GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS GEOLOGICAL SURVEY OF ...
GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS GEOLOGICAL SURVEY OF ...
GEOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS GEOLOGICAL SURVEY OF ...
Create successful ePaper yourself
Turn your PDF publications into a flip-book with our unique Google optimized e-Paper software.
<strong>GEOLOGIAN</strong> <strong>TUTKIMUSKESKUS</strong> <strong>GEOLOGICAL</strong> <strong>SURVEY</strong> <strong>OF</strong> FINLAND<br />
Ydinjätteiden sijoitustutkimukset Nuclear Waste Disposal Research<br />
Tiedonanto YST-9 1<br />
KIVEN JA VEDEN VALINEN VUOROVAIKUTUS ERILAISISSA<br />
KIVILAJIYMPÄRI~T~I~~A<br />
Sirkku Lamminen<br />
Espoo 1995
ABSTRACT<br />
Lamminen, Sirkkld, 1995. Wafer - rock intemction in differenf mck envimrtmerris.<br />
Geolngical Sidniey of Finland, Nuclear Was te Disposal Research. Rcpon YST-91, 60<br />
pages, 24 jig ures, 3 appendices. ISBN 951 -6-594-3. I W 0783-3555.<br />
Since 1985, bedrock groundwater geochemistry has been investigated within the<br />
Geological Survey of Finland's (GSF) Nuclear Waste Dispocal Research Project. This<br />
research has been the basis of the four previous publications on groundwater (GSF,<br />
19 87- 1990).<br />
This papr assesses the groundwater geuchemistry and geologicai environment of 44<br />
study sites. Initially, the study sites were divided by rock type into 5 groups: 1) acid<br />
- intermediate rocks, 2) mafic - ultramafic rocks, 3) gabbros, amphibolites and<br />
gneisses that contain calc-silicate (skarn) rocks, 4) carbonates and 5) sandstones.<br />
Separate assessments are made of acid - intermediate plutonic rocks and of a subgroup<br />
that comprises migmatites, granite and mica gneiss. These all belong to the group of<br />
acid - intermediate rocks. Within the mafic - ultramafic rock group, a subgroup that<br />
comprises mafic - ultrarnafic plutonic rocks, serpentinites, mafic - ultramafic volcanic<br />
rocks and volcanic - sedimentary schists is aiso evaiuatsd separately.<br />
Bedrock groundwaters are classified by their concentration of total dissolved solids<br />
as fresh , brackish, saline, strongly saline and brine-class groundwaters. The chemical<br />
composition of these waters varies from area to area. Different factors that influence<br />
t he occurrence of bedrock groundwater are the geological character of the bedroc k,<br />
the fractured nature of the bedrock, the effect of different easily soluble minerals,<br />
prevailing under- and over- pressures in the bedrock and the effects of the Baltic Sea,<br />
including its past development stages. Interaction between bedrock groundwater and<br />
bedrock is clearly evident in a mafic rock environment, where the concentrations of<br />
rnagnesium and calcium in fresh water are noticeably higher. One example of the<br />
effect of easily soluble minerals is an increase in the sulphate concentration of water<br />
that is due, for example, to the presence of anhydrite veins or sulphide mineralisation.<br />
Often, the chloride concentration of bedrock groundwaters in coastal areas has<br />
increased due to the closeness of the Baltic SM.<br />
Fresh waters usually have high tritium concentrations, which indicate their<br />
involvement in the metsoric water cycle. Tritium concentrations in saline waters are<br />
generally very low, which suggests that the waters stay longer in the bsdrock and are<br />
outside the meteoric cycle.<br />
Oxygen and hydrogen isotope studies provide in formation on water provenance and<br />
also water - rock interaction. Most of the studied waters are originally meteoric<br />
waters, but the provenance of some waters of the research locdities cannot be<br />
unambiguously deterrnined. For example, waters from the Juuka, Miihkali and<br />
Ylivieska research localities differ distjnctl y from clmly meteoric water and they may<br />
originally be 1) old seawater or 2) hydrothermal, magmatic or metamorphic waters<br />
or 3) a rnixture of these.
Lamminen, Sirkku, 1995. Kiven ja veden välinen vuomvaikuius erilaisissa kiv&jiympärisf~issä.<br />
Geologian tutkimuskeskus, Ydinjdtfeiden sijoirustutkim~ihet , nedonanto<br />
YST-91, 60 sivua, 24 kuvaa, 3 liibetbd. ISBN 951-691)-5%-3. ISSN 0783-3555.<br />
Geologian tutkimuskeskuksen (GTK) ydinjätteiden sijoitustutkimusprojektissa on<br />
kalliopohjavesien geokemiaa tutkittu vuodesta 1985 lähtien. Tämän työn aineisto<br />
perustuu GTK: n ydinjatteiden sijoitustutkimuksiin liittyvään neljään<br />
pohjavesijuIkaisuun, jotka tehtiin vuosina 1987 - 1990.<br />
Tässä julkaisussa on tarkasteltu yhteensä 44 tutkimuskohteen pohjaveden geokemiaa<br />
sekä alueellista geologiaa. Lahtökohtana tarkastelulle on tutkimuskohteiden jako<br />
kivilajiryhmiin, joita on kaikkiaan viisi: 1) happamat - intermsdiääriset kivilajit, 2)<br />
emäksiset - ultraemäksiset kivilaji t, 3) gabroja, amfiboliitteja ja karsikiviä sisältävät<br />
gneissit, 4) karbonatiitti ja 5) hiekkakivi. Happamien -intermediääristen kivilajien<br />
ryhmässä on tarkasteltu erikseen happamat -intermediaariset syvälcivet ja toisena<br />
alaryhmana migmatiitit, graniitti- ja kiilegneissit. Emäksisten - ultraemäksisten<br />
kivilajien alaryhminä on käsitelty emäksiset - ultraemaksiset syvakivet, serpentiniitit ,<br />
emäksiset - ultraemäksiset vulkaniitit ja vulkaanis-sedimenttiset liuskeet.<br />
Kall ioperässä esi i n tyvat pohj avedet on jaettu suolapitoisuuden mukaan makeisiin,<br />
heikosti suolaisiin, suolaisiin, erittäin suolaisiin ja brine-luokan pohjavesiin, joiden<br />
kemiallinen koostumus vaihtelee alueittain. Erilaisen kalliopohjaveden esiintymiseen<br />
vaikuttavia tekijöitä ovat kallioperän geologinen koostumus, kallioperän rakoilun<br />
luonne, erilaisten helppliukoisten mineraalien vaikutus, kalliopefissä vallitsevat ali-<br />
ja y lipaineet sekä Itämeren ja sen kehity svaiheiden vaikutus. Kalliopohjaveden ja<br />
kallioperän vuorovaikutus tulee esiin selkeästi emäksisissä kivilajiy mparistöissä, jolloin<br />
jo makean veden koostumuksessa on havaittavissa kohonneet magnesium- ja<br />
kalsiumpitoi suudet. Helppoliukoisten mineraalien vaikutus näkyy mm. veden<br />
kohonnejna sul faattipitoisuuksina johtuen esimerkiksi anhydriittijuonista tai<br />
sulfidimineralisaatioista. Rannikkoalueiden kalliopohjavesissä on usein kohonneet<br />
Woridipitoisuudet johtuen Itämeren Iäheisy ydestä.<br />
Makeissa vesissä on tavallisesti korkeat tritiumpitoisuudet, mikä indikoi makeiden<br />
vesien osailistumista meteorisen veden kertoon. Suolaisissa vesissä tritiumpitoisuudet<br />
ovat yleensä hyvin pienet, mikä viittaa vesien viipyrniseen kallioperassä pidempään<br />
ja olevan meteorisen kierron ulkopuolella.<br />
Hapen ja vedyn isotooppikoostumukset antavat tietoa veden alkuperästä. Ne voivat<br />
antaa tietoa myös kiven ja veden väiisestä vuorovaikutuksesta. Useimmat tutkituista<br />
vesistä ovat alkuperäitään meteorisia vesiä, mutta joidenkin tutkimuskohteiden vesien<br />
alkuperää ei voi yksiselitteisesti määrittää. Esimerkiksi Juu kan Miihkalin ja Ylivieskan<br />
tutkimuskohteiden vedet poikkeavat selvästi meteorisen veden suorasta, jolloin ne<br />
voivat olla alkuperäitään vanhaa merivettä tai hydrotermistä, magmaatti sta tai<br />
metamorfista vettä tai näiden sekoitusta.
Abstract<br />
Tiivistelmä<br />
Sisällysluettelo<br />
1. Johdanto<br />
2. Julkaisujen yleiskuvaukset<br />
3. Näytteeno t tokohteiden geologia ja pohjaveden koostumus<br />
3.1 Happamat - intemediaariset kivilajit<br />
3.1.1 Happamat-intermediääriset syvakivet<br />
3.1.2 Migmatiitit, graniitti- ja kiillegneissit<br />
3.2 Emäksiset - ultraemäksiset kivilajit<br />
3.2.1 Emaksiset - ultraemaksiset syväkivet<br />
3.2.2 Serpentiniitit<br />
3.2.3 Emäksiset - ultraemaksiset vulkaniitit<br />
3.2.4 Vulkaanis-sedimenttiset liuskeet<br />
3.3 Gabroja, amfiboliitteja ja karsikiviä sisältävät gneissit<br />
3 -4 Karbonatiitti<br />
3.5 Hiekkakivi<br />
4. Isotoopit<br />
4.1 Stabiilit isotoopit<br />
4.2 Tritium<br />
5. Tulosten tarkastelu<br />
5.1 Happamissa - intermediäärisissä kivilajeissa<br />
esiintyvä pohjavesi<br />
5.2 Emäksisissä - ultraemäksisiss5 kivilajeissa<br />
esiintyvä pohjavesi<br />
5.3 Gabroja, amfiboliitteja ja karsikiviä sidtävien<br />
liuskealueiden pohjavesi<br />
5 -4 Karbonatiitissa esiintyvä pohjavesi<br />
5.5 Hiekkakivessä esiintyvä pohjavesi<br />
6. Johtopäätökset<br />
7. Kiitosmaininnat
1. Johdanto<br />
Geologian tutkimuskeskuksen ydinjätteiden sijoitustu tkimusproj ektissa on<br />
kailiophjavesien geokemiaa tutkittu vuodesta 1985 lähtien. Tämä työ perustuu<br />
vuosina 1987 - 1990 Geologian tutkimuskeskuksen ydinjätteiden sijoitustutbmu ksiin<br />
liittyvään neljään pohjavesijulkaisuun (Blomqvist et al. 1987; Halonen ja Blomqvist<br />
1988; Blomqvist et al. 1989 ja Halonen et al. 1990). Kaksi ensimmäistä julkaisua on<br />
Säteilyturvakeskuksen tilaamasta tutkimuksesta "?hiLio/pohjavesi -vuorovaikutuksen<br />
tutkiminen heterogeenisissa kivilaj iy mpäristoissa" ja kaksi jälkimmäista Kauppa- ja<br />
teollisuusministeriön ja GTK:n rahoittamasla projektista "Kailiopohjaveden geokemia".<br />
T&si työssä tarkastellaan kiven ja veden väiistä vuorovaikutusta erilaisissa<br />
kivilajiympäristöissä. Tutkimuksessa on pyritty luokittelemaan geologisesti<br />
samantyyppisiä alueita ja vertaamaan eri alueiden vesikemiaa keskenään sekä<br />
löytämään luonteenomaisia piirteitä eri kivilaj iry hmien MIiopohj avedelle.<br />
Pohj a-aineistona käytetyissä julkaisuissa lisensiaattityön tekijä (en t. Halonen} on ollut<br />
aktiivisesti mukana. Julkaisut, joihin työ perustuu, ovat seuraavat:<br />
1. R. Blomqvist, S. Halonen, A. Pacholewski ja A. Lindberg, 1987: Kallioperä-<br />
pohjavesi -vuorovaikutus heterogeenisissä kivilajiymparistöissä. Sum mary : Water-mk<br />
in teraction in non-granitic cry stalline bedrmk environments . Geolog ical Survey o f<br />
Finland, Nuclear Waste Disposal Research, Report YST-56, 34 p. and 26 app.<br />
2. Sirkku Halonen ja Runar Blomqvist, 1988. Kallioperä-pohjavesi -vuorovaikutus<br />
heterogeenisissä kivilajiy mpäristöissä: jatkotutkimukset Outokummun alueella.<br />
Abstract: Water-rock inieraction in non-granitic crystalline bedrock environments:<br />
New results of investigations in the Outokumpu area. Geological Survey of Finland,<br />
Nuclear Waste Disposal Remrch, Report YST-63, 40 p. and 4 app.<br />
3. Blomqvist, R., hhermo, P., Lahtinen, R. and Halonen, S., 1989. Geochemical<br />
Profiles of Deep Groundwater in Precambrian Bedrwk in Finland. In: Prdings<br />
of Exploration '87. Third Decennial International Conference on Geophysical and
Gemhemical Exploratioo for Mineraïs and Groundwater, ed. by G. D. Garland.<br />
Ontario Geological Survey , Special Volume 3, pp. 746 - 757.<br />
4. Halonen, S., Hakkarainen, V., Blomqvist, R., Lahermo, P. ja iakomaa T., 1990.<br />
Kaiiiopohjavesien geokemia: tutkimustulokset syvistä kairami'istä vuosina 1987 -<br />
1989. Abstract: Geochemistry of deep groundwater in bedrock: Results of the<br />
investigations during 1987 - 1989. Geological Survey of Finland, Nuclear Waste<br />
Disposal Research, Reprt YST-65, 66 p. and 14 app.<br />
Ensimmäisessä julkaisussa kirjoittaja osallistui kalliopohjavesien näytteenottoon,<br />
aineiston käsittelyyn ja kirjoittamiseen. Toisessa julkaisussa kirjoittaja osallistui<br />
näytteenottoon, aineiston käsittelyyn seka vastasi kirjoitusosuudesta "Pohjaveden<br />
kerrosrakenne ja koostumusvai hklu Outokumpu-jaksossa"<br />
. Kolmannessa julkaisussa<br />
ki joittaja osallistui aineiston käsittelyyn sekä ki joittamiseen. Neljännessä julkaisussa,<br />
jossa kirjoittaja osal1istui näyt teiden ot tmn , analysoitavien näytteiden valintaan ja<br />
analyysien tulkintaan, kokonaisvastuu oli hrjoittaj alla.<br />
Vesinäytteet on otettu lähinnä mdmitutkimuksien yhteydessä kairatuista rei'ista.<br />
Yhteensä pohjavaien tu tkirnuskoh teita on tasa työssä tarkastelun alaisena kaikkiaan<br />
44 (40 kairareikaa, 2 porakaivaa ja 2 kaivoksen ruhjevyöhy kettä). Vesinäytteenotossa<br />
kaytettiin Geologian tutkimuskeskuksessa kehitettyä letkunäy tteenotinta (Nurmi &<br />
Kukkonen 1986), jolla saatiin jatkuva profiili koko kairareiän vedestä.<br />
Letkunayt teenotin kehi teniin sopivaksi pienilapimit taisiin (46 mm) kairareikiin , joita<br />
on h ttu malminetsinnän ja muun geologixn tutkimuksen yhteydesa erilaisiin<br />
kivilajimudostumiin ympäri Suomea. Tarkat kuvaukset vesinäytteenotosta,<br />
tut kimusmenetelmistä, analysoiduista komponenteista ja analyysimenetelmistä on<br />
esitetty kussakin tähän työhön liittyvässä julkaisussa.<br />
Suurin osa tutkimuskohteista sijaitsee liuskevyöhy kkediä. Intrusiiveja edustavat<br />
kerrosintmusiot, rapakivigraniitti,monmniitti ja karbonatiitti . Mukana on myös yksi<br />
tutkimuskohde hiekkakivestä.<br />
6
2. Julkaisujen yleiskuvaukset<br />
Julkaisu 1 (Tisdonanto YST-56) käsittelee kallioperä-pohjavesi -vuomvaikutusta<br />
heterogeenisissä kivilajiy mpäristöissä. Tutkimusalue sijaitsee Outokummun alueella.<br />
Raportin aineisto koostuu kaikkiaan yhdeksän ldmeiän vesinäy t teistä. Vesinäytteet<br />
otettiin pääasiassa kesän ja syksyn 1986 aikana. Kairareiästä OKU-741 oli näytteet<br />
otettu myös vuonna 1985 (Nurmi et al. 1985).<br />
Tutkitut kairareiät sijaitsevat kolmessa eri kohteessa; S u kkulansalossa (kairareiät<br />
OKU-729B, OKU-737,OKU-740 ja OKU-74 1) , Perttilahdessa (OKU-743,OKU-745B<br />
ja OKU-753) ja Polvijämen Kylylahdessa (OKU-793). Kaikki tutkimusreiät sijaitsevat<br />
Outokumpu-muodostumassa, joka koostuu mustaliuskeista, kvartsikivista,<br />
serpen tiniiteisiä, karsikivistä ja karbonaattikivistä kiillegneissi ymparistössä.<br />
Tutkimuksen syvin näytteenottokohde (OKU-741) ulottuu 1080 m:n syvyydelle.<br />
Kaikista tutkimuksessa tarkastel tuj en kairareikien vedestä mitattiin sähkönjohtavuus,<br />
pH ja hapetus-pelkisty sptentiaali (Eh), sekä tehtiin kemialliset analyysit. Kuuden<br />
kairareiän vedestä analysoitiin tritiumpitoisuus ja stabiilien isotooppien @IH ja<br />
'801'60) arvot. Tarkimmin tutkittiin yhden kairareiän vetti (OKU-74 l), josta<br />
analysoitiin myös stron tiumisotooppipitoisuudet. Lisäksi kairasydannäytteiden<br />
rakomineraalien esiintymistä tutkittiin kahdesta näyt teenottokohteesta (OKU-740 ja<br />
OKU-74 1).<br />
Sukkulansalossa pohjavesi esiintyy kerruksellisesti siten, että ylinnä on makea HCQ -<br />
vesi ja sen alapuoldla suolainen Ca-Na-Ci -vesikerros, jota seuraa runsaammin<br />
magnesiumia sisältävä suolaisempi vesi kerros. Makean veden kerros ulottuu 300 - 400<br />
m: n syvyydelle. Kairareikien OKU-740 ja OKU-74 1 makeissa HCO, -vesissä on<br />
kohonneet sulfaattipitoisuudet. Tämä johtunee näiden reikien ymp&istössä esiintyvien<br />
sufidimineraalien hapettumisesta. Suolaisempi runsaasti magnesiumia sisältävä kerros<br />
alkaa 770 - 950 m: n syv y ydelti. Kohonneiden magnesiumpi toisuuhien on tulkittu<br />
johtuvan serpen tinii tei siä. Pert tilahdessa vesi on kauttaaltaan suolaista Ca-Na-C1 -vettä.<br />
Syvin näytesyvyys Perttilahden tutkimusprofiilissa on 534 m. Pofvij ärveliä tutkitusta<br />
kairareiästä, joka ulottuu 627 m: n syvyyteen, löydettiin kauttaaltaan heikosti suolaista<br />
Ca-Na-C1 -vettä, jossa on kohonnut magnesiumpitoisuus.
