Luikonlahden geologiset tutkimukset
| Tämä sivu on tutkimus.
Sivutunniste: Op_fi3412 |
|---|
| Moderaattori:Ei ole (katso kaikki) Kuinka ryhtyä moderaattoriksi? Sivun edistymistä ei ole arvioitu. Arvostuksen määrää ei ole arvioitu (ks. peer review). |
| Lisää dataa
|
Sisällysluettelo
Geologiset ja geofysikaaliset tutkimukset
- Pohjavesiputkien asennukset, ympäristönäytteenotto ja maaperäkairaukset aloitettiin viikolla 41/2010. Geofysiikan mittaukset ovat myös alkaneet. Lisätietoja täältä
- Vuoden 2010 geologiset ja geofysikaaliset tutkimukset valmistuivat joulukuussa 2010. Aineiston käsittely ja lisämittaukset jatkuvat vuoden 2011 puolella.
- Maaperäkairauksia tehtiin yhteensä 13 kairausta joiden kokonaispituus oli 73,6 metriä.
- Pohjavesiputkia asennettiin kahdeksan kappaletta joiden kokonaispituus oli 49 metriä.
- Maaperäkairauksista ja pohjavesiputkien asennuksista otettiin sedimenttinäytteet, joista 14:sta määritettiin raekokojakauma laboratoriossa.
- Maatutkaluotausta tehtiin yhteensä 21 linjaa, joiden kokonaispituus oli n. 9 km.
- Lisäksi tehtiin seismisiä taittumisluotauksia ja gravimetrisiä luotauksia geologisen mallintamisen ja virtausmallintamisen lähtöaineistoksi sekä DC-monielektrodiluotauksia ja TerraTem-mittauksia rikastushiekka-altaan sisäisen rakenteen sellvittämiseksi.
- Vuodelle 2010 suunnitellut geofysikaaliset tutkimukset jäivät kesken ja jatkuvat vuoden 2011 ensimmäisen ja toisen neljänneksen aikana.
- Luikonlahden kohdetutkimuksen suunnitelma vuodelle 2011.
- Vuonna 2010 tuotetun aineiston käsittely ja tulkinta
- Vuoden 2010 rästitutkimusten tekeminen ja aineiston käsittely
- Geologisen mallin ensimmäinen versio alkuvuonna 2011 olemassa olevan aineiston pohjalta.
- Geologiset ja geofysikaaliset lisätutkimukset kohdistetaan tutkimusalueen eteläosaan. tutkimukset suoritetaan vuoden 2011 alkupuoliskolla.
- Geologisen mallin toinen versio.
- Virtausmallin ensimmäinen versio.
Geofysiikka
Geofysiikan mittaukset aloitettiin lokakuun 2010 alussa, mittauksia jatkettiin vuoden 2011 aikana. Mittausten tavoitteena on selvittää maaperän rakennetta, pohjavedenpinnankorkeutta, kallionpinnan korkeutta, kallioperän ruhjevyöhykkeiden sijaintia sekä rikastushiekka-altaan sisäistä rakennetta. Mittaukset tukevat maaperän 3D-mallin rakentamista sekä pohjaveden virtausmallinnusta. Geofysikaalisten mittausten sijaintikartta sekä tulosten kuvaus(raportti) (.pptx;.pdf) löytyvät tiedostoista. Esitelmä löytyy tästä.
Aerogeofysiikka
GTK:n matalalentomittaukset lennetty vuonna 1980; Lentoalueet: Outokumpu (4222) ja Juankoski (4311). Prosessoiduista magneettisesta ja sähköisestä aineistoista tehtiin alueellinen ruhjetulkinta. Ruhjetulkinnnan apuna käytettiin myös maanmittauslaitoksen korkeusmallia.
Seismiset luotaukset
Alueella tehtiin seismisiä taittumisluotauksia. Luotauksilla selvitettiin maa- ja kallioperän seismisiä nopeuksia, joiden perusteella voidaan arvioida maalajeja, kallioperää sekä niiden rajapintojen sijaintia. Lisäksi pyrittiin selvittämään kallioperän ruhjevyöhykkeiden sijaintia.
Monielektrodiluotaukset
Monielektrodiluotaukset tehtiin rikastushiekka-altaalla viikolla 43 (25.-29.10.). Laitteistona ABEM Terrameter SAS 4000 / SAS 1000 monielekrodilaitteisto. Yhteensä 4 profiilia, noin 3 linjakilometriä. Vuonna 2011 mitattiin 4 profiilia kaivosympäristössä maapeitteen paksuuden ja ruhjeiden paikantamiseksi.
Maatutkaluotaukset
Maatutkaluotauksella pyrittiin selvittämään maaperän rakennetta, kallioperän pinnankorkeutta ja pohjavedenpinnan korkeutta. Tulkinta tapahtuu visuaalisesti maatutkakuvilta.
