joi-den pohjalle saostuu metalleja kuumista liu-oksista (66 °C). Metalleja on liuennut kuu-miin liuoksiin syvänteiden alla olevista basalt-tisista kivistä (Anschutz ja Blanc 1996). Se,että nikkelin osuus Punaisen meren syväntei-den kuumissa liuoksissa on pienempi kuin ai-koinaan Talvivaarassa, voi johtua myös siitä,että noin kaksi miljardia vuotta sitten nikkeliäkulkeutui manttelista enemmän maankuoreenkuin nykyisin (Dobretsov et al. 1992).

Mustaliuskeita on tutkittu myös muuallakuin Talvivaaran ympäristössä. EsimerkiksiEsko Peltola, Anssi Lonka ja Vladi Marmo ovattutkineet mustaliuskeita eri puolilla Suomea.Grafiitin etsinnän yhteydessä Ilmo Kukkonenja Olli Sarapää selvittivät 1980-luvulla Suo-men mustaliuskeiden esiintymistä ja luokitte-livat niitä hiili- ja rikkipitoisuuksien perusteel-la. Pentti Rehtijärven johdolla Olli Sarapäängrafiitin etsintää varten valitsemista näytteistätehtiin myös geokemiallinen tutkimus (Rus-keeniemi et al. 1986). Kolme vuotta sitten KajVästi julkaisi tutkimusraportin Vihannin alu-een mustaliuskeiden kemiallisesta koostumuk-sesta (Västi 2008).

Onko Suomessa malmin-etsinnällisesti kiinnostaviamustaliuskeita?Mustaliuskekartta ja -tietokanta -hankkeessahyödynsimme GTK:n valtakunnallisia lento-


76 GEOLOGI 63 (2011)

geofysiikan ja petrofysiikan ai-neistoja. Lisäksi tutkimme sys-temaattisesti uudelleen aiem-min malminetsinnän yhteydes-sä kairatut kairasydämet vertai-levan mustaliusketutkimuksennäkökulmasta. Työ on vieläkesken, mutta jo nyt on löyty-nyt uusia malminetsinnällisiäviitteitä.

Todennäköisyys Talvivaa-ra-tyyppisten Ni-Cu-Co-Zn-Mn-malmien esiintymiselle onmielestämme suurin 1,9–2,0miljardia vuotta vanhoissamustaliuskekerroksissa, jotkaesiintyvät serpentiniittien tainiiden muuttumistulosten lä-heisyydessä Kaavin ja Palta-mon välisellä alueella. Vertai-levassa mustaliusketutkimuk-sessa löysimme kuitenkin viit-teitä muista kuin Talvivaara-tyyppisistä malmiaiheista. Esi-merkiksi palladiumin pitoisuuson joissain näytteissä keski-määräistä suurempi. Seuraavavaihe olisi valita malmipoten-tiaalisimmat kerrostumisaltaatja jatkaa selvitystä kohteellisenmalminetsinnän menetelmillä.

Mustaliuskemalmeja onmyös muualla maailmassa, janiiden metallisisältö ja synty-mekanismit vaihtelevat (esim.Loukola-Ruskeeniemi 1992).Puolalaiset louhivat kupari-hopeamalmia, jossa mustalius-kekerros on alle yhden metrinpaksuinen (esim. Jowett et al.1987). Yksi metri on vähänverrattuna Talvivaaran minera-lisoituneen mustaliuskeen pak-

Kuva 6. Yhteensä100 mustaliuskenäytteen kemiallinen koostumusTalvivaaran esiintymässä GTK:n tekemien kairausten perusteella. Gra-fiittisen hiilen pitoisuus on yli 1 %, samoin rikkipitoisuus. Näytteidenpituus vaihtelee 21–60 cm kairasydämessä, mediaaniarvo on 42 cm.Mangaanin, kuparin, sinkin, koboltin ja nikkelin asteikko on logarit-minen.

Fig. 6. Chemical characteristics of 100 black schist samples from theTalvivaara deposit according to the drillings carried out by the Geolo-gical Survey of Finland. Concentrations of both graphitic C and S aremore than 1 %. Sample size varies from 21–60 cm in the drill core.The axis is logarithmic for Mn, Cu, Zn, Co and Ni.


77GEOLOGI 63 (2011)

suuteen, jonka on paikoin yli 800 metriä (geo-logi Hannu Lahtinen, Talvivaaran kaivososa-keyhtiö, henk.koht. tiedonanto). Mustalius-kemalmeissa on myös kultaa ja platinaryhmänmetalleja. Yksi merkittävistä kultaa ja platina-ryhmän metalleja sisältävistä esiintymistä onVenäjällä sijaitseva Voronezh (Chernyshov2009).