Alin suolaisen veden kerros on stabiilien isotooppien suhteil taan muita vesity yppejii<br />
selvisti raskaampaa, mikä viittaa veden ja kallioperän väiiseen voimakkaaseen<br />
vuorovaikutukseen.<br />
Tutkimusaineiston tyypillisimpiä rakomineraaleja ovat kloriitti, kalsii tti ja<br />
zeoliittiryhmän mineraalit analsiimi ja laumontiitti, joita esiintyy kaikilla syvyyksilla.<br />
Savimineraaleja, kaoliniittia ja mon tmorilloniittia löytyi muutamasta raosta.<br />
Rakomineraalien esiinty misessä ei havaittu olevan merkitystä syv y ydeiiä eikä<br />
kivilajilla.<br />
S ton tiumisotooppi tu1okset vahvistavat kahden erilaisen suolaisen veden kerroksen<br />
esiintymisen kairareiän OKU-74 1 vdesd.<br />
Julkaisu II (Tiedonanto YST-63) on jatkotutkimus julkaisulle 1. Tässä julkaisussa<br />
täydennetaan Sukkulansalon alueelta saatuja tuloksia. Vesinäytteet otettiin kolmesta<br />
kairareiästä (OKU-55 1, OKU-737 ja OKU-740) kesän ja syksyn 1987 aikana. Kaksi<br />
nayttenottokohdetta on mukana jo julkaisussa 1. Vesinäytteistä mitattiin veden<br />
sähkönjohtavuus, pH, hapetus-pelkistyspotentiaali (Eh) ja hiilidioksidipitoisuudet.<br />
Hapetus-pelkisty solosuhteita tutkittiin myös mittaamalla liuenneen hapen määrä ja<br />
m~ttämäilä veden totaali- ja ferrorautapitoisuudet. Kemiallisten analyysien lisäksi<br />
vesinay t teisti määritettiin tritiumpitoisuudet . Lisäksi raportissa tarkasteltiin kiven ja<br />
veden väiistä vuorovaikutusta kairareiän OKU-74 1 veden ja kairasydämen<br />
rakokalsiittien strontiumisotooppituloksien perusteella sekä kemiallisen<br />
tasapainomallituksen avulla.<br />
Kaikki tämän raportin tutki musreiät sijaitsevat Sukkulansalossa. Pohjaveden<br />
kerrosrakenne tulee esiin my6s tässä raportissa. Makeaa HCO, -vettä esiintyy reiän<br />
OKU-740 yläosassa. Mielenkiintoista on, että makean vesi kerroksen paksuus vaihtelee<br />
väiillä 250 m - 550 m mittausajankohdasta riippuen. Heikosti suolaista vettä esiintyy<br />
reiben OKU-55 1 ja OKU-737 yläosi ssa. Veden koostumus on Na-Ca-C1 -tyyppistä<br />
tai Ca-Na-Cl -tyyppistä. Julkaisussa 1 ei Sukkulansalon alueella tavattu lainkaan<br />
hei kosti suolaista vesity yppiä. Kairareiän OKU-737 yläosan heikosti suolaisen veden<br />
kerros johtunee pintaveden aiheuttamasta kontaminaatiosta, kun reikä he1 mikuussa
1987 avattiin syvemmiltä osiltaan kairaamalla. Suolainen pohj avesikerros, joka<br />
esiintyy kaikissa tutkimusrei' issä, on Ca-Na-CI -tyyppistä. ReGn OKU-740 alaosan<br />
tu kkeuturnisen vuoksi ei ni ytteenotossa enää tavattu aiemmin todettua alempaa<br />
suolaista runsaasti magnesiumia sisaltävää pohjavesikerrosta.<br />
Strontiumisotooppitulokset vahvistavat aiemman tuloksen kairareiän OKU-741 veden<br />
kerrosrakenteesta. Tutkimustuloksissa tulee selvästi esiin kolme erilaista vesikerrosta;<br />
ylinnä makea vesi kerros, jonka alapuolella on kaksi toisistaan poikkeavaa suolaisen<br />
veden kerrosta. Vesityyppien selvä erottuminen toisistaan osoittaa, että vesien<br />
sekoithirninen on ollut vähäistä. Veden suolaisuuden aiheuttajaksi on<br />
stron tiumisotooppitu1oksien pemsteella päätelty mineraaleja, j oiUa on alhainen Rb/Sr -<br />
suhde kuten plagioldaasi ja apatiitti. Muut mahdolliset suolaisuuden aiheuttajat ovat<br />
fluidisulkeumat ja raerajoilla esiintyvät suolat.<br />
Geokemiailisen mallittamisen tulokset ovat yhteensopivia kivestä tehtyjen<br />
petrografis ten ja rakornineraaii havain tojen kanssa.<br />
Juikaisu IIi on tutkimusaineistoltaan kaikkein laajin. Julkaisu perustuu GTK:n<br />
ydinjätteiden sij oitustu~musraporttiin YST-53 (Blomqvist & al. 1986). Siinä on<br />
mukana yhteensä 18 kairareiän vesinäy tteet, kahden porakaivon vesinäytteet ja kahden<br />
kaivoksen rakovyöhykkeen vesinäytteet. Nayttenottokohteet sijaitsevat e nimmmn<br />
proterotswisissa liuskev yöhykkeissä, joita edustavat kiillegneissivaltaiset alueet ja<br />
vulkaniittivaltaiset alueet. Mukana on myös näytkita syväkiviympäristöstä kuten<br />
emäksisistä kerrosin truusioista, monzoniitista, rapakivialueelta j a karbonatiitista. Yksi<br />
kairasydänvesinaytteenotto on otettu arkeeisesta graniittigneissialueen<br />
kontaktivyöhykkeestä ja yksi rnetamorfoitumattomasta jotunikautisesta<br />
hie kkakivimuodostu masta.<br />
Kairareikien vedesta on julkaisussa esitelty sähkönjohtavuus- ja pH-mittausten ja<br />
kemiallisien analyysien tuloksia. IsotmppituIoksista on julkaisussa käsitelty<br />
tntiumpitoisuuksia ja stabiilien isotooppien pitoisuussuhteita.<br />
Myös julkaisun pohjavesi ssä on havaittavissa selvä kerrosrakenne. Kaiklsaan
seitsemässä kaimeiässä esiintyy makeaa HCO, -vettä. Tämän tutkimuksen syvin<br />
makean veden reik2 on Vihannin Suksi kankaalla graniittigneissiä ja graniittia lävistävä<br />
tutkimusreikä, joka ulottuu 731 m:n syvyydelle, Tässä tutkimuksessa makean ja<br />
lievästi suolaisen tai suolaisen veden välinen vaihettumisvyöhy ke on 150 - 730 m<br />
syvyydellä maan pinnasta. Suolaista vettä on tavattu 200 m:n syvyydeltä ja erittäin<br />
suolaista vettä 250 m:n syvyydeltä. Eräissä rei'iss5 vesi on lievästi suolaista jo aivan<br />
vesikerroksen pinnassa (Porin Pinornäki ja Ylistaron Lahdenkylä). Tutkimuksen<br />
suolaisin vesityyppi löytyi Porin Pinomäen kaimeiästä, joka sijaitsee j otunisessa<br />
hiekkakivessä ja jossa kokonaissuolapitoisuus on 120 gfl.<br />
Aivan lähekkäistenkin vesien laatu saattaa vai hdeila huomattavasti kuten Pyhäjämen<br />
ja Vihannin tutkimusalueilla. Kailioperin rakoilulla näyttää olevan suuri merkitys eri<br />
tyyppisten vesi kerrosten esiintymiseen.<br />
Julkaisussa IV (Tiedonanto YST-65) esi tetaan tutkimustulokset 14 kairarei'iasta, jotka<br />
sijoittuvat kymmenelle eri tu~musalueelle. Kairareiät sijaitsevat valtaosaltaan<br />
proterotsooisissa liuskejaksoissa. Näytteenottokohteiden kallioperää edustavat my 6s<br />
emäksinen-ultraernäksinen kermsin tniusio ja monzoniittigranii tti,<br />
Kaimeikien vedestä on sähkönjohtavuus-, pH- ja Eh-mittausten ja kemiallisten<br />
analyysien lisäksi mitattu veteen liuenneen hapen ja hiilidioksidin määrät. Osasta<br />
näytteitä analysoitiin myös veden tritiumpitoisuus CH) ja stabiilien isotooppien @/H<br />
ja 180/'60) arvot.<br />
Myös julkaisun TV pohjavesissä on havaittavissa selvä kerrosrakenne.<br />
Koostumukseltaan erilaisia vesityyppejä tavataan runsaammin johtuen<br />
monipuolisemmasta litologisesta ympäristöstä. Kuudesta tutkitusta kairareiästä löytyi<br />
yläosasta makeaa HCO, -vettä. Makea pohjavesikerros ulottuu syvyydelle 130 - 370<br />
m . Suolaista vetd tavataan Juukan Miihkalin tutkimusrei'issä Ju/Mi-91 ja JulMi- 1 16<br />
aivan reikien yläosista lähtien. Tavallisimmin suolaisen veden kerros alkaa runsaan<br />
400 m:n syvyydeltä. Tosin Nmrmarkun tutkimusreiässä suolaista vettä tavataan jo 200<br />
m: n syvyydellä. Tutkimuksen suolaisin vesi kerros löytyi Juulan Miihkalin<br />
tutkimusreiUä JulMi- 1 16, jossa kokonaissuolapitoisuus oli 170 gf 1. Tämä brine-
luokan pohjavesi on koostumukseltaan Na-Ca-C1 -vettä ja sitä tavataan 790 m:n<br />
s yv yyddtä alkaen. Tutkimuksessa todettiin , eta Juukan Miihkalissa esiintyvä brine-<br />
vesi eroaa korkean natrium-kalsium -suhteen vuoksi Kanadan kilvellä tavatuista brine-<br />
tyyppisistä Wiopohjavesistä, jotka ovat kalsiurnvaltaisia.<br />
Taulukossa 1 esitetaan kaikkien tutkimuskohteiden reikätunnus, niytteenottoajankoh ta,<br />
näytteiden ottosyvy y s , lhpötilamittauksen ajankohta, kairausvuosi ja mahdollinen<br />
aukikairausvuosi.<br />
3. Näytteenottokohteiden geologia ja pobj aveden koostumus<br />
Näy tteenottokohteiden geologinen ympäristö on monimuotoinen. Niy ttoonottokohteita<br />
tarkastellaan vallitsevan kivilajin mukaan. Syväkairattujen tutkimuskohteiden<br />
kivilaj ikuvaukset perustuvat kairausraporttei hin lukuunottamatta Sodankylän Rajalan<br />
tutkimusreikaa R- 1, minkä alueen geologinen kuvaus perustuu Suomen<br />
kallioperäkattaselity k n ja Keski-Lapin gm1ogisen kartan selitykseen. Porakaivojen<br />
ympäristojen geologinen kuvaus perustuu alueen kallioperäkarttaan tai Suomen<br />
gwlogisen yleiskartan antamiin tietoihin. Keminmaan, Ranuan ja Ylivieskan<br />
kerrosintuusioiden kivilaj ieri mineralog iaa on tutkittu yksityiskohtaisesti Halosen<br />
työraportissa, 1990. Käytetty syvakivilajinimistö perustuu S treckeisenin (1 976)<br />
luokitir kseen. 1 ntnisiiveja edustavat happamat - intermediääriset syväkivet, emäksiset -<br />
iiltraemäksiset syväkivet ja karbonatiitti . Homogeenisia dimenttiympärist6ä edusiaa<br />
Porin hiekkakivi. Liuskealu~t on jaettu wlkaanisiin, vulkamis-sedimenttisiin<br />
pintakiviin ja gneissivaltaisiin alueisiin. Kuvassa I on esitetty tutkirnusaiueet, joita on<br />
yhteensä 2 1, taulukon 2 (liite 2) mukaisessa järjestyksessä.
Legenda:<br />
Arkeeisia<br />
vihreäkiviä<br />
Arkeeista<br />
pohjagneissiä<br />
Granuliittia<br />
Svekofennisia<br />
liuskeita<br />
Karjalaisia<br />
liuskeita<br />
Jotunisia<br />
sedimenttikivia<br />
Rapakivigraniittia<br />
Prekambrisia<br />
syväkiviä<br />
Emäksisia<br />
kerrosintruusioita<br />
Kuva 1. Tutkimusalueiden sijainti tekstissä esitetyn järjestyksen mukaisesti.<br />
Pohjakartta Simosen (1980) mukaan.<br />
1. Elimäki, Koskisto 2. Kolari, Hannukainen 3. Espoo, Otaniemi 4.<br />
Pyhäjärvi, Kettuperä; Lippikyla; Pyhäsalmen kaivos 5. Ruukki,<br />
Relletti 6. Vammala, Suvitie; Vammalan kaivos 7. Vihanti,<br />
Nevasaari; Suksikangas; Vihannin kaivos 8. Ylistaro, Lahdenkylä 9.<br />
Keminmaa, Sompujarvi 10. Ranua, Suhanko 1 1. Ylivieska, Perkkiö<br />
12. Juuka, Miihkali 13. Sodankylä, Rajala; Kalasääskenpesamaa<br />
14. Sotkamo, Taivaljärvi 15. Keitele, Teerimäki 16. Leppävirta,<br />
Kotalahden kaivos 17. Noormarkku, Hyvela 18. Vuolijoki,<br />
Honkamäki 19. Outokumpu, Sukkulansalo; Perttilahti; Polvijärvi,<br />
Kylylahti 20. Savukoski, Sokli 21. Pori, Pinomäki.
Raporteissa ja julkaisussa kalliopohjavedet on jaoteltu kokonaissuolapitoisuuden (TDS,<br />
total dissolved solids, mgll) tai sähkönjohtavuuden (mS/m) mukaan. Usein käytetty<br />
jako eri vesity yppeihin perustuu Davis ja DeWiest ' n (1 966) laatimaan luokitteluun.<br />
Luokittelussa vesityypit jaetaan kokonaissuolapitoisuuden mukaan neljään eri<br />
vesityyppiin; maka, jossa TDS on 0 - 1000 mgll, heikosti suolainen, jossa TDS on<br />
1000 - 10 000 mgfl, suolainen, jossa TDS on 10 000 - 100 000 gll ja brine-luokan<br />
vesi, jossa TDS > 100 000 mgll. Julkaisuissa on käytetty jakoa viiteen eri<br />
vesityyppiin suolapitoisuuden mukaan: makeissa vesissä TDS < 500 mgll, heikosti<br />
suolaisissa TDS on 500 - 5000 mg/t, suolaisissa TDS on 5000 - 50 000 mgll ja<br />
erittäin suolaisissa vesissä TDS 50 000 - 100 000 mg/I ja brine-luokan vesissä > 100<br />
000 mg/I. Sähkönjohtavuuden mukaan jako on seuraava; makean veden<br />
sähkönjohtavuus on < 100 mSf m, heikosti suolaisen veden sähkönjohtavuus on 100 -<br />
500 mS/m, suolaisen veden sahkönjohtavuus on 500 - 5000 mS/m ja erittäin suolaisen<br />
veden sähkönjohtavuus on > 5000 mS/m.<br />
3.1 Happamat - intermediäriset kivilait<br />
3.1.2 Happamat - intermediääriset syväkivialueet<br />
Happamia - intermediaarisiä syväkiviä edustavat Elimäen alueen rapahvi ja Kolarin<br />
alueen monzoniitti.<br />
Elimäki, Koskisto (tutkimusalue 1):<br />
Rapahvialuetta edustaa Elimäen Koskisten porakaivosta (syvyys 403 m) otettu<br />
vesinäyie (julkaisu TII) . Porakaivo sijaitsee Viipurin rapakivialueella. Kaivon<br />
lähiympäristön kallioped koostuu punertavasta viborgiitista (Simonen, 1965).<br />
Kemiallisen anaiyysin perusteella viborgiittia luonnehtii suuri Miumpitoisuus (5,79<br />
% ) ja pienet kalsium- ja magnesiumpitoisuudet (1,92 % ja 0,47 96). Hivenalkuaineista<br />
erityisesti fluori (0,21 %) on rikastunut kiveen (Laitakari ja Simonen 1963).<br />
Porakaivon vesi on kerrokseiiista ollen yläosassa makeaa Ca-Na-C1-SO,-HCO, -vettä<br />
350 m: n syvyydelle ja alaosassa heikosti suolaista Na-Ca-C1 -vettä.
Kokonaissuolapitoisuus vaihtelee välillä 0,27 - 2,46 gll. Veden kalsiumpitoisuus on<br />
38 - 290 mgll, natriumpitoisuus 20 - 650 mgll, kloridipitoisuus 67 - 1320 mgll ja<br />
sulfaattipitoisuus 38 - 130 mgll. Bikarbonaattipitoisuus on makean veden kerroksessa<br />
24 - 55 mg/l. Heikosti suolaisesta vedestä ei ole bikarbonaattimäärityksia. Veden<br />
tavallista suurempi fluorin pitoisuus (0,93 - 1,10 mgll) heijastaa litologian vaikutusta.<br />
Kuva 2. Hannukaisen alueen geologinen kartta Hiltusen (1982) mukaan sekä<br />
tutkimusreikien 162, 197 ja 198 sijainti.<br />
Kolari, Hannukainen (tutkimusalue 2):<br />
Kolarissa vesinaytteet on otettu Kolarin Hannukaisen rautamalmialueella. Vesinaytteet<br />
on otettu kolmesta kairareiastä R162, R197 ja R198, joiden vertikaalisyvyydet<br />
pohjavesinaytteenotossa olivat 545 m, 566 m ja 648 m. R162 ja R197 ovat mukana<br />
julkaisussa 111, ja R197 ja R 198 ovat mukana julkaisun IV pohjavesinaytteenotossa.<br />
Hannukaisten alue kuuluu Rautuvaaran rautamalmijaksoon, joka koostuu<br />
14
amfiboliiteista, kvartsimaasälpäliuskeista, karbonaatti- ja karsikivistä sekä näihin<br />
liittyvistä magnetiittirikkaista kerroksista. Rautamalmijakson kivilajeja ympäröivät<br />
pääosin monzoniitit, dioriitit, graniitit ja kvartsiitit (Hiltunen ja Tontti 1976). Reikä<br />
197 sijaitsee reiastä 162 tasan 300 m länteen, ja reikä reikä 198 sijaitsee reiastä 197<br />
400 m etelään (kuva 2).<br />
Tutkimuksissa mukana olleet kairareiät lavistävat enimmäkseen monzoniitteja.<br />
Alaosassaan tutkimusreiät lavistävat dioriitteja, karsikiviä, magnetiittikerroksia ja<br />
pohjalla dioriitteja ja amfiboliitteja (Mattila 1977; Hiltunen 198 1) (kuva 3).<br />
Mineralisoituneessa kerroksessa on magnetiitin lisäksi vaihteleva määrä kiisuja. Reikä<br />
162 lävistää lisäksi paikoin kapeita anhydriitti - ja kipsijuonia (Mattila 1977).<br />
Kummassakin lävistyksessä juonia esiintyy runsaasti mineralisoituneessa osassa, jossa<br />
on havaittavissa nuorempien kipsijuonien leikkaavan näitä vanhempia anhydriittijuonia<br />
(Blomqvist, suullinen tiedonanto).<br />
162<br />
"7496 80<br />
y 498 50 HANNUKAINEN X 7496.80<br />
500m<br />
-- --<br />
0 8all~,om<br />
Kuva 3. Geologinen poikkileikkaus Hannukaisen alueesta (Hiltunen 1982).<br />
Kivilajiselitykset kuten kuvassa 1 paitsi no 8, joka on killegneissiä.<br />
Kuvaan on merkitty alueella olevan kairareiän 162 sijainti.<br />
Tutkimusrei'issä esiintyvä kalliopohjavesi on kauttaaltaan heikosti suolaista Ca-SO, -<br />
vettä (TDS 0,63 - 2,65 gll). Reikien vesi on koostumukseltaan samankaltaista;<br />
kalsiumpitoisuus on enimmillään noin 700 mgll ja sulfaattipitoisuus on 1600 mgll.
Pohjaveden sul faatin kohonnut pitoisuus johtuu todennäköisesti kalliopem verrattain<br />
helppoliukoisista kipsi- ja anhydriittiosueista, joskin mineralisoituneen kerroksen<br />
sulfideilla voi olla vaikutusta veden sulfaattipitoisuuteen. Veden suureen<br />
kal siu mpitoisuuteen vaikuttanee karsikivien läsnäolo.<br />
3.1.2 Migmatiitti, graniitti- ja kuiiegneissit<br />
Pääosin graniittigneissejä, granii ttej a ja migmatiitteja Iävis!äviä kairareikiä ovat<br />
Espoon Otaniemen tutkimusreikä R301 (julkaisu IiI), Pyhajäxwn tutkimusalueen reiät<br />
PYS-20 ja PYS-47 CjriIkaisu TV), PYS-35 ja Pyhäsalmen kaivoksen reikä RSM<br />
('julkaisu 111) , Ruukin Relletin tutkimusreikä Pv- 11 Gulkaisu IV) , Vammalan Suvi tien<br />
tutkimusreikä VMIST-24, Vihannin alueen tutkimusreiät R-1732 Suksikankaalla ja R-<br />
2064 kaivoksessa Cj ul kai su UI). Vihannin Nevasaaren tutkimusreikä R- 1744 (julkaisu<br />
IV) sijaitsee biotiittisarvivalkegneissin ja graniitin kontaktissa Jävistäen kumpiakin.<br />
Julkaisussa kuvattu Y listaron Lahdenkylässä sijaitseva porakaivo sijaita<br />
kiillegneissiympäristössä. Osa Outokummun alueen tutbmusrei'istä lävistää pääosin<br />
kiiilegneissiä (julkaisut 1 ja II). Outokummun aiuetta on kuitenkin tarkasteltu yhtenä<br />
kokonaisuutena kappaleessa 3.3.<br />
Espoo, Otaniemi (tutkimusalue 3 ):<br />
Espn Otaniemen tutkimusreiän R301 ympäristö on graniittia ja migmatiittista<br />
graniittia, jossa on paikoin kiillegneissejä ja happamia gneissejä sulkeumina (htala<br />
1967). Reikä tiivistää granii ttigneissej ä, kiillegneissejä, granii tteja ja<br />
sarviväikegneissej a (Appelqvist 1980).<br />
Tutkimusreiän R301 pohjavesi on yliosascaan makeaa Na-Ca-HCO, -vettä muuttuen<br />
syvyyden kasvaessa heikosti suolaiseksi Na-Ca-C1 -vedeksi . Makean veden<br />
kokonaisuolapitoisuus on 0,26 - 0,28 g/l ja heikosti suolaisen veden<br />
kokonaisuolapitoisuus on 1,62 - 2,46 gll. Veden natriumpitaisuus on 45 - 500 mgll,<br />
kalsiumpitoisuus on 23 - 420 mgll, bikarbonaattipitoisuus on 160 - 29 mgll (laskien<br />
syvyyden mukana} ja kloridipitoisuus on 19 - 1375 mgll.
Pyhäjärvi, Kettuperä; Lippikyla ja Pyhasalmen kaivos (tutkimusalue 4):<br />
Pyhajärven alueen kivilajit (kuva 4) voidaan ryhmitellä kolmeen yksikköön. Vanhin<br />
yksikkö on alueen itäreunalla oleva Kettuperän graniittigneissi. Ikäjm'estyksessä tätä<br />
seuraa pääasiassa metavulkaniiteista koostuva Ruotasen liuskejakso, johon myös<br />
Pyhasalmen kaivoksen isäntakivet kuuluvat. Kolmannen yksikön muodostaa<br />
liuskejakson länsipuolella oleva ja sitä leikkaava porfyyrinen graniitti (Helovuori<br />
1979). Kairausraportin mukaan (Outokumpu Oy) tutkimusreikä PYS-20 lavistää<br />
gneissigraniittia, hartsi-maasalpa-, 1 - , ja kordieriittigneisseja ja<br />
serisiittikvartsiittia. Tutkimusreikä PYS-35 lävistää pääosin gneissigraniittia. Lisäksi<br />
tavataan leptiittia ja amfiboliittivälikerroksia. Lävistyksen loppuosa (n . 150 m) on<br />
serisiittikordieriittigneisseja ja -kvartsiitteja. Tutkimusreikä PYS-47 lavistää<br />
vuorotellen kordieriittigneissia, intermediääristä vulkaniittia ja serisiittikvartsiittia.<br />
Pyhasalmen kaivoksen tutkimusreikä R806 lavisiää massiivista rikkikiisumalmia,<br />
amfiboliittia, kordieriittigneissia ja serisiittikvartsiittia. Ruhjevyöhykkeestä otettiin<br />
vesinaytteet tasoilla +660 ja +7 15. Vallitsevat kivilajit ovat kiillegneissi, amfiboliitti<br />
ja leptiitti.<br />
ORE BELT<br />
Kuva 4. Pyhäjärven alueen geologinen kartta (Mäki 1986) ja tutkimusreikien<br />
PYS-20, PYS-35 ja PYS-47 sijaintipaikat. 1. Cu-Zn-S -malmi (kaivos)<br />
2. Serisiittihartsiitti 3. Kordieriitti-antofylliittikivi 4. Hapan<br />
vulkaniitti 5. Emäksinen laava 6. Emäksinen tuffi 7. Grafiittipitoisia<br />
kerroksia 8. Dolomiittikerroksia 9. Graniitti 10. Kvartsidioriitti.
P yhäjämen alueen kailiopohjavedet poikkeavat toisistaan seka ty ypeiltään etta<br />
suolapitoisuuksiltaan , Tutkirnusreiässä PY S-20, joka ulottuu 305 m: n syvyydelle,<br />
tavataan kauttaaltaan makeaa Na-Ca-HCO, -veitä, jonka kokonaissuolapi toisuus on 0,3<br />
gfl. Tutkimusreiassä PYS-35 tavataan noin 600 m:n syvyydelle asti makeaa Ca-Na-<br />
Mg-HCO, -vettä, jossa kalsiurnpitoisuus on 11 - 18 mgll, natriumpitoisuus on 7,4 -<br />
14 mgll, magnesiumpitoisuus on 4,O - 8,3 mgll ja bikarbonaattipitoisuus on 67 - 93<br />
mgll. Makean veden kokonaisuolapitoisuus on 0,22 - 0,14 gll. Tämän alapuolella<br />
esiintyy kaksi suolaisen veden kerrosta. Ensimmäinen suolaisen veden kerros esiintyy<br />
710 - 860 m:n syvyydellä. Vesi on Ca-Na-SO,-C1 -vettå, jossa vastaavat pitoisuudet<br />
ovat 120 - 2200,67 - 960,31 - 840 ja 230 - 4800 mgll. Alempi suolainen vesikerros,<br />
joka ulottuu 895 m:n syvyydelle, on Ca-Na-C1 -vettä, jossa liuenneiden aineiden<br />
määrät kohoavat nopesti pitoisuuksien ollessa (mgll) 4700 (Ca), 1900 (Na) ja 10800<br />
(CU.<br />
Tutkimusreiässä PYS-47 on 348 m syvä. Reihsä ylinnä oleva makean veden kerros<br />
on 100 rn: n syvyydelle Na-Ca-HCQ-SO, -vettä. Vesi pysyy makeana noin 160 m:n<br />
syvyydelle, joskin kohonnut kloridiptoisuus viittaa veden sekoittumiseen alapuolen<br />
suolaisemman veden kanssa. Makean veden kokonaissuolapitoisuus on 0,30 - 0,57 gfl.<br />
Tämän alapuolella oleva vesi on heikosti suoIaista Na-Ca-S0,-CI-(HCQ) -vettä, joka<br />
edustaa vaihettumisvyöhykn vettä (TDS on 0,s - 1,8 gll). Alin vesikemos on<br />
heikosti suolaista Ca-Na-CI-SO, -vetta, jonka kokonaissuolapitoisuus on 4,6 - 5,1 gll.<br />
Makean veden paaionipitoisuudet (mgll) ovat 45,4 -139 (Na), 27 - 77 (Ca), 154 - 134<br />
(HCQ), 48 - 97 (SO,) ja 18 - 124 (C1). Vaihettumisvyöhykkeess paaionipitoisuudet<br />
(mgfl) ovat 158 - 284 (Na), 97 - 316 (Ca), 250 - 600 (SO,), 161 - 533 (Cl) ja 128 -<br />
84 (HCO,) . Alimman vesikerroksen pääionipitoisuudet (mgll) ovat 936 - 1065 (Ca),<br />
611 - 677 (Na), 1920 - 2180 (CI), 1000 - 1100 (SO,).<br />
Kaivokseen tasolle +660 kairatusta reiästä R806 otettu vesinäyte on yläosassaan<br />
heikosti suolaista Ca-Na-S0,-Cl -vettä ja alaosassaan suolaista Ca-C1-SO, -vettä. Reiän<br />
yläosan pienempi suolapitoisuus johtunee kairaulaen (1,5 kk ennen näytteenottoa)<br />
aikaisen huuhteluveden kontaminaatiosta. Ruhjevyöhykkeistä analysoitu vesi on<br />
heikosti suolaista Ca-Na-SO,-HCO, -vettä, jossa oli myös suuri magnesiumpitoisuus.
Ruukki, Relletti (tutkimusalue 5):<br />
Ruukin Relletin tutkimusreikä Pv-11 (kuva 5) sijaitsee Pohjanmaan liuskejakson<br />
pohjoisosassa. Pääkivilajina on migmatiittiutunut kiillegneissi (Nykänen 1959).<br />
Kairausraportin (Mäkelä 1977) mukaan kivilajit ovat kiillegneissiä, kiilleliusketta ja<br />
karsikvartsiittia.<br />
Kuva 5. Relletin alueen geologinen kartta (Nykänen 1959) ja tutkimusreiän Pv-<br />
11 sijainti. 1. Ofiittinen plagioklaasiporfyriitti 2. Amfiboliitti 3.<br />
Kiilleliuske ja fylliitti 4. Kiillegneissi 5. Gabro ja dioriitti 6. Kvarts-<br />
ja granodioriitti 7. Graniitti 8. Karsi- ja kalkkikivi 9.<br />
Pyrokseenirikas kivilaji.<br />
Tutkimusreikä on 315 m syvä. Reiän vesi on yläosassaan makeaa Na-HCO, -vettä,<br />
jossa on kohonnut kloridipitoisuus, ja alaosassaan heikosti suolaista Na-Ca-C1 -vettä.<br />
Yläosassa veden natriumpitoisuus on 63 - 78 mgll, bikarbonaattipitoisuus on 120 - 131<br />
mgll ja kloridipitoisuus on 45 - 69 mgll. Yläosan veden kokonaissuolapitoisuus on<br />
0,27 - 0,31 gll. Heikosti suolaisen veden natriumpitoisuus on 380 mgll,<br />
kalsiumpitoisuus on 140 - 150 mgll ja kloridipitoisuus on 810 - 820 mgll<br />
kokonaisuolapitoisuuden ollessa 1,4 - 1,5 gll.
Vammala, Suvitie (tutkimusalue 6):<br />
Vammalan alue sijaitsee Tampereen liuskejakson eteläpuolella, jossa se muodostaa<br />
osan Ahlaisten-Kylmäkosken nikkelivyöhykkeestä. Aluetta luonnehtivat voimakkaasti<br />
metamorfoituneet migmatiittiutuneet kiillegneissit ja kinzigiitit, joihin liittyy<br />
välikerroksina amfibolitteja ja grafiittigneisseja (Häkli et al. 1979). Tutkimusreikä<br />
VMIST-24 (kuva 6) lävistää pääasiassa migmatiittista suonigneissia, jossa<br />
sarvivälkegneissia, grafiittigneissia, hornblendiittia, metagabroa, amfiboliittia ja<br />
karsikiviä esiintyy harvakseltaan ohuina välikerroksina.<br />
Kuva 6. Vammalan alueen geologinen kartta (Häkli et al. 1979) ja tutkimusreiän<br />
VMIST-24 sijainti. 1. Kiillegneissi 2. Kinzigiitti 3. Grafiittigneissi<br />
4. Ultramafiitti 5. Grano- ja kvartsidioriitti 6. Scollenmigmatitti.<br />
Tutkimusreiän VMIST-24 (syvyys 368 m) vesi on makeaa Na-Ca-HCO, -vettä<br />
muuttuen reiän pohjalla Na-Ca-HC0,-C1 -vedeksi. Natriumin määrä kasvaa<br />
pohjavedessä huomattavasti kalsiumin määrää nopeammin pitoisuuksien (mgll) ollessa<br />
1 1 - 23 (Na), 1 1 - 13 (Ca) ja 76 - 90 (HCQ) . Kokonaissuolapitoisuus on noin 0,15<br />
gll.
Vihanti , Nevasaari; Suksi kangas ja Vihannin kaivos (tutkimusalue 7):<br />
Vihannin alue kuuIuu Vihannin-Pyhiisalrnen sinkkimalmivyiihykkeeseen. Alueen<br />
vallitsevat sedimenttisy niy set kivet ovat migmatiittiutiineita biotiiitig neissejä ja<br />
biotiitti-sarvivalkegneisseji, joissa Vihannin malmin yrnpärist6ssä (iampinsaaren<br />
alueella) esiintyy happamia vulkaniitteja, dolomiitteja ja lwsikiviä (Rauhamäki et al.<br />
1980). Lisäksi alueella on huomattavasti emäksisiä vulkaniitteja ja amfiboliitteja.<br />
Vallitsevat syväkivet ovat alueellisessa poi mutuksessa mukana olleita gabroj a,<br />
dioriitteja ja gmiitteja. Tutkimusreikä 1732 (kuva 7) sijaitsee granitoidien ja<br />
hnpinsaarity yppisten kiillegneissien kon taktissa. Kairausraportin mukaan (Mäkelä<br />
1979) reikä lävistää pääosin grandioriittia. Yläosassaan runsaan sadan metrin verran<br />
se lävistää granodioriittisia, graniittisia ja kvartsidiorittisia gneissejä. Lavistyksen<br />
loppuosa (mn saat 100 m) on kiille- ja biotiitti-sarvivälkel iuskeita sekä<br />
biotiittisarviväi kegneissiä, Varsinaisia Lampinsaari-ty yppisiä kivilaji seunieita ei tässä<br />
reiässä tavattu. Tutkimusreikä 1744 (kuva 7) sijaitsee Lampinsaari-tyyppisten<br />
kiillegneissien länsipuolella olevassa graniitissa (Salli 1965) ja lävistää pääosin<br />
graniittia ja biotiittisarviväikegneissia ja -1iusketta. Vi hannin kaivoksessa oleva<br />
tutkimusreika 2064 lävistää avoinna olevalla 70 m osuudella pääasiassa kiillegneissejä<br />
ja arnfiboliittia (Pelkonen 1984). Ruhjeista otetut vesiniiytteet ovat peräisin +735<br />
tasolta. Vesiniy tteet otettiin poikkileikkauksien 129 ja 13 1 kohdilla perän seinän ja<br />
katon raoista purkau tuvasta vedestä. Vallitsevat kivilaji t ovat analsiinirikkaita<br />
muuttuneita graniitteja, pegmatiitteja ja gneissejä.<br />
Tutkimusreiän 1732 vesi on koko reiän pituudelta syvyydelle 73 1 m makeaa Na-HCO,<br />
-vettä. Natriumpitoisuus on 59 - 88 mgll ja bikarbonaattipitoisuus on 140 - 189 mgll.<br />
Veden kokonaissuolapitoisuus on 0,24 - 0,32 gll. Tulkimusreiän 1744 vesi on<br />
syvyydelle 65 m heikosti suolaista Na-CI-HCO, -vettä (TDS on 0,6 gll) , syvyydelle<br />
320 rn heikosti suolaista Na-Ca-C1 -vettä (TDS on 1,96 - 4,48 gll) ja loppuosa välillä<br />
360 - 670 m suolaista Ca-Na-C1 -vettä (TDS on 5,2 - 9,5 g/l). Yläosan vesikerroksen<br />
pääionipi toisuudet (rnglo ovat: natriumpitoisuus 190, kloridipitoisirus 250 ja<br />
bikarbonaattipitoisuus 134. Tämän alapuolella olevan vesikerroksen paaionipitoisuudet<br />
(mgll) ovat: 440 - 930 (Na), 270 - 740 (Ca) ja 1110 - 2650 (Cl). Alimman<br />
vesikerroksen pääionipitoisuudet (mg/l) ovat: 860 - 1700 (Ca) , 1000 - 1500 (Na)<br />
ja 3100 - 5830 (Cl). Kaivoksessa olevan tutkimusreiän vesi on heikosti suolaista/<br />
suolaista Na-Ca-C1 -vettä, jossa . Ruhjevyöhykkeistä analysoitu vesi on suolaista Ca-<br />
Na-Cl -vettä.
Kuva 7. Vihannin Lampinsaaren alueen geologinen kartta (Salli 1965) ja<br />
tutkimusreikien R-1732 ja R-1744 sijainti.<br />
Ylistaro, Lahdenlqda (tutkimusalue 8) :<br />
Ylistaron alue sijaitsee pääasiassa migmatiittisesta biotiittiplagioklaasigneisseistä<br />
koostuvassa kaarenmuotoisessa Pohjanmaan liuskevyöhykkeessä (Laitakari 1942).<br />
Porakaivon lavistämistä kivilajeista ei ole tietoa, mutta läheisessä koskessa olevissa<br />
kalliopaijastumissa kivilaji on kiillegneissia.<br />
Porakaivon vesi on yläosassa 200 m:n syvyydelle heikosti suolaista Na-Ca-C1 -vettä,<br />
jossa natriumpitoisuus on 370 - 700 mgll, kalsiumpitoisuus on 110 - 370 mgll ja<br />
kloridipitoisuus on 670 - 1900 mgll. Veden kokonaisuolapitoisuus on 1,4 - 3,l gll.<br />
Tämän alapuolella on suolaisen Ca-Na-C1 -veden kerros, jossa kalsiumpitoisuus on<br />
2400 - 5700 mgll, natriumpitoisuus on 1400 - 2400 mgll ja kloridipitoisuus on 6880 -<br />
14200 mgll. Suolaisen veden kokonaissuolapitoisuus on 11,O - 22,9 gll.