AbstractEvaluation of the ore potentialof black shale units in Finland –preliminary results of a geophysicaland geochemical study

The Talvivaara deposit in eastern Finlandcontains 1 550 Mt of low-grade Ni-Cu-Co-Zn-Mn ore. It is hosted by metamorphosedblack shales, black schists. The Talvivaara blackschists are characterized by high organic C andS concentrations with median values of 7.6 %and 9 %, respectively, and the occurrence oflayers with Mn > 0.8 %. Nickel precipitatedin organic-rich mud from Ni-rich bottomwaters in a stratified marine basin. The Mn-rich layers with low Ni concentration wereprobably deposited on the margins of theanoxic basin.

The ore potential of Palaeoproterozoicblack schist units in Finland was first evaluatedby nation-wide airborne geophysical surveys,because the geophysical properties of blackshales can be used for preliminary classifi-cation. Textures, mineralogy, geochemistry andpetrophysical properties were studied fromaltogether some 800 black schist samples.Concentrations of organic C and S were ashigh as at Talvivaara in many localities ineastern and northern Finland, but Ni-Cu-Co-Zn and/or Mn concentrations were lower.However, indications for mineralized blackshale units representing other than the

Talvivaara type mineralization were found.Geophysically black schists are challen-

ging. They are easy to recognize on airbornegeophysical maps because of their stratigraphy-related, coupled magnetic and conductivepatterns. Correlation of drill core data withpetrophysical and airborne geophysical dataindicates that the geophysical responses ofblack shales are related to variation inconcentrations of C, S and Fe. Increased S-content in geochemical data is connected toincreased conductivity (high Re/Im ratio). Themagnetic anomalies are caused by ferrimagne-tic, monoclinic pyrrhotite. Locally theseanomalies may show strong magnetic intensi-ties, and the crystal anisotropy of pyrrhotiteintroduces a high magnetic anisotropy whichaffects the aeromagnetic signatures producingirregular patterns.

The black schist database composed ofairborne geophysical, geochemical and rockphysical data facilitates data integration,statistical analysis and interpretation. Theseresults integrated with magnetic structuralanalysis supply a good tool for investigation,characterization and classification of blackschists in Finland. They can be used both inpredicting potential mineralized areas inregional context and also be applied in detailedstudies.

KirjallisuusAiro, M.-L. ja Loukola-Ruskeeniemi, K. 1991. Early

Proterozoic metamorphosed black shales in theKainuu Schist Belt, eastern Finland – geophysicalproperties correlated with petrography and geoche-

KiitoksetKiitämme erityisesti Lopen kairasydänarkistonhenkilökuntaa, Raimo Ruotsalaista, MarkoPuontia ja Esa Raivosta, sekä Rovaniemenkairasydänarkiston henkilökuntaa, Kari Kaik-kosta ja Paavo Uusitaloa.


78 GEOLOGI 63 (2011)

mistry. Teoksessa: Autio, S. (toim.). Geological Sur-vey of Finland, Special Paper 12, 209–216.

Airo, M.-L. 1997. Magnetic classification characterizingdifferent types of Early Proterozoic metamorpho-sed black shales in Finland. Teoksessa: Papunen(toim.). Mineral Deposits: Research and Explora-tion, Where do they Meet? Proceedings of theFourth Biennal SGA Meeting, Turku/Finland 11–13 August, 1997, 33–35.

Airo, M.-L. ja Loukola-Ruskeeniemi, K. 2004. Charac-terization of sulfide deposits by airborne magneticand gamma-ray responses in eastern Finland. OreGeology Reviews 24:67–84.

Airo, M.-L. ja Hyvönen, E. 2008. Petrophysical datacoupled with airborne magnetic, conductive andradiometric signatures identifying bedrock conduc-tors. Proceedings of the 5th International Confe-rence on Airborne Electromagnetics, Porvoo Haik-ko, Finland, 28–30 May 2008.

Airo, M.-L., Loukola-Ruskeeniemi, K. ja Hyvönen, E.2009. Geophysical databases supporting large- anddetailed scale mineral exploration: black shale for-mations in Finland. Teoksessa: Smart science forexploration and mining: proceedings of the 10thBiennial SGA Meeting, Townsville, Australia, 17th–20th August 2009. Townsville: James Cook Uni-versity, 781–783.

Anschutz, P. ja Blanc, G. 1996. Heat and salt fluxes inthe Atlantis II Deep (Red Sea). Earth and Planeta-ry Science Letters 142:147–159.