3.2 Emaksiset - ultraemaksiset kivilajit<br />
3.2.1 Emaksiset - ultraemaksiset syvakivet<br />
Emäksisiä - ultraemäksisiä syväkiviä edustavat julkaisussa II1 kuvatut Keminmaan<br />
Sompujärvi, Ranuan Suhanko ja Vammalan kaivoksen tutkimusreikä OKVA-298 sekä<br />
Ylivieskan Perkkiönperän näytteenottokohde (julkaisu IV) .<br />
Keminmaa, Sompujärvi (tutkimusalue 9):<br />
Kairareikä Ki-23 (kuva 8) sijaitsee Keminmaan Sompujärvella ja kairareikä YP- 128<br />
sijaitsee Ranuan Suhangossa. Geologisesti Sompujärven alue sijaitsee Penikkain jakson<br />
proterotsooisessa (2440Ma) koillis-lounaissuuntaisessa emäksisessä kerrosintruusiossa.<br />
Se sijoittuu arkeeisen graniittisen pohjagneissin ja svekokarjalaisen Peräpohjan<br />
liuskejakson kontaktiin (Alapieti ja Lahtinen 1986). Kairausraportin mukaan (Lahtinen<br />
1983) reikä lävistää pääasiassa leukogabroja, jotka ovat paikoin voimakkaasti<br />
muuttuneita. Reiän alaosa on vuorotellen gabroa tai gabronoriittia.<br />
O P<br />
f'<br />
, --<br />
= LEGENDI I<br />
k 1 1 GABBROIC ROCKS 1<br />
-- -<br />
S k r n<br />
PGE MINERALIZATIONS<br />
AP-MINERALIZATION<br />
SJ MINERALIZZrION IS<br />
RO<strong>OF</strong> ROCKS <strong>OF</strong> INTRUSION<br />
SITE <strong>OF</strong> PR<strong>OF</strong>ILE<br />
Kuva 8. Penikkain emäksisen kerrosintruusion geologinen kartta (Alapieti ja<br />
Lahtinen 1986) sekä tutkitun kairareiän Ki-23 sijainti.
Kairausnaytteet ovat hvyin ehjia eikä varsinaisia rikkonaisuusvyöhykkeitä esiinny.<br />
Kairareiästä Ki-23 analysoitu pohjavesi on tyypiltään makeaa Ca-HCO, -vettä (TDS<br />
0,36 - 0,45 gll), jossa on kohonnut magnesiumpitoisuus. Kalsiumpitoisuus on 63 - 77<br />
mgll, magnesiumpitoisuus on 10 - 13 mgll ja bikarbonaattipitoisuus 248 - 326 mgll.<br />
Ranua, Suhanko (tutkimusalue 10):<br />
Kairareikä YP- 128 (kuva 9) sijaitsee Perapohjan liuskejakson ja arkeeisen<br />
pohjakompleksin kontaktivyöhykkeessa olevassa Suhangon emaksisessa<br />
kerrosintmusiossa. Tutkittu kairareikä lävistää 425 m:n syvyydelle homogeenista<br />
muuttumatonta gabroa. Tämän alapuolella esiintyy pääasiassa erityyppisiä<br />
ultraemäksisia kiviä. Ultraemäksisten kivien alapuolella on magneettikiisupirotteista<br />
metagabroa, ja alinna pilsteistä kvartsidioriittia.<br />
Kairausnaytteet ovat melko ehjia, joten rikkonaisuusvyöhykkeitä ei esiinny.<br />
DEPHT<br />
m<br />
Ultrarnafic rocks<br />
Massive pyrrhotite<br />
orebody<br />
- \<br />
<strong>GEOLOGICAL</strong> MAP<br />
Kuva 9. Poikkilaikkaus Suhangon kerrosintruusion eteläreunasta sekä<br />
tutkimusreian YP- 128 sijainti (Rekola 1986).<br />
24
Ranuan Suhangon tutkimusreiän pohjavesi on kerroksellista siten, että yläosan vesi<br />
620 m:n syvyydelle on makeaa Ca-Mg-HC0,-(SO,) -vettä ja reiän alaosassa on<br />
heikosti suolaista Na-Ca-C1 -vettä. Reikäveden kokonaissuolapitoisuus vaihtelee välillä<br />
0,19 - 0,51 gll. Veden pääionipitoisuudet (mgll) ovat seuraavat 25 - 71 (Ca), 9,03 -<br />
1,16 (Mg) ollen ylaosassa suurimmillaan, 5 -101 (Na), 128 - 38 (HCO,), 24 - 2,O<br />
(SO,) saavuttaen suurimmat arvonsa reiän ylaosassa.<br />
Vammalan kaivos (tutkimusalue 6):<br />
Vammalan kaivoksen tutkimusreikä OKVA-298 (kuva 10) lävistää pääosin<br />
peridotiittisia ja duniittisia osia kiillegneissiympäristössä. Vesi- ja kaasunäyte otettiin<br />
kaivoksessa tasolta +150 m ylivuotavasta reiästä.<br />
Kuva 10. Vammalan Stormin kaivoksen geologinen poikkileikkaus (Hui ja<br />
Vormisto 1985). Kuvaan on merkitty tutkimusreikä OKVA-298. 1.<br />
Kiillegneissi 2. Kvartsidioriitti 3. Alempi ultramafinen yksikkö 4.<br />
Ylempi ultramafinen yksikkö 5. Hornblendiitti 6.<br />
Agglomeraattirakennetta 7. Ni-Cu -malmi.<br />
Tutkimusreiän vesi on heikosti suolaista Na-Ca-C1 -vettä, jonka kokonaissuolapitoisuus<br />
on 1,93 g/l. Veden natriumpitoisuus on 580 mgll, kalsiumpitoisuus 180 mgll ja<br />
kloridipitoisuus 1 1 15 mgll.
Ylivieska, Perkkiö (tutkimusalue 11) :<br />
Ylivieskan vesinäytteet otettiin kairareiästä R-313. Tutkimusreikä sijaitsee Ylivieskan<br />
kerroksellisessa gabromuodostumassa (kuva 11). Muodostumaa ympäröi pohjois-,<br />
länsi- ja eteläpuolella kiilleliuske ja grauvakkarnainen liuske ja sen itäpuoli rajoittuu<br />
kvartsi- granodioriittiin, joka erottaa gabron konglomeraattivyöhykkeestä (Salli 1961).<br />
Kairausraportin mukaan tutkimusreiän kivilajit ovat emäksisiä ja ultraemäksisiä<br />
kivilajeja (Sipilä 1983).<br />
Kuva 11. Ylivieskan alueen geologinen kartta (Salli 1964) sekä kairareiän R-3 13<br />
sijainti. 1. Uraliittiporfyriitti 2. - 3. Plagioklaasiporfyriitti 4.<br />
Amfiboliitti 5. Agglomeraattiliuske 6. Hapan vulkaniitti 7. Kvartsi-<br />
maasälpäliuske 8. Grauvakkamainen liuske 9. Kiilleliuske 10.<br />
Kiillegneissi 1 1. Grauvakkamainen liuske (karkea) 12.<br />
Konglomeraattiliuske 13. Intrusiivibreksia 14. Ultraemäksinen kivi<br />
15. Gabro ja dioriitti 16. Kvartsi- ja granodioriitti 17. Graniitti 18.<br />
Migmatiitti
Kairausraportin mukaan kivi on rikkonaista syvyysvaleillä 2 10 - 235 m, 340 - 350 m,<br />
370 m, 440 m ja 465 - 480 m.<br />
Ylivieskan tutkimusreiän vesi on kerroksellista ollen yläosassa makeaa Na-Mg-Ca-<br />
HCO, -vettä muuttuen hyppayksenomaisesti suolaiseksi ja aiaosassa erittäin suolaiseksi<br />
Na-Mg-Ca-C1 -vedeksi. Makean veden natriumpitoisuus on 18 - 22 mgll,<br />
magnesiumpitoisuus 15 - 18 mgll, kalsiumpitoisuus 12 -16 mgfl ja<br />
bikarbonaattipitoisuus 130 - 144 mg/l . Erittäin suolaisen veden natriumpitoi suus on<br />
10000 mgll, kdsiumpitoisuus 4100 mgll, magnesiumpitoisuus 3000 rngll ja<br />
kioridipitoisuus 33200 mgll. Myös Wium-, strontium- ja bariumpitoisuudet nousevat<br />
voimakkaasti siirryttäessä makeasta vedestä suolaiseen veteen.<br />
Kaikkien emäksisistä kivilajikohteista otettujen vesien magnesium- ja<br />
kal siumpiioisuudet ovat suuret ja heijastavat litologian vaikutusta. Suhangon<br />
tutkmusreiän suuret sulfaattipitoisuudet voivat johtua gabron sisaltämien<br />
sul fidi mineraalien hapettumi sesta.<br />
Serpentiniitteja lavistäviä tutkimuskohteita ovat julkaisussa IV kuvatut Juuan Miihkalin<br />
tutkimuskohde (kairareiät JulMi-91, JulMi-114 ja JulMi-116) ja osa Outokummun<br />
alueen tutkimusrei'istä (julkaisut 1 ja II). Outokummun alue kuvataan kuitenkin<br />
y hienaisenä.<br />
Juuka, Miihkali (tutkimusalue 12):<br />
Miihkalin tutkimusalue kuuluu Pohjois-Kaqalan liuskdueeseen, jonka paäiuvilajit<br />
ovat kerroksellisia ja liuskei sia kiillegneissej a ja kvartsii tteja (kuva 12).<br />
Miihkalinjämen kohdalla on phjois-eteläsuuntainen, 1,5 x 15 km2 hajuinen, loivasti<br />
kaareva serpentiniittivyöhyke, jonka yhteydessä on karsikivi-, karbonaatti- ja<br />
mustaliuskevalikerroksia, Serpen tiniitit ovat massarnaisia ja tiiviitä, usein myös<br />
monomineraalisia. Karsikivet ovat ylen& liuskeisia diopsidi- ja tremoliitti-<br />
aktinoliittipitoisia kiviä (Huhma 1975).
Tutkimusreikä Ju/Mi-91 lävistää enimmäkseen serpentiniittiä (500 m:n syvyydelle),<br />
jonka alapuolella on 150 m:n verran tremoliitti-kloriitti-aktinoliittikartta.Tamän<br />
alapuolella kivilajit ovat pääasiassa kiille- ja mustaliusketta (Hakanen 1980). Miihkalin<br />
alueella olevat muut tukimusreiat (Ju/Mi-114 ja Ju/Mi-116) lävistävät ylaosassaan noin<br />
500 m:n syvyydelle kiillegneissia. Kiillegneissin alapuolella esiintyy serpentiniittiä ja<br />
karsikivia. Reiän 114 vertikaalisyvys on 1079 m ja reiän 116 vertikaalisyvyys on 11 18<br />
m.<br />
ACTINOLITE-ALBITE ROCK<br />
SKARN DOLOMITE<br />
BLACK SCHIST<br />
Kuva 12. Miihkalin alueen geologinen kartta (Rehtijärvi ja Saastamoinen, 1985).<br />
Muodostumaa ympäröivät kivilajit ovat kiillegneisseja tai -1iuskeita.<br />
Tutkimusreiän Ju/Mi-91 vesi on kauttaaltaan suolaista Na-Ca-C1 -vettä, jonka<br />
kokonaissuolapitoisuus on 14,8 - 15 g/l. Tutkimusreiän Ju/Mi-114 vesi on ylaosassaan<br />
370 m:n syvyydelle makeaa Na-Ca-HCO, -vettä (TDS on 0,26 - 0,33 g/l). Tamän<br />
alapuolella oleva vesi on erittäin suolaista Ca-Na-C1 -vettä, jonka<br />
kokonaissuolapitoisuus pohjalla on 71 g/l. Tutkimusreiän Ju/Mi-116 vesi on yläosassa<br />
700 m:n syvyydelle suolaista Ca-Na-C1 -vettä (TDS on 33 - 40 g/l) muuttuen tämän<br />
alapuolella brine-luokan Na-Ca-C1 -tyyppiseksi pohjavedeksi, jonka<br />
kokonaissuolapitoisuus suurimmillaan on 170 g/l.
Sodankylä, Rajala; KabääskenpeSamaa (tutkimusalue 13):<br />
Sodankylän Rajalan tutkimusreikä R1 (julkaisu 111) ja Sodankyän<br />
KalaWkenpesämaan tutkimusreikä R2 (julkaisu IV) edustavat emäksisia -<br />
ultraemäksisiä vulhiitteja. Kairareiät R1 ja R2 sijaitsevat noin viiden kiiometrin<br />
etäisyydellä toisistaan Keski-Lapin vihreäkivimuodostumassa, joka koostuu<br />
ultraemaksisistä ja emäksisistä laavakivistä ja tuffiiteista (kuva 13). Molemmin puolin<br />
vihr~vimuodostumaa on kvartsiitteja, joiden yhteydessä esiintyy aluminiumrikkaita<br />
liuskeita (Tyrväinen 1983). Reikä R 1 sijaitsee pyroklastisista ultraemäksisista<br />
vulkaniiteista koostuvassa muodostu massa. Kairausraportin mukaan (Räsänen 19 89)<br />
reikä R2 lavistaa pääasiassa ultraemaksi siä vul kmiitteja (komatiittia) . Paikoin tavataan<br />
tuffiittisia kiilleliuskevalike~~oksia, joissa tavataan yleisesti magneettikiisua.<br />
Lävistyksen alaosassa esiintyy dolomiittia.<br />
Kallioperä on rikkonaista. Tutki musreiän R2 kairausraprti n mukaan mhjevyöhykkeitä<br />
on kolme. Syvyysväieillä 152 - 153 m ja 164 - 170 m näytehukka on kummassakin<br />
30 cm ja dolomiittikerroksen (214 -228 rn) lopussa näytehukka on 2 m. Kairareiän R-<br />
1 lämpötilaluotauksen (Kukkonen 1986) perusteella oleva pienehkö olkaus noin 85 m:n<br />
syvyydellä viittaa veden vhavan reiän yläosasta alaspäin ja edeelleen täila syvyydellä<br />
olevaan rakovyöh y kkeeseen (Blomqvist et al. 1986).<br />
Kairareiän R1 vesi on aivan reiän yläosassa Ca-Mg-Na-$0, -vettä, jonka<br />
elektrolyyttipitoisuus ylittää tavanomaisen makean veden pitoisuuden,<br />
kokonaisuolapitoisuuden ollessa 0,2 1 - 0,44 gll . Tämän vesikerroksen alapuolella vesi<br />
on heikosti suolaista Ca-Na-Mg-SO, -vettä, jossa liuenneiden aineiden kokonaismM<br />
on 1,47 - 2,12 gll. Reikäveden kalsiumpitoisuus on 39 - 290 mgll, natriumpitoisuus<br />
13 - 180 mgll, magnesiumpitoisuus 16 - 110 mgll ja suIfaattipitoisuus 110 - 1300<br />
mgll.
Kuva 13. Sodankylän Rajalan ja Kalasääskenpesamaan tutkimusreikien R-1 ja R-2<br />
geologinen ympäristö (Tyrväinen 1980). 1. Kvartsiitti 2.<br />
Arkoosikvartsiitti 3. Serisiittikvartsiitti 4. Ultraemäksinen vulkaniitti<br />
5. Emäksinen vulkaniitti 6. Tuffiitti 7. Agglomeraatti 8. Mantelikivi<br />
9. Mustaliuskevalikerroksia 10. Konglomeraatti 11.<br />
Gneissirakenteinen granodioriitti.<br />
Kairareiän R-2 vesi on kauttaaltaan heikosti suolaista Ca-Na-(Mg)-S0,-(Cl) -vettä,<br />
jossa liuenneiden aineiden kokonaismäärä on 1,89 - 2,19 gll. Veden kalsiumpitoisuus<br />
on 263 - 394 mgll, natriumpitoisuus 141 - 228 mgll, magnesiumpitoisuus 63 - 94<br />
mgll, sulfaattipitoisuus 1100 - 1200 mgll ja kloridipitoisuus 200 - 295 mgll.
Vesien suuret kalsium- ja magnesiumpitoisuudet viittaavat emäksisen<br />
kivilajiympäristön vaikutukseen. Kohonneet sulfaattipitoisuudet johtunevat kiisujen<br />
esiintymisestä ympäröivässä kallioperässä.<br />
Sotkamo, Taivaljärvi (tutkimusalue 14):<br />
Julkaisussa IV on kuvattu Sotkamon Taivaljärvellä sijaitsevat tutkimusreiät KR-102<br />
ja KR-115. Geologisesti tutkimusalue sijaitsee Tipasjärven liuskealueella, joka on osa<br />
Kuhmon arkeeista vihreäkivivyöhykettä (Taipale 1982). Lounaisessa muodostuma<br />
rajoittuu presvekokarelidiseen pohjakompleksiin ja koillisessa myöhäiskinemaattiseen<br />
graniittiin (Vartiainen 1970).<br />
Kuva 14. Tipasjärven - Taivaljärven alueen geologinen kartta (Vartiainen 1970).<br />
1. Karkearakeinen- 2. Hienorakeinen- 3. Mantelirakeinen- 4.<br />
Raitaienen 5. Porfyroblastinen amfiboliitti 6. Talkki-kloriitti -<br />
karbonaattikivi 7. Sarvivälke-kloriittiliuske 8. Areniitti<br />
(arkoosikvartsiitti) 9. Kiilleliuske 10. Graniittigneissi.
Tipasjäwen liuskemuodosturna (kuva 14) kmstuu happami sta liuskeista,<br />
magrnasyntyisistä emäksisisa ja Jtraemäksisistä kivistä ja kiilleliuskeesta (Vartiainen<br />
1970).<br />
Tutkimusreikä KR-102 on auki syvyydelle 478 m ja tutkimusreikä KR-115 syvyydelle<br />
54 1 m. Kairausxaporttien mukaan (Kajaani Oy 1986) kummankin lävistyksen kivilaj it<br />
vaihtelevat ultraemaksisestä yläosasta (140 m ja 130 m), jossa calkki on vallitsevana<br />
mineraalina, fyliiittimiiiseen rautakiisupitoiseen luskeeseen (10 m) ja intermediäärisiin<br />
- happamun vulkaniittei hin. Intermediaariset vul kaniitit ovat pääasiassa kvartsiplagioklaasi-biotiitti-serisiittiliusket<br />
ja happamat vulkaniitit kvartsi-serisiittiliusketta,<br />
joka on paakivilaji kummankin lävistyksen alaosassa. Aksessorisena mineraalina<br />
karbonaattia esiintyy kivessä koko reikien pituudd ta.<br />
Tu tkimusreiän KR- 102 kalliopohj avesi on koostumukseltaan reiän yläosassa heikosti<br />
suolaista Ca-Na-CI -vetta 450 m:n syvyydelle (TDS on 1,6 - 7,2 gll). Tämän<br />
alapuolella esiintyy suolaista Ca-Cl -vettä, jonka kokonai ssuolapitoisuus on 10,4 gll.<br />
Tutkimusreiän veden kalsiumpitoisuus on 380 - 3170 rngll, natriumpitoisuus 245 - 655<br />
mg/l ja kloridipitoisuus 915 - 6430 mgll.<br />
Tutkimusreiän KR- 1 15 kalliopohj avesi on yläosassaan 200 m : n syvyydelle makeaa Ca-<br />
Na-HC03 -vettä, kokonaissuolapi toisuuden ollessa 0,14 - 0,22 gll. Tämän alapuolella<br />
on heikosti suolainen Ca-Na-C1 -vesikerros (TDS on 1,3 - 7,5 gll) ulottuen 460 m:n<br />
syvyydelle ja tämän alapuolella esiintyy suolainen Ca-C1 -vesikerros, jossa liuenneiden<br />
aineiden kokonaismäärä on 10,7 - 12,4 gll. Kairareiän veden kalsiumpitoisuus on 23 -<br />
3610 mgll, natriumpitoisuus 15,8 - 895 mgll ja kloridipitoisuus 25 - 7700 rngll.<br />
Bikahonaattipitoisuus vaihtelee väliila 47 - 82 mgll.
3.3 Gabroja, amfiboliitteja ja karsikiviä sisältavat Uegneissit<br />
Gnei ssien lisäksi gabroja ja amfibolii tteja lävistäviä tuikimuskohkita ovat julkaisussa<br />
II1 kuvatut Keiteleen Teeri mäen tutkimusreikä @494), Leppävirran Kotalahden kaivos<br />
(Ktl- 1088 ja Ktl- 1090), julkaisussa IV kuvattu Noormarkun Hyveiän tutkimuskohde<br />
(PlHY-431, ja Vuolijmn Honkamäen tutkimusreikä R17 (julkaisu 111). Outokummun<br />
tutkimusreiät on kuvattu tässä kivilajiryhmässä.<br />
Keitele, Teerimäki (tutkimusalue 15):<br />
Keiteleen Teerimäen tutkimusreikä R494 sijaitsee Savon liuskejakson ja Keski-Suomen<br />
granitoidi kompleksin vai hettumi sv yöh ykkeessä olevassa sarvivakegabrointniusiossa<br />
(Salli 1983). Noin puolet reih lävistämistä kivilajeista on sarviväike- ja<br />
pyrokseenigabroja ja toinen puoli biotiitti- ja biotiittisarvivalkegneis~ejä~<br />
Tutkimusreiän pohjavesi on tyypiltään makeaa Ca-Na-HCO, -vettä. Vedessä on<br />
kauttaaltaan hyvin pienet ionipitoisuudet (TDS on 0,07 g/l) johtuen todennakoisesti<br />
kairauksessa puoli vuotta aiemmin käytetyn pintaveden kontaminaatiosta.<br />
Leppävirta, Kotalahden kaivos (tutkimusalue 16):<br />
Kotalahden alueen litologiaa (kuva 1 4) luonnehtivat kiillegneissit , epikon tinentaaliset<br />
sedimenttikivet , ja granii ttigneissi t sekä näihin liittyvät ernihiset ja ultraemihiset<br />
intniusiot (GM 1972). Tutkitut kairareiät Ktl-1088 ja Ktl-1090 sijaitsevat valittörnasti<br />
Jussin malmion länsipuolella, jossa esiintyy karsikiviä, mustaliuskeita,<br />
diopsidiamfiboliittiaja kiillegneissia. Reikä Ktl- 1088 lävistää pääasiassa kiillegneissiä,<br />
kiilleamfiboliittia ja amfiboliittia ja reikä Ktl-1090 amfiboliitti-, kiille- ja<br />
kilesarvivalkegneissikenoksia (Koskinen 1984).<br />
LRppavirran Kotalahden kaivoksen tutkimusreikiät sijaitsevat vierekkäin tasolla + 745.<br />
Kummankin kairareiän vesi on samanlaista suolaista Ca-Na-C1 -tyyppistä pohjavettä,<br />
joissa kalsiumpitoisuus on 9400 - 13300, natriumpitoisuus 6000 - 8200 ja<br />
kloridipitoisuus 26000 - 34000 mgl1. Kokonaissuolapitoisuudet ovat 43,8 - 47,7 gll<br />
(Ktl-1088) ja 45,5 - 44,O gll (Ktl-1090).
Kuva 15. Kotalahden alueen geologinen kartta (Gaál 1980).<br />
Noormarkku, Hyvelä (tutkimusalue 17):<br />
Hyvelän alue (kuva 16) on osa Pori - Kylmäkoski nikkeli-kuparivyöhykettä, jonka<br />
pääkivilajit ovat kiillegneissi, kinzigiitti (granaatti-kordieriittigneissi) , karsikivet,<br />
grafiittigneissi ja amfiboliitti (Stenberg & al. 1985). Kairausraportin mukaan (Stenberg<br />
1981) reikä PIHY-43 lävistää pääosin kiillegneissiä (470 m:n syvyyteen). Reiän<br />
loppuosa syvyydelle 518 m on pääosin pyrokseenigabroa.
Kuva 16. Hyvelän tutkimusalueen geologinen kartta (Stenberg ja Häkli 1985). 1.<br />
Kiillegeissi 2. Kinzigiitti 3. Kvartsi-maasälpägneissi 4. Amfiboliitti<br />
5. Trondhjemiittigneissi 6. Kvartsidioriitti - granodioriitti 7. Gabro<br />
8. Malmi.<br />
Hyvelän tutkimusreiän yläosassa 200 m:n syvyydelle pohjavesi on Na-Ca-C1 -vettä.<br />
Tämän alapuolella pohjavesi on suolaista Ca-Na-C1 -vettä. Yläosan veden<br />
kokonaissuolapitoisuus on 2,4 - 11,5 gll ja alaosan 15,6 - 47,l gll. Veden<br />
suolapitoisuus kasvaa tasaisesti syvyyden mukana eikä selkeitä vesikerroksia esiinny.<br />
Veden natriumpitoisuus on 600 - 5670 mgll, kalsiumpitoisuus on 360 - 10880 ja<br />
kloridipitoisuus on 1290 - 29800 mgll.<br />
Vuolijoki, Honkamäki (tutkimusalue 18):<br />
Honkamäen alue kuuluu osana Otanmäen vanadiinipitoiseen titaani-<br />
rautamalmiprovinssiin, joka muodostaa presevkokarelidisen pohjakompleksin sisäile<br />
kolmionmuotoisen alueen (kuva 17). Sen reunoilla sijaitsevat emäksiset<br />
kerrosintruusiot. Titaani-rautamalmiprovinssin keskiosa koostuu suurelta osin
kerrosintruusioita leikkaavasta heterogeenisesta alkaligneissistä (Lindholm ja Anttonen<br />
1980). Tutkimusreikä R17 lävistää yläosassaan 460 m:n syvyydelle lähinnä graniittia<br />
ja biotiittigneissiä, jossa on välikerroksina amfiboliittia. Loput 100 metriä ovat pääosin<br />
amfiboliittia ja gabroa.<br />
Kuva 17. Otanmäen alueen geologinen kartta (Lindholm ja Anttonen 1980) ja<br />
tutkimusreiän R17 sijainti.<br />
Tutkimusreiässä on yläosassa makeaa Na-Ca-HCO, -vettä (TDS on 0,14 gll), joka<br />
vaihettuu heikosti suolaiseksi Na-Ca-HC0,-C1 -vedeksi (TDS on 0,60 gll). Veden
natriumpitoisuus on 15 - 100 mgll, kalsiumpitoisuus on 13 - 70 mgll ja<br />
kloridipitoisuus on 70 - 130 mgll. Natriumia on suhteellisesti runsaimmin kairareiän<br />
siinä osassa, jossa apliittimainen harmaa gneissi esiintyy. Mahdollisesti tämä on Na-K<br />
-rikkaisiin alkaligneisseihin kuuluva kivilaji (vrt. Marmo et. al. 1966). Kalsiumin<br />
pitoisuudet ovat suurimmillaan reiän loppuosan gabro-, magnetiittimalmi- ja<br />
gabroanortosiittivaltaisellaalueella.<br />
Outokumpu, Sukkulansalo; Perttilahti ja Polvijärvi, Kylylahti (tutkimusalue 19):<br />
KERETTI VUONOS PERTTILAHTI<br />
B B'<br />
PREKARELIAN ROCKS<br />
KARELIAN ROCKS<br />
SERPENTINITE<br />
F-l OUTOKUMPU-ZONE<br />
A DISCORDANT SHEAR ZONE<br />
Kuva 18. Outokumpu-jakson keskeisen osan geologia (Rekola ja Ahokas 1986).
Outokummun alueelta on tutkittu kaikkiaan yhdeksän kairareiän pohjavedet.<br />
Tutkimusrei'istä suurin osa lävistää Outokumpu-jakson uuskeita. Outokumpu-jakso<br />
koostuu mustaliuskeista, karbonaattikivistä, karsi kivista, kvartsikivistä ja<br />
serpentiniiteistä, joita ympäröi kiillegneissi (Huhma ja Huh ma 1970). Outokummun<br />
alueen pohj avesiä on tarkasteltu kolmella eri alueella, joita ovat tutkimusprofiili t<br />
Sukkulansalossa ja Perttilahdessa, ja yksi näytteenottopaikka PoIvijämen Kylylahdessa.<br />
Sukkulansalon ja Perttilahden tutkimusprofiilit sijaitsevat yhden km:n etäisyydellä<br />
toisistaan, ja Kylylahden tutkimusreikä sijaitsee runsaan kymmenen km koilliseen ja<br />
näyttää liittyvän alueelliseen pohjois-eteläsuuntai seen ruhjevyöhykkeeseen (kuva i 8).<br />
Sukkulansalon profiilin kairareiät OKU-737, OKU-740 ja OKU-74 1 lavistävat<br />
Ou tokumpu-jakson liuskeita kun taas tu tkimusreiät OKU-729B ja OKU-55 1 Iävistävät<br />
lähes pelkästään kiiiiegneissia (kuva 19). Perttilahden tutkimusreiät lävistävät kaikki<br />
yläosassaan Outokumpuassosiaation kivilajeja, joskin kaikki tutkimusreiät olivat<br />
tukkeutuneet syvyydeltä, jossa Outo kumpu-j akson liuskeet on kairaustietojen mukaan<br />
lavistetty uudelleen (kuva 1 8).<br />
Outokummun S ukkulansalossa (OKU-729B, OKU-55 1,OKU-737,OKU-740 ja OKU-<br />
74 1) pohjavesi esiintyy kerroksellisesti . Makeaa HCO, -pohjavettä esiintyy reikien<br />
OKU-729B (TDS on noin 0,2 gll), OKU-740 (TDS on 0,15 - 0,17) ja OKU-741 (TDS<br />
on 0,11 - 0,49 gll) yIäosissa. Makea vesi on kairareiässä OKU-729B tyypiltään Na-<br />
Ca-HCO, -vettä, kairarei'issä OKU-740 ja OKU-74 1 Ca-Na-HC03-SO, -vettä.<br />
Kairareikien OKU-740 ja OKU-74 1 kohonneet sulfaattipiioisuudet (25 - 40 rngll)<br />
viittaavat kairarei kien ympäristössä olevien sulfidimineraalien esiintymiseen. Aivan<br />
kairareiän OKU-729B alaosassa suolapitoisuus hieman nousee ja vesi on<br />
koostumukseltaan Na-Ca-HCG-LI -vettä. Syvimmissä kairarei'issä OKU-740 ja OKU-<br />
74 1 makean veden alapuolella on kaksi suolaisen veden kerrosta, jotka ovat Ca-Na-Cl<br />
-tyyppiä (TDS 5,5 - 15 gll) ja voimakkaasti suolaista Ca-Na-(Mg)-Cl -tyyppiä (TDS<br />
15 - 25 gll). Suuret magnesiumpitoisuudet (noin 1000 mgfl) johtuvat todennäköisesti<br />
serpen tinii tin läsnaolosla. Kairareiän OKU-55 1 yliosassa tavataan edellisistä<br />
poikkeavaa heikosti suolaista Na-Ca-C1 -vettä (TDS 1,3 - 1,4 gll) ja alaosassa<br />
suolaista Ca-Na-C1 -vettä, jota esiintyy myös kairamissä OKU-740 ja OKU-741.<br />
Perttilahden tutkimusprofiilissa tavataan kauttaaltaan heikosti suolaista - suoIaista Ca-<br />
Na-C1 -vettä (TDS 3,6 - 9,6). Polvijänen Kylylahden tutkimsreiässä OKU-793<br />
esiintyy yläosassa heikosti suolaista Ca-Na-C1 -vettä (TDS < 1 gll) ja tämän<br />
vesikerroksen alapuoIdIa myöskin heikosti suolaista vettä, joka on tyypiltaan Na-Ca-<br />
Cl -vettä W S 1 - 1,3 gfl).
n<br />
sea level<br />
m<br />
sea level<br />
X x x INTERBEDS <strong>OF</strong> QUARTZITE.<br />
DOLOMITE AND SKARN<br />
Kuva 19. Sukkulansalon (yllä) ja Perttilahden tutkimusalueiden geologiset<br />
poikkileikkaukset (Outokumpu Oy:n julkaisemattoman aineiston<br />
perusteella) ja todetut pohjavesikerrokset (Blomqvist et al. 1987,<br />
Halonen ja Blomqvist, 1988).
3.4 Karbonatiitti<br />
Savukoski, Sokli (tutkimusalue 20):<br />
Karbonatiittimuodostumaa edustaa julkaisussa II1 Savukosken Soklista tutkittu<br />
kairareikä R349 (kuva 20). Karbonatiittimuodostuma on devonikautinen (350<br />
Ma)(Vartiainen ja Woolley 1974). Soklin muodostuma on piippumainen karbonatiitti-<br />
intruusio, jota ympäröi kehamäiset feniittivyöhykkeet. Intruusiossa on pääasiassa<br />
karbonatiitteja ja foskoriitteja (apatiitti-magnetiitti-flogopiitti-oliviini-siittivi) sekä<br />
näiden seoskivilajeja. Karbonatiitista erotetaan karbonaatin määrän ja laadun<br />
perusteella seuraavat päätyypit (Vartiainen ja Woolley 1976): söviitti (kalsiittiaa yli<br />
80 %), silikosöviitti (kalsiittia 40 - 80 %), rauhaugiitti (dolomiittia yli 80 %) ja<br />
silikorauhaugiitti (dolomiittia 40 - 80 %). Reiän R349 kivilajit ovat kairausraportin<br />
mukaan pääosin söviitteja (Vartiainen 1975).<br />
Kuva 20. Soklin karbonatiittimuodostuman yleistetty geologinen kartta<br />
(Vartiainen 1980) sekä tutkimusreiän R349 sijainti.
Karbonatiittialueen kivilajien suuret kalsium- ja magnesiumpitoisuudet tulevat esiin<br />
tutkimusreiän R349 pohjaveden koostumuksessa. Pohjavesi on kauttaaltaan tyypiltään<br />
makeaa Ca-Mg-HCO, -vettä. Veden liuenneiden aineiden määrä kasvaa hieman<br />
syvyyden mukana ollen 0,14 - 0,23 gll. Suurimmillaan veden kalsiumpitoisuus on 32<br />
mgfl, magnesiumpitoisuus 13 mgfl ja bikarbonaattipitoisuus 159 mgfl. Ympäristön<br />
karbonaatin vaikutus tulee esiin kalliopohjavedessä myös korkeana pH-arvona, joka<br />
vaihtelee välillä 8,l - 8,3.<br />
3.6 Hiekkakivi<br />
Pori, Pinomäki (Marjakoski) (tutkimusalue 2 1):<br />
Kuva 2 1. Satakunnan alueen geologinen kartta Hämäläisen (1985) mukaan ja<br />
tutkimusreiän (Po-1) sijainti.
Julkaisussa iiI kuvaitu tutkimusreika Po- 1 sijaitsee Porin Pinomäessä jotunisessa<br />
hiekkakivessä (kuva 2 1). Hiekkakivikerrosten keskipaksuudeksi on geofysikaalisten<br />
tulkintojen perusteella saatu 1,2 - 1,8 km muodostuman Porin puoleisella osalla<br />
Puranen 1963; Elo 1982). Mudostuman vallitseva kivilaji on punertava<br />
arkoosihiekkakivi, jossa on ohuita siltti- tai savikoostumuksisia vWcmoksia sekä<br />
konglomeraatteja (Laitakari 1925). Tutkitun kairateiän kivilaj it ovat punertavia,<br />
pääosin keskirakei sia ja usein raitaisia hiekkakiviä.<br />
Porin Pinomäen tutkimusreiän (syvyys 613 m) vesi on yläosassaan noin 200 m:n<br />
syvyydelle suolaista Na-Ca-C1 -vettä suo1 aisuuden kasvaessa nopeasti 280 m: n<br />
syvyydellä ja ollen pohjalla brine-luokan Ca-CI -vettä, jonka kokonaissuolapi toisuus<br />
on 120 g/l. Veden kalsiumpitoisuus on 260 - 36000 mgll , natriumpitoisuus 550 - 9500<br />
mgll ja kloridipitoisuus 420 - 73700 mgll pitoisuuksien kasvaessa syvyyden mukana.<br />
4. Isotoopit<br />
4.1. Stabiilit isotoopit<br />
Stabiilit happi- ja vetyisotoopit antavat tietoa veden alkuperästä. Stabiilit isotoopit<br />
voivat antaa myös tietoa veden ja kiven ja sen mineraalien välisistä reaktioista.<br />
Vedyn ja hapen isotooppi tutkimuksissa käytetaan standardina merivettä, "Standard<br />
Mean Oceafi Water" (SMOW). Tsotooppisuhteiden erot ilmaistaan delta-arvoina<br />
t uhannesosapoi kkeamina standardista:<br />
missä R merkitsee näytteen 2H/'H - ja 1801160 -suhteita ja R- standardin vastaavia<br />
isotmppisuhteita.