Arkimaa, H., Hyvönen, E., Lerssi, J., Loukola-Ruskee-niemi, K. ja Vanne, J. 1999. Compilation of mapsof black shales in Finland: applications for explora-tion and environmental studies. Teoksessa: Geolo-gical Survey of Finland, Current Research 1997–1998. Geological Survey of Finland. Special Paper27:111–114.

Arkimaa, H., Hyvönen, E., Lerssi, J., Loukola-Ruskee-niemi, K. ja Vanne, J. 2000. Suomen mustalius-keet aeromagneettisella kartalla = Proterozoic blackshale formations and aeromagnetic anomalies inFinland 1:1 000 000. Espoo: Geologian tutkimus-keskus.

Chernyshov, N.M. 2009. Noble-Metal Minerals in Oresof the Black-Shale Type in the Voronezh Crystalli-ne Massif, Central Russia. Geology of Ore Depo-sits, vol. 51, No 8: 684–697.

Dobretsov, N.L., Konnikov, E.G. ja Dobretsov, N.N.1992. Precambrian ophiolite belts of southern Si-beria, Russia, and their metallogeny. PrecambrianResearch 58: 427–446.

Ervamaa, P. ja Heino, T. 1980. Sotkamon Talvivaarannikkeli-kupari-sinkki-esiintymän tutkimukset.

Geologian tutkimuskeskus, Julkaisematon raport-ti, M19/3344/-80/1/10. 73 s.

Ervamaa, P. ja Heino, T. 1983. The Ni-Cu-Zn minera-lization of Talvivaara, Sotkamo. In: Exogenic pro-cesses and related metallogeny in the Svecokareliangeosynclinals complex. Geological Survey of Fin-land Guide 11, 79–83.

Hautaniemi, H., Kurimo, M., Multala, J., Leväniemi,H. ja Vironmäki, J. 2005. The ‘three in one’ aero-geophysical concept of GTK in 2004. Teoksessa:Airo, M.-L. (toim.). Aerogeophysics in Finland1972–2004: Methods, System Characteristics andApplications, Geological Survey of Finland, Spe-cial Paper 39:21–74.

Havola, M. 1981.Geological map of Finland , sheet 3343Sotkamo. Geological Survey of Finland.

Jowett, E.C., Rydzewski, A. ja Jowett, R.J. 1987. TheKupferschiefer Cu-Ag ore deposits in Poland: a re-appraisal of the evidence of their origin and pre-sentation of a new genetic model. Canadian Jour-nal of Earth Sciences 27: 2016–2037.

Kontinen, A. ja Eskelinen, J. 2005. Geological map ofFinland, sheet 3344 Laakajärvi. Geological Surveyof Finland.

Koistinen, T. (comp.); Stephens, M.B. (comp.); Bogat-chev, V. (comp.); Nordgulen, Ø. (comp.); Wenner-ström, M. (comp.); Korhonen, J. (comp.) 2001.Geological map of the Fennoscardian Shield, scale1:2 000 000. Espoo : Trondheim : Uppsala : Mos-cow : Geological Survey of Finland : GeologicalSurvey of Norway : Geological Survey of Sweden :Ministry of Natural Resources of Russia.

Kontinen, A. 1987. An early Proterozoic ophiolite – TheJormua mafic-ultramafic complex, northeasternFinland. Precambrian Research 35, 313–341.

Kukkonen, I.T. (toim.) 2011. Outokumpu Deep Dril-ling Project 2003–2010. Geological Survey of Fin-land, Special Paper 51.

Kuroda, J., Ohkouchi, N., Ishii, T., Tokuyama, H. jaTaira, A. 2005. Lamina-scale analysis of sedimen-tary components in Cretaceous black shales by che-mical compositional mapping: Implications forpaleoenvironmental changes during the OceanicAnoxic Events. Geochimica et Cosmochimica Acta69 (6): 1479–1494.

Loukola-Ruskeeniemi, K. 1990. Karelidien mustalius-keiden hiili- ja rikkipitoisuudet kerrostumisympä-ristön kuvastajina. Geologi 42:95–101.

Loukola-Ruskeeniemi, K. 1991. Geochemical evidencefor the hydrothermal origin of sulphur, base metalsand gold in Proterozoic metamorphosed black sha-les, Kainuu and Outokumpu areas, Finland. Mi-neralium Deposita 26:152–164.


79GEOLOGI 63 (2011)

Mustaliusketietokantaa päivite-tään parhaillaan. ToivommeGeologi-lehden lukijoilta tietojakuvassa 2 sinisillä viivoillamerkityistä alueista, jotka eivätperustu geologisiin havaintoihinvaan geofysikaaliseen tulkintaan.Onko teillä mustaliuskenäytteitätai havaintoja mustaliuskeistatieleikkauksista, louhoksilta tms.tai jopa mahdollisesti kairasydän-tietoja näiltä alueilta?