Vaikuttavimmat i sotmppimuutokset vedyn isotooppijakaumassa johtuvat veden<br />
höyrynpaineen muutoksista, ja vähäisemmässä mWn veden jiätymispisteen<br />
muutoksista. Prosessi, jossa aineen isotmppikoostumus muuttuu haihtumisen,<br />
tiivistymisen, jäätymisen, sulamisen, kemiallisten reaktioiden tai biologisten prosessien<br />
seurauksena, tunnetaan isotooppi fraktioitumisena (Freeze & C herry 1979).<br />
Useimmissa tapauksissa 180 -fraktioituminen on yhdenmukainen 'H:n fraktioitumisen<br />
kanssa (Hoefs 1 987). Koska hapen ja vedyn eri isotwpeilla on erilaiset höyrynpaineet<br />
ja jäätymispisteet, vesimolekyylin hapen ja vedyn isotmppijakaumat vaihtelevat<br />
hydrologisen kierron eri vaiheissa. Höyry styessään merivesi köyhtyy raskaista<br />
isotoopei sta. TiivistyesU uudeileen jdjelle jäänyt kaasu edelleen köyhtyy raskaista<br />
isotoopeista. Isotooppifraktioituminen on Iampiitilasta riippuvainen, joten sadannan<br />
isotmppikoostumukseen vaikuttavat al ti tudi, latitudi, vuodenajat, ja alueelliset ja<br />
paikalliset ilmastomuutokset.<br />
Globaalisesti 2H ja 180 -pitoisuuksia meteorisissa vesissä tarkaste1Iaan suhteessa<br />
lineaatiseen y htalöön, jota kutsutaan nimellä " Global Meteoric Water Line"<br />
(GMWL)@ansgaard 1964):<br />
Kallioperässä syvyyksilla, joissa lämpötila on noin 50 - 100 "C astetta, veden<br />
raskaiden isotooppien määrä saattaa muuttua merkittävästi kiven ja veden välisessä<br />
kemiallisessa vuorovaikutuksessa. Mataiammissa lämpötiloissa ei tapahdu merki ttävili<br />
muutoksia (Freeze ja C herry 1979). Kallioperässä kiertelevä happi on alttiimpi<br />
isotooppimuu toksille kuin vety ts. veden ja isäntäkiven happi pyridvat<br />
tasapainottumaan. Vdyn suhteen ei tällaista tasapainottumista yleensä tapahdu<br />
merkittävässä määrin, koska kivilajit yleensä sisältävät vain vähän vetyä. Samassa<br />
geologisessa miljöössä keskenään tasapainossa olevat sili kaattimineraali t voidaan<br />
asettaa säännönmukaiseen järjestykseen 6180 -arvojen mukaan, jolloin suurin &arvo<br />
on kvartsilla ja pienin magnetiitilla (Taylor 1967). Järjestys johtuu kidekemiallisista<br />
syistä. Eniten 180-isotooppia<br />
sisältivillä mineraaieilla on lujin happisidos j abi happi<br />
on sitoutunut kationiin, jolla on pienin atomipaino tai suurin ionipotentiaali . Kvartsin<br />
jokainen 0-atomi on sitoutunut kahden Si-atomin kanssa ja silikaateissa sidos Si-O on
lujin. A1-0 -tyypin sidokset ovat pidempiä ja siksi heikompia kuin Si-0 -sidokset<br />
(Hoefs 1987). Yleensä mineraalien 6180 -arvot kasvavat Si0,7:n määrän kasvaessa.<br />
Lähes kaikkien tutkimuskohteiden pohjavesinäytteistä määritettiin veden D/H - ja<br />
180/160 -suhteet. Kuvassa 22 on näytteiden DIH -ja 180/160 -suhteet esitetty kenttinä,<br />
jolloin eri isotooppisuhteita sisältävät vedet erottuvat toisistaan omiksi ryhmikseen.<br />
Yleensä makeaa nuorta vettä edustavat naytteet sijoittuvat GMWL-suoralle edustaen<br />
alkuperältään meteorista vettä. Meteorisista vesistä täysin poikkeavan ryhmän<br />
muodostavat hyvin suolaisia pohjavesiä ja brine-vesiä edustavat naytteet: Juukan<br />
Miihkalin näytereikien JuIMi- 1 14 ja Ju/Mi-116 ja Ylivieskan R-3 13 isotooppisuhteiden<br />
&-arvot sijoittuvat selvästi GMWL-suoran yläpuolelle. Porin Po-1 veden hapen ja<br />
vedyn isotooppisuhteiden 6-arvot poikkeavat eniten toisistaan. Brine-veden<br />
isotooppiarvot sijoittuvat lähelle meteorisen veden suoraa, jolloin veden alkuperä voi<br />
olla merivesi. Isotooppien 6-arvot ovat lähellä Itämeren arvoja. Porin Po-1 heikosti<br />
suolaisen vesinäytteen arvot poikkeavat edellisistä sijoittuen kevyiden isotooppien<br />
alueelle edustaen näin kylmää muodostumisvaihetta.<br />
Ylivieska<br />
End Member<br />
Fresh<br />
Pori 101-106 m<br />
Deep Shallow<br />
Pori<br />
Juuka 114<br />
End Member<br />
, ,<br />
: ,*' , *<br />
Isotmppisuhteiltaan poikkeavien suolaisten ja erittain suolaisten vesien alkupasta on<br />
esitetty useita vaihtoehtoja (Fiape et al. 1984; Sheppard 1986). Alkuperältään ne<br />
voivat olla meteorista vettä, vanhaa merivettä tai hydrotemistä, magmaat ti sta tai<br />
metamorfista vettä tai näiden sekoitusta, joissa on erilaisten fraktioi tumismekani smien<br />
kautta tapahtunut isotooppimuutoksia, kuten veden ja kiven happi- ja vety isotooppien<br />
väliset muutokset, silikaattimineraalienmineen muuttumisen yhteydessä tapahtuva<br />
fraktioituminen, veden ja kaasufaasin väiiset vaihtoreaktiot ja erilaisten vety kaasujen<br />
in-situ tuotannon yhteydessä tapahtuvien fraktioitumismekanismien aiheuttamana.<br />
Esimerkiksi Juukan vesinäytteiden on todettu sisältävän runsaasti kaasuja (sekä<br />
metaania että vetyi) (Sherwaod Lollar & al. 1989), jolloin voidaan ajatella, että vedyn<br />
kevyempi isotooppi rikastuu kaasuun raskaamman isotoopin jäädessii veteen.<br />
Kairareiän JulMi- 116 syvän osan pohjaveden (860 - 1 100 m) A2H -arvot ovat väiiilä -<br />
- 10.0 - -6,7.<br />
4.2 Tritium<br />
Uhes kaikista tutkimuskohteista määritettiin veden tritiumpitoisuus (jH). Tritium on<br />
vedyn radioaktiivinen isotooppi, jonka puoliintumisaika on 12,43 vuotta. TRtiumin<br />
esiintyminen vesien hydrologisessa kierrossa on lähtöisin joko luonnosta tai ihmisen<br />
toiminnan aiheuttamaa (Freeze & Cherry 1979). Ihmisen toiminnasta ilmakehään<br />
synty runsaasti tritiumia vuosien 1952 ja 1962 väiisenä aikana ilmakehässä<br />
suoritettujen ydinkokeiden vuoksi. Ydinkokeissa syntynyt tritiummäärä saavutti<br />
suurimmillaan useiden tuhansien TU-pitoisuuden (TU = tritium uni t) . Luonnollisen<br />
tritiumin määrä on vain muutama TU ja sitä syntyy pääasiassa ilmakehässii kosmisen<br />
säteilyn vaikutuksesta, ja vähäisiä määriä myös kallioperässä ja hydrosfaarissä.<br />
Roether (1 967) mittasi tritiumpi toisuuden vanhoista viineistä ja sai Keski-Euroopan<br />
sadannan luonnolliseksi vuotuisaksi tritiummääräksi 5,5 & 0,7 TU.<br />
Tutkimusaineiston pohjavesien tntiumpitoisuudet vaihtelevat välillä 0 - 88,l TU.<br />
Pienin tritiumpitoisuus on analysoitu Ranuan Suhangon kalliopohjavesinäy tteistä ja<br />
suurin pitoisuus Pyhajämen Kettuperin (PYS-35) tutkimusreiän ngytteestä. Yleensä<br />
makeissa vesissä tritiumpitoisuus on suuri indikoiden suurta resentin pinnallisen veden
osuutta. Suolaisten ja hyvin suolaisten vesien tritiumpitoisuudet ovat yleensä hyvin<br />
pieniä ( < 5 TU) . Pienet tritiummäärät viittaavat suolaisten vesien olevan suhteellisen<br />
vanhoja vesiä, jotla eivät ota osaa pinnalliseen mekorisen veden kiertoon.<br />
Tritiumpitoisuuksia tarkastellaan yksityiskohtaisemmin kunkin ~vilajiympäristön<br />
tulosten tarkastelun yhteydessä.<br />
Liitteessä 3 esitetiän anal ysoidu t tritiumpitoisuudet , tritiumnäytteen syvyys, kohteen<br />
kivilaj ikoostumus, pohjavesityypit ja kalliopohjavesien suolapitoisuus .<br />
5, Tulosten tarkastelu<br />
Tässä tutkimuksessa on tarkasteltu kaikkiaan 44 eri tutkimuskohteesta otettua<br />
pohjavettä. Tutkimuskohteita on tarkasteltu kivilaji ympäristön mukaan. Eri<br />
kivilajiymparistöj ä edustavat happamat - interrnediaariset syväkivet, happamia<br />
kivilajeja sisäitävät gneissivaltaiset alueet, emäksiset - ultraemaksiset syväkivet,<br />
serpentiniitti, ernaksiset - ultraernäksiset vulkaniitit, vulkaanis-sedimenttiset liuskeet,<br />
emäksisiä kivilajeja sisältävät gneissivaltaiset alueet, karbonatiitti ja hiekkakivi (liite<br />
1). Tarkastelussa näytteenottokohteet on ryhmitelty viitteen eri ryhmään; 1) happamat<br />
- intemediääriset kiviIaj it, 2) emäksiset - ultraernäksiset kivilajit, 3) gabroja,<br />
amfiboliitteja ja karsikiviä sisältävät gneissit, 4) karbonatiitti ja 5) hiekkakivi.<br />
Tähän tutkimusaineistoon sidtyvissä julkaisuissa on tulkittu, että kalliopohjaveden<br />
esiinty miselle on tyypillistä vyöhykkeellinen esiintymistapa. Tavallisesti ylinnä on<br />
makean veden kerros, jonka alapuolella on yksi tai useampi suolaisen veden kerros.<br />
Veden vyöhykkeellinen esiintymistapa tulee hyvin esiin Outokummun Sukkulansalon<br />
pohjavesitutkimu ksissa (kts. kuva 19).<br />
5.1 Happamissa - intermediäarisissa kivilajeissa esiintyvä pohjavesi<br />
Koko tutkimusaineiston syvin makean veden reikä sijaitsee Vihannin Suksikan kaalla<br />
(R-1732). Makeaa HCO,-vettä on tavattu koko reiän pituudelta aina runsaan 730 m:n
syvyydelle asti. Tutkimusreikä iävisiää pääosin grandioriittia, graniittisia ja<br />
kvartsidioriittisia gneissejä. Granitoideja, migmatiitteja ja kiillegneissejä sisältäv~<br />
kivilajiry hmiän kuuluvien tutkimusteikien vesisa yhteisenä piirteenä lukuunottamatta<br />
Ylistarossa sijaitsevaa podvoa ja Vihannin Nevasaaren tuiErnusreikaa R- 1744 on,<br />
että reikien yläosassa esiintyy makeaa HC0,-vettä.<br />
Vihannin alueen tutkimusreih R- 1744 kivlajiymparistö on enimmäkseen<br />
biotuttisarvivälkegneissiä, kun taas tutkimusreiän R-1732 ymparistö on enimrnmn<br />
granodioriittia. Erilaiseen vedenkiertoon ja W n erilaiseen rakoilun tuonteeseen<br />
viittaavat rei'ista mitatut tritiu mawot. Reiässä 8- 1744 tritiumpitoisuus on yläosassa<br />
3,3 - 11,2 TU ja alle 430 m:n syvyydellä alle 2,5 TU. Reiässä R-1732<br />
tritiummaaritykset osoittavat, että nuorta meteorista vettä on läsnä vielä reiän<br />
alaosassa, jossa tritiumia on 8,9f 1,2 TU (690 m).<br />
Kolarin Hannukaisen tutkimusreiät sijaitsevat monzonii tissa, mutta veden kerniassa<br />
tulevat selvästi esiin intrusiivissä juonina esiintyvät helppoliukoiset kipsi- ja<br />
anhydrii ttiosueet sekä sulfidiosuudet, jotka näkyvät veden kohonneenna<br />
sulfaattipitoisuutena, jo1 loin vesi on kauttaaltaan tyypiltäin hei kosti suolaista Ca-SO, -<br />
vettä. SO, -pitoisuus on suurimmillaan 1600 mgll. S0,-pitoisuus Elimäen Koskistossa<br />
on enimmilläin 130 mgll, joka pitoisuus myös edustaa keskimaaraistä suurempaa<br />
sulfaattipitoisuutta. Elimäen Koskisten veden koostumukseen vaikuttaa myös Itämeren<br />
Iäheis yy s, jolloin sul faatin lisäksi kloridipitoisuus on kohonnut (alimmillaan 67 mgll) .<br />
Happamissa migmatiitti- ja kiillegneissiym~stöis~ (Espoo, Pyhäjämi PYS-20,<br />
Vammala, Vihanti) makea vesi on Na-(Ca)-HCO, -vettä. Granitoidiympäristössä,<br />
joissa on paikoin myös emaksisia osueita (Pyhajbi PYS-3 ja PYS-43, pohjavedessä<br />
tulee esiin kallioperän vaikutus kohonneina kalsium- ja magnesiumpitoisuuksina.<br />
Myös kivisc esiintyvät suuret sul fidipi toisuudet tulevat esiin vesissA suurina<br />
sulfaattipitoisuuksina.<br />
Kivilajiassosiaatioon kuuluvien Pyhäsalmen ja Vihannin kaivoksien kaimeikien ja<br />
~hjeiden vedet ovat tyypiltään heikosti suolaisia. Suolaisen veden esiin1 y miseen<br />
vaikuttaa näytteenottosyvyys, joka on noin 700 m kussakin näytteenottokohteessa.
Niissä grmitoidikallioperää dustavissa näy tkenottokohtei ssa, jotka ovat lähellä<br />
Itämerta tai ovat olleet Litorjnavaiheen aikana meriveden peitossa, näkyy meriveden<br />
vaikutus kohomena kloridipitoisuutena. Tämä näicy y Espoon kaIIiopohjaveden<br />
alemmassa heikosti suolaisessa vesikemksessa. Ruukin vesinäyttmd jo makea vesi<br />
sis8itiä tavailista enemmän kloridia (45 - 69 mgll). Ylistaron porakaivon vesi on<br />
pinnalta asti heikosti suolaista Na-Ca-C1 -vettä muut tuen 250 m: n syvyydellä<br />
suolaiseksi Ca-Na-C1 -vedeksi. Tämä onkin ainoa näytteenottokohde<br />
granotoidivaltaisjssa näytteenottokohteissa, joissa esiintyy suolaista vettä. Ylistaron<br />
purakaivon veden tritiumpitoisuus on kauttaaltaan hyvin pieni (3,6 - 2,6 TU) , miki<br />
osoittaa, että podaivon vesi ei ole rnuaiostunut nuoresta pinnailisesta vedestä vaan<br />
on vanhempaa kailioperässä olevaa vettä. Heikosti suolainen vesi on muissakin tähän<br />
kivilaji ryhmään kuuIuvissa näytteenottokohteissa yleensä Na-Ca-C1 -vettä. Heikosti<br />
suolaisen veden suolapitoisuuden kasvaessa koostumus muuttuu Ca-Na-C1 -vedeksi.<br />
Liuskealueiden ja emäksisten-ultraemaksisten syväkivien bikarbonaattivesiä on<br />
vertailtu TVO:n paikkatutkimukset sarjan työraportissa 93- 12 (Blomqvist & al 1993).<br />
Tämän työn tutkimuskohteista oli TVO: n raportissa mukana Juuka (JUIMi-9 l),<br />
Keminmaa (Ki-23), Ranua (YP- 1 28) ja Ylivieskan tutkimuskohde R-3 13 sekä<br />
vertailukohteena Vammalan kaivos. Liuskej aksojen vertailukohteena yhteistä<br />
materiaalia tämän työn tutkimusaineiston kanssa oli liuskejakson tutkimusreikiä<br />
Outokummusta, Juukasta, Pyhäsalmesta ja Vammalasta. Tutkimuksessa todettiin, että<br />
kohteiden vesi tyypi t poikkeavat se3vati sekä ionisuhteiden että liuenneiden aineiden<br />
määrien osalta toisistaan. Yhteisenä kmkterisena piirteenä em&isien-ultraemaksisien<br />
syväkivien pohjavesille todettiin magnesuimin yleisyys. Tutkimuksessa todettiin myös,<br />
että ionisuhteiden perusteella merkittävin ero eri kivilaj iry hmien kesken on Ca/Na-<br />
suhteissa. Liuskej aksojen kohteissa CdNa-suh teiden keskiarvot ovat W alle yhden<br />
siten, etta pääosa suhteista on pienempi kuin 0,4. Kolmessa neljästä emäksisestä<br />
kohteesta Cal Na-suh teet ylittävät arvon yksi.<br />
5.2 Emiiksisissa - ult raemii ksisissa kiviideissa esiintyvä pohjavesi<br />
Emäksis ten-ultraernäksisten ldvilajimuodostumien vesi ssii tavataan suolaisernpia vesiä<br />
kuin happamien kivilaj ien tu tkimusrei'istä. Tähän mennessi suolaisin tutkittu vesi on
tavattu xrpentiniittia ja karsikiveä sisaltävästä liuskejaksosta Juukan Mii hkalin<br />
tutkimusreiästä Ju/Mi- 1 16. Veden liuenneiden aineiden pitoisuus on suolaisen veden<br />
kerroksessa suurimmiiiaan 168 gll, miU vastaa brine-luokan vesien liuenneiden<br />
aineiden määrää. Reih vesityyppi on Na-Ca-Cl -vettä. Täilaisia voimakkaasti suolaisia<br />
natriumvaltaisia vesiä on toistaiseksi tavattu vain Fennoskandian kilveltä ja niiden<br />
koostumus eroaa Kanadan kilvellii tavatuista brine-tyyppisistä kalliopohjavesista, jotka<br />
ovat kalsiumvaltaisia (Frape et ai. 1984; Frape & Fritz 1987).<br />
Kivilajiympari stöiiä on todettu olevan selvä vaikutus pohjavesityypin muodostumiselle.<br />
Emäksisissä ja ultraemäksisissä kivilajiympäristöissä hakkrisena piirteeni on<br />
kohonneet magnesiumpltoisuudet. Lisäksi makeissa vesissä on havaittu, että kalsiumia<br />
on enemmän kuin natriurnia. Tämä on havaittavissa kaikissa kerrosintnrusioita<br />
lävistävissä tutkimusrei'issä (Keminmaa, Ranua, Ylivieska) seka emäksisiä -<br />
ul traernäksisä vulkanii tteja lävistävässä kairareiim vedessä (Sdankyla R- 1 ), vaikka<br />
kalIiopohjavesi eroaakin koostumuksei taan ja suolapitoisuudeltaan toisistaan.<br />
Keminmaan kairareiän (Ki-23) vesi on kauttaaltaan makeaa ja siitä mitatut trituimarvot<br />
(38,3 - 41,O) osoittavat, etta iäsni on nuorta pinndlista vettä. Ranum tutkimusreiän<br />
veden suolapitoisuus nousee hieman pohjaa kohti veden tyypin muuttuessa Na-<br />
valtaiseksi. Ranuan vesiniiytkn tritiumpitoisuudet ovat kauttaaltaan hyvin pienet (0,2<br />
- 0,7 TU), mikä osoittaa, etta nuorta meteorista vettä ei esiinny kairareiän vedessä.<br />
Ylivieskan tutkimusreiftn (R-313) vesi esiintyy kemkseliisesti. Suurimmiilaan<br />
suolapitoisuus on 51 g/l, mikä on erittäin suolaista vettä. Erittäin suolaisen veden<br />
kerroksessa tritiumpitoisuus on pieni (1987; 6,8 TU). Kairareiän avauksessa käytetty<br />
kaivovesi aiheuttaa tdennaköisesti veden koncaminaation, jolloin tcdellinen<br />
trituimpitoisuus on pienempi (vuoden 1990 mittauksissa tritium oli laskenut jo arvoon<br />
4,2 T'U) , Täten syväilä oleva vesi oletettavasti joko virtaa hyvin hitaasti tai muodostaa<br />
oman stagnantin vesivarastonsa. SodankyIin tutkmusreiän vedessi kohonneiden<br />
magnesium- ja kalsiumpitoisuuksien lisäksi on kohonneet sulfaattipitoisuudet , jotka<br />
johtuvat kiisujen esiintymisestä ympäröivässä kalloprässä. Sodankylän tutkmusreiän<br />
vedestä ei ole tehty tritiumandy ysej a.<br />
Myös tärnän aineiston Sotkamon vulkaanis-sedimenttisen liuskealueen tutkimusreiät<br />
lävistävät päkiassa emäksisiä ja ultraemaksisiä gvilajeja. Tutki musreiässä KR- 1 15<br />
on tavattu makeaa vettä, joka on Ca-valtaista HCO, -vettä, jossa kalsiumia on
alimmillaan 23 mgll ja natriurnia 15,8 mgll. Kummassakin tutkirnusreibsä esiintyy<br />
pohjalla suolaista Ca-C 1 -vettä. Tutkimusreiän KR- 102 veden tritiu mpitoisuudet ovat<br />
153 - 29 TU viitaten pintaveden vaikutukseen. Suolaisen veden kerroksesta on<br />
tritiumanalyysi vain tutkimusreiästä KR-115, tritiumarvo on 7,4 TU, mikä osoittaa,<br />
että kairareiän alaosan suolainen vesi ei ota osaa meteorisen veden kiertoon.<br />
5.3 Gabroja, amfiboiiitteja ja karsikiviä skiiltiivien liuskealueiden pohjavesi<br />
Outokummun Sukkulansalon tu tkimusaiue muodostaa oman mielenkiintoisen<br />
kokonaisuutensa. Alueella tavataan useita erilaisia IdIiopohjavesityyppjä (kts. kuva<br />
19). Makeat vedet ovat yleensi Na-valtaisia HCO,- vesiä. Ainoastaan OKU-74 1 : n<br />
makeassa vedessä kal siumpi toisuus (kesharvo 14,l mgll) ylittää natriumin (keskiarvo<br />
9,3 mg II) pitoisuuden. Kaikissa Outokummun tutkimusrei'issä, joita tässä aineistossa<br />
on kaikkiaan yhdeksän, ei tavata lainkaan rnakeaa vettä. Esimerkiksi Outokummun<br />
Sukkulansalossa lähekkaisissä kairarei'issä OKU-729, OKU-55 1 ja OKU-73 7 esiintyy<br />
kaikissa toisistaan poikkeavaa vetta reiän yläosissa. Kairareiän OKU-729 vesi on<br />
kauttaaltaan makeaa Na-Ca-HC03 -vettä, kairareiän OKU-55 1 yläosan vesi on heikosti<br />
suolaista Na-Ca-C1 -vettä muuttuen alaosassaan vähän suolaisemmaksi Ca-Na-C1 -<br />
vedeksi, kun taas kairareiän OKU-737 vesi on kauttaaltaan heikosti suolaista ja<br />
suolaista Ca-Na-CI -vettä. Vertailtaessa alueen geologisia rakenteita ja eri<br />
vesikerro ksia keskenään, on havaittu että vesityyppien rajapinnat korreloivat osin<br />
litologisten pääyksiköiden kanssa. Kallioperän rakoilu tulee tällöin esiin pohjaveden<br />
esiintymistä kontrolloivana tekijinä.<br />
Osassa Wävist yksiä on daosissaan melko runsaastikin ultraemäksi sta serpen tiniiniä<br />
kuten rei'issä OKU-740 ja OKU-741, Näiden reikien syvissii osissa tulee esiin<br />
serpentiniitin vaikutus kohonneena magnesiumpitoisuutena, jolloin vesi on Na-Ca-<br />
(Mg)-CI -tyyppistä suolaista vettä.<br />
S ukkulansaion tutkimusrei 'issä on havaittu, että eri kerrosten rajapinnan sijainti voi<br />
vaihdella suurestikin. Kairareiässä OKU-740 makea vesi ulottui syvimmillään 600 m: n<br />
syvyyteen (toukokuu 1988) ja korkeimmillaan makean veden alapinta oli 250 m:n<br />
syvyydessä (toukokuu 1987). Raj apinnan siirtyminen voidaan selittää hydrostaattisen
tasapainoperiaatteen avulla (kts. Blomqvist & d. 1989).<br />
Makei ta bikarbonaattivesiä on tähän ryhmään kuuluvissa tu tkimusrei'issii Keiteleen<br />
Teerimäessä R-494 ja Vuolij~n Honkamkn R-17 yläosassa. Keiteleen vesi on<br />
kalsiumvaltaista, kun taas Vuolijwn vesi on natriumvaltaista. Keiteleen reikä lävistää<br />
yläosassaan gabroa, joka selittää kohonneen magnesiumpitoisuuden (keskiarvo 8,7<br />
mgll). Vuolijoen reika Iavistää yiäosassaan graniittia ja biotiittigneissiä, joka on<br />
todennakoisesti Na-K -rikkaisiin allraligneisseihin kuuluva kivilaji (kts. Mmo & al.<br />
1966). Vuolij oen tutkimuskohteen alaosan vesi on heikosti suolaista Na-Ca-HCQ-C1 -<br />
vetiä.<br />
5.4 Karbonaatiitissa esiityvfi pohjavesi<br />
Karbonatiitti-in tniusio muodostaa tutkimuskohteena oman erillisen kokonaisuutensa.<br />
Vesi on tyypiltään Ca-Mg-HC03 -vettä, jossa rnagnesium- ja kalsiumpitoinen<br />
kiviljaiympäxistö tulee esiin hieman kohonneina ionipitoisuuksina. Tutkimuksissa on<br />
veden tdettu virtaavan tutkimusreikää pitkin alaspäin, miki selittää sen, että vesi on<br />
makeaa, vaikka karbunatiitti onkin reaktiivinen kivi. Kairareiän vesi on täten<br />
pinnallista nuorta vetti. Veden txitiumpitoisuudet ovat yläosassa (130 rn) 56,8 TU ja<br />
430 m:n syvyydellä 14,2 TU. Myös suuret tritiumpitoisuudet osoittavat, että vesi on<br />
nuorta meteorista vettä.<br />
5.5 Hie~kivessa esiintyvä pohjavesi<br />
Porin Pinomäen hieWvi on ainoa sdimenttikiviä edustava tutkimuskohde.<br />
Kalliopohj avesi on yläosassaan heikosti suolaista Na-Ca-C1 -vettä. Suolai suus kasvaa<br />
nopeasti 200 - 300 rn:n syvyydessä ja vesi muuttuu brine-tyyppiseksi Ca-CL -vedeksi,<br />
jonka kokonaissuolapitoisuus on 120 gll. Suuri suolapitoisuus saattaa heijastaa<br />
sedimentin diageneesissä syntyneiden huokosvesien suolaisuutta. Kallioperän<br />
vedenjo htavuutta selvitiävassä tu tk muksessaan Ahonen (1 992) toteaa, että Porin<br />
hiekkakiven tutkimusreiän syvästä osasta mitatut vedenjohtavuusarvot ovat hyvin<br />
alhaiset. Kiven ja veden väiinen pitkaaikainen vuorovaikutus selittää veteen
liuenneiden aineiden suuret mwt.<br />
Tritiumpitoisuudet ovat hyvin pienet (1,2 - 1,5 TU) osoittaen myös, että<br />
kalliopohjavesi mudostaa pohjavesiesiintymän , jonka liikkuminen kailioperäs& on<br />
hyvin vähaisiä.<br />
6. Johtopäätökset<br />
Suomen kallioperässä esiintyy koostumukseltaan hyvin erilaisia kalliopohjavesia.<br />
Pohj avedet poikkeavat toisistaan kemialliselta koostumukseltaan, fysiko kemialli sil ta<br />
ominaisuuksiltaan, isotaoppikoostumukseItaan ja liuenneiden aineiden määril tään.<br />
Suolapi toisuu ten sa rn ukaan kalliopohjavedet voidaan jakaa makeisiin<br />
bi karbonaattivesiin ja suolaisiin kloridivesih .<br />
Koska valtaosa kaliioperässä olevasta vapaasta vedestä esiintyy kalliope& raoissa,<br />
ru hjeissa ja ruhjevyöhy kkeissä, kallioperän rakenteet kontrolloivat pohjaveden<br />
esiintymistä. Eri kerrosten rajapinta näyttää tutkituissa kohteissa (Pori, Outokumpu<br />
ja Ylivieska) sijaitsevan syvyydelIä, jolla esiintyy vettä johtavaa rakoilua (Ahonen<br />
1992). Kuvassa 23 on esitetty Porin tutkimusreiän Po-1 vedenjohtavuus- ja<br />
suolapitoisuustuloksia (Ahonen & Blomqvist 1994). Vettä johtavaa rakoilua esiintyy<br />
usein kivilaj ien kon takteissa. Rakoilun luonne on rnäiuiivämpi tekijä kallion<br />
vedenjohtavuudelle kuin rakoilun määrä. Hyvin vettä johtavalta rakoilulta edellyteiään<br />
avoimuutta ja jatkuvuutta, joka syntyy, kun eisuuntaiset rakoilut leikkaavat toisiaan<br />
ja muodostavat yhtenäisen rakoverkoston. Graniittiset kivet ovat hyvin vettä johtavia,<br />
kun taas liuskeiden epäsäännöllinen rakoilu tekee niistä huonosti vettä johtavia. Tämä<br />
tulee esiin myös kallioalueiden vedenpintarni ttausten tuloksissa (Salmi 19851, jolloin<br />
liuskeissa esiintyviliii raoila on jokaisella my6s oma pohjaveden brkeuten sa, kun taas<br />
graniitti sissa kivilajeissa säännöllinen lei kkaava rakoilu muodostaa samalla tasolla<br />
01 evan vedenpinnan. Kivilajien erilainen vedenläpäisev y ys aiheuttaa myös sen, että<br />
graniittisissa kivilajeissa vedenpinta on alempana kuin liuskeissa (kuva 24). Liuskeiden<br />
epäjatkuva rakoilu selittää myii-s sen, miksi aivan vierekkaisissäkin tutkimusrei'issä voi<br />
pohjavesi olla koostumukseltaan erilaista.
Hydraulic conductivity [rn/s) TDS (g/l) rocktype<br />
- 1 1 10-10<br />
0.1 1 10 100<br />
Kuva 23. Kiven vedenjohtavuuden vaihtelut ja veden suolapitoisuus Porin<br />
tutkimusreiässä Po- 1 (Ahonen & Blomqvist 1994).<br />
Groundwater in gneissic rocks<br />
Groundwater in granitic rocks<br />
groundwater table<br />
Kuva 24. Ylemmässä kuvassa nakyy gneissille tyypillinen rakoilu, jossa jokaisella<br />
raolla on oma pohjaveden tasonsa. Raot eivät ole yhteydessä toisiinsa.<br />
Alemmassa kuvassa nakyy, miten graniittisten kivien säännöllinen<br />
rakoilu mahdollistaa veden vapaan liikkumisen (Salmi 1985).
Syville Mliopohjavesille on tyypillistä vyöhykkeellinen rakenne. Tavallisesti ylinnä<br />
on makean veden kerros, jonka alapuolella on yksi tai useampi suolaisen veden<br />
kems , Tällaisen " kerrosrakenteen" syntymiseen vaikuttaa veden kiertosyy ys, jota<br />
taas kontrolloivat kivilaj in rakoiluorninai suudet ja painovoima. Vesi joko pähe<br />
vapaasti liikkumaan rakoiluverkostossa, joiloin kiven ja veden vuorovaikutus on<br />
lyhytaikaista, tai veden kiertokulku on hidasta, mika mahdollistaa kiven ja veden<br />
pitkhikaisen vuorovaikutuksen ja suolaisien pohjavesien synnyn.<br />
Rakoilun luonteesta johtuen happamissa - intermediäärisissä kivilaj iympäristöissä<br />
makeaa kalliopohj avettä tavataan s yvälläicin kallioperässä. Koko tu t kirnusaineiston<br />
syvin makean veden reikä sijaitsee Vihannin Suksikan kaalia (R- 1732). Makeaa HCQ-<br />
vettä on tavattu koko reiän pituudelta aina runsaan 730 m: n syvyydelle asti. Makean<br />
veden esiintyminen syvissä kairarei'issä viittaa yleensä siihen, että vesi on verrattain<br />
nuorta. My6s veden suuret tritiumpi toisuudet indikoivat nopeaa veden kiertoa<br />
kallioperässä.<br />
Kivilajiympäristölla on todettu olevan selvä vaikutus pohjavesityypin muodostumiselle.<br />
Vedenjohtavuuden lisäksi tärkeä tekijä erilaisten vesien esiintyrniselle on kiven ja<br />
veden välinen vuorovaikutus. Ernäksisten kohteiden makeassa vedessä kivilajin<br />
vaikutus tulee esiin kohonneina magnesiurn- ja kalsiumpitoisuuksina kuten myGs<br />
karbonatiittialueella. Myös veden sulfaattipitoisuus saattaa olla paikoin kohonnut.<br />
Oman leimansa vedelle antavat sulfidimineraalit ja helposti liukenevat<br />
sulfaattimineraaiit, joiloin veden sulfaattipitoisuus on kohonnut.<br />
Heikosti suolainen pohjavesi on kivilajiympäristöstä riippuen tyypillisesti joko Na-Ca-<br />
Cl -tyyppiä tai Ca-Na-C1 -tyyppiä. Kivilaji y mpäristön vaikutus tulee esiin emäksisistä<br />
kivilaj ei sta tutkituista pohj avesinäytteistä, joissa korostuu kalsiumin vaikutus. Oman<br />
vesityyppinsä muodostavat Kolarin Hannukaisen tutkimusreikien heikosti suolainen<br />
kalliopohj avesi, joka on tyypiltään Ca-SO, -vettä. Tutkimusreiät sijaitsevat<br />
rnonzuniitissa, mutta kalliophjaveden koostumukseen vaikuttavat leimaa-antavasti<br />
icdlioperän helppoliukoiset anhydriittijuonet, joista johtunee veden kohonnut<br />
sulfaattipitoisuus. Sadankylän alueen pohjaveden, joka on tyypiltään Ca-Na-Mg-SO, -<br />
vettä, kohonneet sulfaattipitoisuudet taas johtuvat sulfidimineraalien esiintymisestä.
Rannikkoalueilla nakyy Itämeren ja sen eri vaiheiden vaikutus kloridipitoisuuksien<br />
kohoamisena jo tutkimuskohteiden yläosien vesissä kuten Espn tutkimusreiäsd.<br />
Kalliopohj avden muuttuessa suolaisemmaksi vesi on tyypiltään Ca-Na-Cl -vettä, Ca-<br />
C1 -vettä tai Na-Ca-Cl -vettä. Emäksisisten kivilajiympäistojen kalliopohjavesissä<br />
magnesium nwy kohonneena pitoisuutena, jolloin pohjavesi on tyypiltään Na-Ca-Mg-<br />
C1 -vettä.<br />
Näissä tutkimuksissa mukana olleiden tutkimusreikien kloridivesien<br />
kokonaissuolapitoisuus vaihtelee 1 gll: sta 170 gl1:aan. Vaih teluvali on laaja ja pitää<br />
sisällään heikosti suofaiset, suolaiset, hyvin suol ai set pohjavedet ja brine-luokan<br />
pohjavedet.<br />
Erittäin suolaista pohjavetta (TDS 50 - 100 gll) on tässå tutkimuksessa tavattu Porista<br />
(Po-1), Ylivieskasta (R-313), ja Juukan alueelta (JulMi-114 ja JulMi-116). Porissa ja<br />
Juuan tutki musrei'ässä JulMi- 1 16 esiintyy myös brine-luokan vesiä. Porissa<br />
kokonaissuolapitoisuus on 120 gll ja Juukassa 170 gll. Porissa vesi on Ca-Cl -tyyppiä<br />
ja Juukassa Na-Ca-C1 -tyyppiä. Porin tutkimusreiki on Jotunisessa hiekkakivesa ja<br />
Juukan tutkimusreikä lävistää ultraemäksistä-emäksistä ofioliittia. Veden suuri<br />
suol api toi suus hiekkakivi ympäristössä saattaa heijastaa sedimenbatioprosesseissa<br />
syntyneiden suolaisien huokosvesien vaikutusta. Ofioliittimuodostumasta löydettyj en<br />
suolaisten vesien syntyyn saattaa vaikuttaa ofioliitin mereIlinen alkuperä, joskin<br />
suolaisten vesien koostumukset poikkeavat selvästi meriveden koostumuksesta.<br />
Julkaisussa IV (JulMi- 1 1 6 ja R3 13) l6y dettyjä natrium-valtaisia brine-luokan vesiä<br />
verrattiin Kanadan kilveltä löydettyihin brine-luokan kioridivesiin, j 0th ovat runsaasti<br />
kalsiumia sisäitäviä vesiä. Erot eri aiueiden vesien koostumuksissa on tulkittavissa<br />
pai kaIIisista tekijöistä, ja veden ja kiven vdisesiä pitkäaikaisesta vuorovaikutuksesta<br />
aiheutuviksi.<br />
Vedyn ja hapen isotmppiananal y yseja tarkasteltaessa on todettu eri vesityyppien<br />
eroavan toisistaan myös isotooppikoostumustensa perusteella. Eri<br />
fraktioitumismekanismien tuloksena pohjavesien isotooppikoostumukset muuttuvat ja<br />
pohjavesien alkuperää voidaan selvittää. Makeat vedet ovat alkuperäitään meteori sta<br />
nuorta vettä, brine-luokan vesien alkuperän ollessa joko vanhaa merivettä tai
hydrotermisiä, magmaattista tai metamorfista vettä tai näiden sekoitusta.<br />
Fraktioitumismehismej a on kuitenkin useita, jolloin varsinaista kiven ja veden<br />
välistä vuorovaikutusta ei voida yksiselitteisesti pääteilä vaan mukana on<br />
todennäköisesti myös lämpötilavaihteluiden aiheuttamat isotooppivaihtelut. Myös<br />
kaasufaasin esiintyminen vaikuttaa veden isotooppikcmstumukseen. Tallöin kevyet<br />
isotoopit rikastuvat kaasufaasiin raskaampien jäädessä nestefaasi in .<br />
Tutkittaessa kairareiästa otettua pohjvavesinäytettä täytyy ottaa huomioon myös<br />
kairauksen vaikutus kallioperän luonnolliseen tilaan. Kairauksesta johtuen veden<br />
virtaus häiriintyy . Virtausta tapahtuu pitkin kairareikää, jolloin kairareiän vesi<br />
sekoittuu. Myös kairau hessa käytetty huu hteluvesi aiheuttaa kontaminaatioita, jolloin<br />
veden koostumus laimenee kuten Keiteleen tutkimusreiässä on havaittavissa.<br />
Kalliopohjavesitu tkimukset antavat tärkeä2 tietoa kailiopefistä makean veden varas tona<br />
sekä toisaaita tietoa, millaiset olosuhbt ovat otolliset rn m. korkea-aktiivisen<br />
ydinjätteen sijoituspaikaksi. Koska vesi toimii radionuklidien kuljettajana, on<br />
oleeilista, että matidollinen korkea-aktiivisen ydinjätteen loppusijoituspaikka on<br />
syvy ydella ja kivilajissa, missä veden kierron on todettu olevan olematonta.<br />
Lampimat kiitokset TkL Runar Blomqvistille keskusteluista ja monista neuvoista<br />
ki joitustyöni aikana sekä professori Ilmari Haapalalle kommenteista ja<br />
kannustuksta.