Toivomme yhteydenottoja seu-raaviin sähköpostiosoitteisiin:[email protected]@gtk.fi [email protected] puh. 020 550 11.

Loukola-Ruskeeniemi, K. 1992. Geochemistry of Pro-terozoic metamorphosed black shales in eastern Fin-land, with implications for exploration and envi-ronmental studies. Geologian tutkimuskeskus. 86s.

Loukola-Ruskeeniemi, K. 1995. Origin of the black-shale-hosted Ni-Cu-Zn deposit at Talvivaara, Fin-land. Geological Survey of Finland, Special Paper20:31–46.

Loukola-Ruskeeniemi K. 1999. Origin of black shalesand the serpentinite-associated Cu-Zn-Co ores atOutokumpu in Finland. Economic Geology94:1007–1028.

Loukola-Ruskeeniemi, K. 2011. Graphite- and sulphi-de-bearing schists in the Outokumpu R2500 drillcore: comparison with the Ni-Cu-Co-Zn-Mn –richblack schists at Talvivaara, Finland. Teoksessa: Kuk-konen, I.T. (toim). Outokumpu Deep Drilling Pro-ject 2003–2010. Geological Survey of Finland,Special Paper 51:229–252.

Loukola-Ruskeeniemi, K. ja Heino, T. 1996. Geoche-mistry and genesis of the black shale -hosted Ni-Cu-Zn deposit at Talvivaara, Finland. EconomicGeology 91:80–110.

Loukola-Ruskeeniemi, K., Heino, T., Talvitie, J. ja Van-ne, J. 1991. Base-metal-rich metamorphosed blackshales associated with Proterozoic ophiolites in theKainuu schist belt, Finland: a genetic link with theOutokumpu rock assemblage. Mineralium Depo-sita 26:143–151.

Loukola-Ruskeeniemi, K., Uutela, A., Tenhola, M. jaPaukola, T. 1998. Environmental impact of metal-liferous black shales at Talvivaara in Finland, withindication of lake acidification 9000 years ago. Jour-nal of Geochemical Exploration 64 (1–3):395–407.

Moore, G. 2008. Finland’s national airborne geophysi-cal mapping programme and the ‘3-in-1’ approa-ch. First Break, 26, Special Topic on AirborneGeophysics, November 2008.

Nenonen, E. 1964. Sotkamon Talvivaaran ympäristönkivilajeista, niiden stratigrafiasta ja tektoniikasta.Julkaisematon pro gradu -tutkielma. Helsingin yli-opisto. 70 s.

Puustinen, K. 2003. Suomen kaivosteollisuus ja mine-raalisten raaka-aineiden tuotanto vuosina 1530–2001, historiallinen katsaus erityisesti tuotantolu-kujen valossa. Geologian tutkimuskeskus, arkisto-raportti, M 10.1/2003/3. 578 s.

Ruskeeniemi, K., Sarapää, O. ja Rehtijärvi, P. 1986. Pro-terotsooisten hiilipitoisten metasedimenttien kemi-allisesta koostumuksesta. Geologi 38:90–95.

Talvitie, J., Damsten, M., Heino, T., Niemelä, M., Van-ne, J., Äikäs, O. ja Tervo, T. 1980. Väliraportti Kai-

nuun ja Ylä-Savon mustaliuske-serpentiniittijaksonmalmitutkimuksista vuonna 1980. Geologian tut-kimuskeskus. Julkaisematon raportti, M 19/3432/-80/1/10. 53 s., 8 l.

Talvivaaran kaivososakeyhtiö Oyj 2010. Stock exchan-ge release 27 October 2010.

Virtasalo, J. ja Kotilainen, A. 2010. Hienosedimenttienkerrostumisesta ja pohjaeläinyhteisöjen toiminnastaItämeren syvänteissä. Geologi 62: 140–146.

Västi, K. 2008. Chemical composition of metamorpho-sed black shale and carbonaceous metasedimenta-ry rocks at selected targets in the Vihanti area, wes-tern Finland. Geological Survey of Finland. Reportof Investigation 173. 22 s.

KIRSTI LOUKOLA-RUSKEENIEMI,EIJA HYVÖNEN, MERI-LIISA AIRO,

HILKKA ARKIMAA, JUKKA ESKELINEN,JOUNI LERSSI, JOUKO VANNE,

SATU VUORIAINEN

[email protected]


onko suomessa uusia talvivaara-tyyppisiä malmeja? · geologi 63 (2011) 73 kuva 4. sähköä...

Documents