Ahonen, L. 1992. Syv2n kaiiioperän vedenjohtavuustutkimukset Palmotussa, Outokummussa,<br />
Porissa ja Ylivieskassa. Geologian tutkimuskeskus, Ydinjatteiden sijoitustutkimukset,<br />
Tiedonanto YST-80. 42 s.<br />
Ahonen, L. ja Blomqvist, R., 1994. Mode of -ce of deep saline groundwater in<br />
Finland bad on hydraulic measurements. in: Sait groundwater in the Nordic<br />
countries. PrWngs of a workshop, Saltsjöbaden, Sweden, 1992, Nordic<br />
Hydrological Programme, NHP Report No 35, 5 1 - 59.<br />
Alapieti, T.T. & Lahtinen, J. J., 1986. S tratigraphy , petrology and platinum-gmup elemen t<br />
mineraiization of the early Proterozoic Penikat layered inirusion , northern Finland.<br />
Econ. Geol. 81, 1126 - 1136.<br />
Appelqvist, H., 1986. Espoon Otaniemen kaimeiän M 19/52/2034/861R304 geologinen<br />
reikäraportti. Geologian tutkimuskeskus. 1 s.<br />
Blomqvist, R., Lahtinen, R., Lahermo, P., Hakkarainen, V. ja Halonen, S., 1986.<br />
Kalliopohjavesien geokemia: tutkimustulokset syvistä kairarei'istä vuonna 1986.<br />
Geologian tutkimuskeskus, Ydinjatteiden sijoitustutkimukset, Tiedonanto YST-53. 87<br />
s. 17 liit.<br />
Blomqvist, R., Ahonen, L. ja Hakkarainen, V., 1989. Alustava hydrogeologinen tulkinta.<br />
Outokummun Sukkulansalon alueesta. Tiedonanto YST-67. Geologian tutkimuskeskus.<br />
47 s. 6 liit.<br />
Blomqvist, R., 1990. Djupa gmndvatten. In: GeologifrAgor i samband med slutförvar av<br />
kärnbränsle (toim. A. Björklund). Nordic Liaison Committee for Atornic Energy,<br />
Copenhagen, 3 - 18.<br />
Blomqvist, R., Ruskeeniemi, T., Lindberg, A., Talvisto, T., Ahonen, L. ja Shaun, F., 1993.<br />
Emaksis-ultraernäksisten kivilajien syvien kalliopohjavesien hydrogeokemia. TV0 /<br />
Paikkatutkimukt, työraportti 93-12. Teollisuuden Voima Oy. 87 s. 4 liit.<br />
Dansgaard, W., 1964. Stable isotopes in precipitation. Tellus, 16, 436 - 468.<br />
Davis, S.N. and DeWiest, R.J.M., 1966. Hydrogeology. John Wiley & Sons, Inc., New<br />
York. 463 s.<br />
Elo, Seppo, 1982. Satakunnan kallioperää koskevista gravimetrisistä tutkimuksista .<br />
Tiedonanto, Geologinen tutkimuslaitos. 17 s.<br />
Frape, S.K., Friz, P. & McNutt, R.H., 1984. Water-mk interaction and chemistry of<br />
groundwaters from the Canadian Shield. Ceochim. Cosmochim. Acta 48, 1617 -<br />
1627.<br />
Frape, S.K. and Fritz, P., 1987. Geochernical trends from groundwaters from the Canadian<br />
Shield. In: Saline waters and gases in crystalline mks (toim. P. Fritz and<br />
S.K.Frape). Geol. Assoc. Canada Spec. Paper 33, 19 - 38.<br />
Freeze, R. Allan, Cherry, John A., 1979. Groundwater. Englewd Cliffs, New Jersey,<br />
Prentice-Hall. 604 s.<br />
Gáal, Gabor, 1972. Tectonic control of some Ni-Cu deposits in Finland. 24th Int. Geol.<br />
Gongr., Sect. 4, Montreal 1972, 215 - 224.<br />
Gáal, Gabor, 1980. Geologid setting and intrusion tectonics of the Kotalahti nickel-copper<br />
deposit, Finland. Buil. Geol. Soc. Finland 52, 101 -128.<br />
Hakanen, P., 1980. Juukan Miihkalin kairareiän JuIMi-9 1 geologinen kairausraportti.<br />
Outokumpu Oy. 9 s.
Halonen, S . , 1990. Ylivieskan, Ranuan ja Keminmaan kerrosintniusioiden mineralogiasta.<br />
Geologian tuilcimuskeskus, Ydinjitteiden sijoitustutkimukset , Työraportti 2-90. 15 s .<br />
Helovuori, O., 1979. Geology of the Py hasal mi Ore Deposit , Finland. Econ. Geol . Vol. 74,<br />
1084 - 1101.<br />
Hiltunen, Aimo, 198 1. Kolarin Hannukaisen kairareiän R- 198 geologinen kairausraportti .<br />
Hiltunen, Aimo, 1982. The Precambrian geology and skarn iron ores of the Rauravaara iron<br />
ore district, northern Finland. Geol. Surv. Finland, Bull. 318. 133 s.<br />
Hiltunen, Aimo & Tontti, Mikko, 1976. The stmtigraphy and tectonics of the Rautuvaara<br />
iron ore district, northern Finland. Bull. Geol. Soc. Finland 48, 95 - 109.<br />
Hoefs, J . , 1987. S table Isotope Geochemistry , Third, Completely Revised and Enlarged Ed.,<br />
Springer-Verlag, Berlin, Heidelberg, New York, 241 s.<br />
Huhma, Aarto, 1975. Kallioperäkwm selitykset, lehdet 4222, 4224 ja 43 1 1, Outokummun,<br />
Polvijämen ja Sivakkavam kartta-alueiden kallioperä. Suomen geologinen kartta<br />
1:lOO 000. 151 s.<br />
Huhma, Aarto & Huhma, Maija, 1970. Contribution to the geology and geochemistry of the<br />
Outokumpu region. Geol. Soc. Finland, Bull. 42, 57 - 58.<br />
Häkli, T.A., Vormisto, K. & Hkninen, E., 1979. Vammala, a nickel deposit in layered<br />
ultramafite, Southwest Finland. Econ. Geol. 74, 1166 - 1182.<br />
Hui, T. A. & Vormisto, Km, 1985. The Vammala nickel deposit. Geol. Suw. Finland, Bull.<br />
333, 273 - 286.<br />
Hämäläinen, Arja, 1985. Satakunnan j otunialueen geologisen karttakuvan historiallinen<br />
kehitys sekä uuteen tutkirnusaineistmn perustuva kdIioperäkarttaluonnos. Opinnäyte,<br />
Helsingin yliopisto. 104 p.<br />
Kajaani Oy, 1986. Sotkamon Taivaljämen kaimeikien KR-102 ja KR-115 geologiset<br />
kairausraportit . 3 s.<br />
Koskinen, Juhani, 1984. Kotalahden kaivoksen kairareikien Ktl- 108 8 ja Ktl- 1090 geologiset<br />
reikäraportit. Outokumpu Oy. 7 s.<br />
Kukkonen, Ilmo, 1986. Lämpötilamittauksia syvistä kairarei'istä. Geologian tutkimuskeskus,<br />
Ydinj atteiden sij oitustu tkimu kset, Tiedonanto YST-54, 24 s. 3 1 liit.<br />
Lahtinen, J.J., 1983. PeniMn Kivdon kairareiän Ki-23 geologinen reikäraportti. Lapin<br />
Malmi Oy. 2 s.<br />
Laitakari, Aarne, 1925. Uber das Jotnische Gebiet von Satakunta. Bull. Comm. ghl.<br />
Finlande 73. 43 p.<br />
Laitakari, Aarne, 1942. Kivilajikartan selitys. (Explanation to the map of rocks). Lehti<br />
(S heet) B3, Vaasa. Suomen geologinen yleiskartta. (General geological map of<br />
Finland).<br />
Laitakari, Ilkka & Simonen, Ahti, 1963. IMap ofl Pre-quaternary roch, sheet 3022,<br />
Lapinjärvi. Geological Map of Finland, 1 : 100 000.<br />
hitala, Matti, 1967. IMap ofl Pre-Quaternary rocks, sheet 2034, Helsinki. Geological Map<br />
of Finland, 1:100 000.<br />
Lindholm, Ole & Anttonen, Risto, 1980. Geology of the Otanmäki mine. Tn: Precambrian<br />
ores of Finland. Guide to excursions 078 A +C, Part 2 (Finland). (toim. T.A. Hui).<br />
26th Int. Geol. Congr., Paris 1980. Geologid Survey of Finland, Espoo, 25 - 33.<br />
Mamo, V., Hoffren, K., Hytönen, K. Kailio, P., Lindholm, 0. ja SiivoIa, J,, 1966. On the<br />
granites of Honkamäki and Otanmäki, Finland. BuU. Comm. gbl. Finlande 221. 34<br />
P-
Mattila, Hannu, 1977. Hannukaisen alueen W i a n 162 geologinen reikaraportti.<br />
Rautaruukki Oy. 10 s.<br />
Mäkelä, Tuomo, 1977. Ruukin Relietin kairareiän Pv- 1 1 geologinen kairausfaportti.<br />
Outokumpu Oy. 13 s.<br />
Mäkelä, Tuomo, 1979. Vihmnin Suksikan kaan kairareiän 1732 geologinen reikäraportti.<br />
Outokumpu Oy. 4 s.<br />
Mäki, T., 2986, Lithogewhemistry of the Pyhäsaimi zinc-copper-pyrite depsit , Finland. In :<br />
Prospecting in areas of glaciated terrain 1986. The Institution of Mining and<br />
Metallurgy (MM) , iondon, 69 - 82.<br />
Nurmi, Pekka, Kukkonen, Ilmo, Lahermo, Pentti, Salmi, Martti ja Rahkola, Pekka, 2985.<br />
Kalliqwhjavesien geokemia: Alustavat tulokset syvistä kairarei 'istä Outokummun,<br />
Kerimäen, Paraisten ja Lirningan alueelta.<br />
Nykänen, Osmo, 1959. Kallioperäkwm selitys, lehti 244 1, Raahe. Suomen geologinen<br />
kartta 1:loo 000.<br />
Outokumpu Oy. Py häjärven Ruotasen kairareiän PYS-20 geologinen kairausraprtti. 4 s.<br />
Pelkonen, Kalevi, 1984. Vi hannin kaivoksen kairareiän 2064 geologinen reikäraportti.<br />
Outokumpu Oy. 4 s.<br />
Puranen, M., 1963. A geophusical investigation of the Satakunta sandstone area in<br />
southwestem Finland. Geoexploration 1, 6 - 15.<br />
Rauhamaki, E., Mäkelä, T. & Tsomäki, O-P., 1980. Geology of the Vihanti mine. In:<br />
Precambrian ores in Finland, Guide to excursions 078 A+C, Part 2 (Finland), (toim.<br />
T.A. Häkli). 2 6th Int. Geol. Congr., Paris 1980. Geological Survey of Finland,<br />
Esp, 14 - 24.<br />
Rehtijämi; P. ja Saastamoinen, J., 1985. Tectoniml actinolite-albite rmks from the<br />
Outokumpu district, Finland: field and gsochemical evidence for mafic extnisive<br />
origin. Bull. Geol. Soc. Finland 57, 47 - 54.<br />
Rekola, T., 1986. Results of electrical and electromagnetic measurements in Vaaraiampi-<br />
Niittylampi, Ranua. In: Electrical prospecting for ore deposits in the Baitic Shield,<br />
Part 1 : Gdvanic methods, (toim. L. Eskola and A. Fokin). Geological Survey of<br />
Finiand, Report of Investigation 73, 73 - 84.<br />
Rekola, T. ja Ahokas, T., 1986. Findings from gmphysical surveys in the Outokumpu zone,<br />
Finland. In: Prospecting in areas of glaciated terrain 1986. The Institution of Mining<br />
and Metallurgy (MM), London, 139 - 150.<br />
Rwther, W, . Tritium im Wasserkreislauf, Thesis Univ. Heidelberg .<br />
Räsänen, Jorma, 1989. Sodankylän Kalasääskenpesimaan kairareiän R-2 geuloginen<br />
kairau sraportti .<br />
Salli, Ilmari, 1961. Kallioperäkarttojen selitys, lehdet 2413, 2431, 2433, Vihanti. Suomen<br />
geologinen kartta 1 : 100 000.<br />
Salli, Ilmari, 1964. The stnicture and stratigraphy of the Ylivieska - Himanka schist area,<br />
Finland. Geol. Surv. Bull. 2 11, 67 s.<br />
Salli, Ilmari, 1965. Kallioperäkarttojen selitys, lehdet 2432 ja 2434, Pyhäjoki ja Vihanti.<br />
Suomen geologinen kartta 1 : 100 000.<br />
Salli, Ilmari, 1983. KaiIioperakartan selitys, lehti 33 14, Pielavesi. Surnmary : Explanation to<br />
the map of rocks. Geological Map of Finland 1 : 100 000.
Salmi, M., 1985. Studies of groundwater fow conditions in crystalline bedrock in Southern<br />
Finland and its significance to the final disposal of nudear waste. Geological Survey<br />
of Finland, Nuclear Waste Dispsal Researc h, Report 42. Geologian tutkimuskeskus.<br />
98 s. 2 liit.<br />
Sheppard, S.M.F., 1986. Characterization and Isotopic Variations in Natural Waters. In:<br />
Stable Isotopes in High Temperature Gwlogical Processes, ed. by J.W. Valley, H.P.<br />
Taylor Ir. and J.R. O'Neil. Reviews in Mineralogy 16, 165 - 183.<br />
Sherwood Lollar, B., Frape,S.K., Drimmie, R., Fritz, P., Weise, S.M., Macko, S.A.,<br />
Welhan, J.A., Blomqvist, R. and Lahermo, P.W., 1989. Deep gases and brines of<br />
the Canadian and Fennoscandian Shields - A testing ground for the theory of abiotic<br />
methane generation. Proceedings of the Sixth International Symposium on Water-<br />
Rwk Interaction, Malvern m), 1989, (toirn. D.L. Miles). A.A.Eaikema,<br />
Rotterdam, Brooldield, 617 - 620.<br />
Simonen, Ahti, 1965. IMap ofl Pre-Quaternary rocks, sheet 3024, Karhula. Geological Map<br />
of Finland 1 : 100 000.<br />
Simonen, Ahti, 1980. The Precambrian in Finland. Gwl. Surv. Finland, Bull. 304. 58 p.<br />
Sipilä, Esko, 1983. Ylivieskan Perkkiönperän kairareiän R-3 13 geologinen kairau sraportti.<br />
Geologinen tutkimuslaitos. 18 s.<br />
Stenberg, Aarre, 198 1. Nmrmarkun Hyvelän kairareiin PIHy-43 geologinen kaitausraportti.<br />
Outokumpu Oy. 6 s.<br />
Sknberg, A. & Häkii, T.A., 1985. The Hyvelä nickel - wpper occurence. Geol. Surv.<br />
Finland, Bull. 333, 287 - 293.<br />
Streckeisen, A., 1976. To each plutonic rock its proper name. Earth Science Review 12, 1 -<br />
33.<br />
Taipale, Kalle, 1982. Kuhmon arkeeinen vihreäkivi-granitoidialue . Osa 1, Tipasjämi -<br />
Hietajäni. Raportti 4. Arkeeisten alueiden malrniprojekti. Oulun yliopisto, 143 s.<br />
Taylor, H.P., 1967. Oxygen isotope studies of hydrothermal mineral deposits. In:<br />
Geoc hemistry of h ydrothermal ore depsits, (toim . H . L. Banies) . Holt, Rinehard t and<br />
Winston Inc, New York.<br />
Tyrväinen, Aimo, 1980. Kallioperäkartta, lehti 37 14, Sattanen . Suomen geologinen kartta,<br />
1:lOo 000.<br />
Tyrväinen, Aimo, 1983. Kallioperäkarttojen selitykset, lehdet 3713 ja 3714. Sodankylän ja<br />
Sat tasen kartta-alueiden kalliopefi. Summary : Pre-Quatemq rocks of Sodankylä and<br />
Sattanen map-sheet areas. Geological Map of Finland 1: 100 0.<br />
Vartiainen, H., 1970. Schist belt of Tipasjäwi in the parish of Sotkamo, Finland. Buii. Geul.<br />
Soc. Finland 42, 13 - 22.<br />
Vartiainen, H. , 1975. Soklin kairareiän R349 geologinen reikäraportti. Kemira Oy. 9 s .<br />
Vartiainen, H. & Woolley, A.R., 1974. The age of Sokli carbonatite, Finland, and some<br />
relationships to the North Atlantic alIcaiine igneous provincc. Bull. Geol. Sw . Finland<br />
46, 81 -91.<br />
Vartiainen, Heikki & Wmlley , Alan R., 1976. The peirography , rnineralogy and chemistry<br />
of the fenites of the Sokli carbonatite intrusion, Finland. Geol. Surv. Finland, Bull.<br />
280. 87 s.<br />
Vartiainen, Heikki, 1980. The petrograph y , mineralog y and petrochemistry of the SokIi<br />
carbonatite massif, northern Finland. Geol. Surv. Finland, Bull. 313. 126 s.
LIITE 1
TAULUKKO 2. Tutkittqjen kaiuareikien pehjavesityypit kivi4jiympiiristön mukaan esitetty&.<br />
Paikka Näytteen- Pohjavesi- Kokonaissuola- Sähkön- Pohjavesi- Kivilaji-<br />
ottoväli kerrokset pitoisuus johtavuus tyyppi ympäristö<br />
(ml (ml 6311) (mS/m)<br />
Happamat - intemediiriset syväkivet<br />
Elimäki, 0-403 0-<br />
Koskisto 350-403<br />
Kolari, 0-545 0-545<br />
Hannukainen<br />
R-162<br />
Kolari, 0-566 0-566<br />
Hannukainen<br />
R-197<br />
Kolari, 0-648 0-648<br />
Hannukainen<br />
R-198<br />
Migmatiitit, graniitti- ja kiiiiegneissit<br />
Espoo, 0-253 0-<br />
Otaniemi 150-253<br />
Pyhäjärvi, 0-305 0-305<br />
Kettupera<br />
PYS-20<br />
Pyhäjärvi, 0-895 0-<br />
Kettupera 600-<br />
PYS-35 730-<br />
860-895<br />
Pyhäjärvi, 0-348 0-160<br />
Lippikylä 174-235<br />
PYS-47 245-348<br />
Pyhäsalmen 667-709 667-709<br />
kaivos<br />
R-806<br />
Pyhäsalmen 660,715 660,715<br />
kaivos,<br />
ruhjevyöhyke<br />
Ruukki, 0-3 15 0-130<br />
Relletti 150-3 15<br />
Pv-11<br />
Vammala, 0-368 0-<br />
Suvitie 300-368<br />
VMIST-24<br />
Vianti, 0-73 1 0-73 1<br />
Suksikangas<br />
R-1732<br />
0,27- 55- Ca-Na-ClS0,-HCO, Rapakivigraniitti<br />
-2,46 -490 Na-Ca-C1<br />
1,30-2,50 120-200 CaSO, Monzoniitti,<br />
dioriitti,<br />
karsi<br />
0,63-2,45 66-285 CaSO, Monzoniitti,<br />
dioriitti,<br />
karsi<br />
1,s-2,65 146-274 CaSO, Monzoniitti,<br />
dioriitti,<br />
karsi<br />
Na-Ca-HCO, Migmatiitti<br />
Na-Ca-Cl<br />
Na-Ca-HCO, Kiillegneissi,<br />
serisiitti-<br />
kvartsiitti<br />
Ca-Na-Mg-HCO, Graniittigneissi,<br />
Ca-Na-C1-HCO, leptiitti, kordieriitti-<br />
Ca-NaS0,-Cl antofj4liittikivi,<br />
Ca-Na-C1 amfiboliitti<br />
Na-Ca-HC03S0,-(Cl) Emäksinen ja hapan<br />
Na-Ca-S0,-Cl-(HCO,) wlkaniitti<br />
Ca-Na-Cl-SO, kiillegneissi,<br />
serisiittikvartsiitti<br />
Ca-NaS04-C1 Amfiboliitti,<br />
Ca-Cl-SO, leptiitti,<br />
kiillegneissi<br />
Ca-Na-S0,-HCO, Amfiboliitti,<br />
leptiitti,<br />
kiillegneissi<br />
Na-HC0,-(Cl) Kiillegneissi,<br />
Na-Ca-Cl kiilleliuske<br />
Na-Ca-HCO, Migmatiitti<br />
Na-Ca-HC0,-Cl<br />
Kiillegneissi,<br />
graniitti