Painovoimamittaukset
Painovoimamittauksilla selvitetään kallionpinnan korkeutta. Menetelmässä pyritään mittaukset aloittamaan ja lopettamaan pisteisiin, joissa kallionpinnan korkeus tunnetaan esim. kalliopaljastumilta tai kairauspisteiltä. Menetelmässä mitataan painovoiman vaihtelua mittauspisteissä, jotka ovat yleensä 10-50 metrin välein.
TerraTEM
TerraTEM aika-alueen sähkömagneettiset luotaukset (transientti mittaustekniikka) tehtiin rikastushiekka-altaalla viikolla 43 (25.-29.10.). Tavoitteena oli selvittää rikastushiekka-altaan rakenne ja syvyys (yhdessä DC-monielektrodiluotausten kanssa).
Omapotentiaalimittaukset(SP)
Omapotentiaalimittauksilla pyrittiin selvittämään (pohja)veden virtausalueita ja -suuntia sekä paikallistamaan mahdollisia ruhjeita kaivoksen ja Petkellahden välisellä alueella. Omapotentiaalimittauksessa mitataan jännite-eroa”kaukana” (≈1-2 km) sijaisevan vertailuelektrodin ja mittauselektrodin välillä. Mittauksessa maankamaraan EI syötetä virtaa, vaan mitataan ”luonnonkenttää”. Mittaus voidaan tehdä tarkalla vastusmittarilla (esim. Fluke).
Antti Pasanen piti MINERAn johtoryhmän kokouksessa 19.1.2012 esitelmän Luikonlahden geologisista, geokemiallisista ja geofysikaalisista tutkimuksista. Esitelmä löytyy tästä. Videot GSI3D-mallin v. 1.0:sta löytyy tästä: poikkileikkaukset ja solid-malli. Mallia esitellään myös Mallinnusseminaari 2012:ssa Ilmatieteenlaitoksella Helsingissä 2.2.2012. Posteri löytyy tästä.
Pinta- ja pohjavesien laatututkimukset
Pinta- ja pohjavesitutkimuksia tehtiin Luikonlahdella vuosien 2010 ja 2011 aikana. Havaintopisteissä tehtiin kentällä maastomittaukset (pH, EC, O2, ORP, alkaliniteetti) ja näytteistä tehtiin kattavat kemialliset analyysit laboratoriossa.
Tutkimuksia täydentävät Savo-Karjalan ympäristöntutkimus Oy:n suorittamat vesien laadun velvoiteseurantatutkimukset.
2010
Luikonlahden kaivosalueen ympäristöön asennettiin vuonna 2010 kahdeksan pohjavesiputkea täydentämään olemassa olevaa havaintoverkkoa. Putkien asentamisen yhteydessä otettiin ympäristönäytteet maaperän geokemian analyyseihin sekä rakeisuusmäärityksiin.
- Marraskuussa 2010 tehtiin ensimmäinen laajempi pinta- ja pohjavesien kartoitus, jonka tarkoituksena oli selvittää rikastushiekan läjitysalueelta ja kaivosalueelta purkautuvien vesien aiheuttamaa kuormitusta sekä sen laatua ja laajuutta. Vesinäytteitä kerättiin uusien pohjavesiputkien lisäksi alueelle aiemmin asennetuista pohjavesiputkista, lähteistä, kaivoksen velvoiteseurannassa mukana olevista talousvesikaivoista sekä Petkellahteen ja Luikonlahteen virtaavista pintavesistä.
2011
- Maalis-huhtikuun vaihteessa, kevättalvella 2011 jatkettiin laadun kartoittamista. Kevättalven näytteenotto kohdistettiin ainoastaan muutamiin pohjavesiputkiin.
- Toukokuussa 2011 kartoitettiin kaivosalueen eteläpuoliselta alueelta uusia talousvesikaivoja ja lähteitä näytteenottoa varten. Kartoituksen perusteella valittiin touko-kesäkuussa tehtyyn laajempaan pinta- ja pohjavesien näytteenottoon mukaan neljä uutta kaivoa sekä 2 lähdettä.
- Heinä-elokuun vaihteessa 2011 alueella tehtiin lukuisia maaperäkairauksia alueen maaperärakenne-mallia varten sekä täydennettiin pohjaveden havaintoputkiverkostoa asentamalla 3 uutta toimivaa pohjavesiputkea. Yhdestä uudesta pohjavesiputkesta otettiin asennuksen yhteydessä myös ympäristönäytteet pohjaveden pinnan ylä- ja alapuolelta maaperän geokemian analyyseihin sekä rakeisuusmäärityksiin.
- Syys- ja marraskuussa 2011 näytteenotto keskitettiin valittuihin pinta- ja pohjaveden virtausreitteihin tukemaan geokemiallista mallinnusta ja kulkeutumismallinnusta.
- Marraskuussa 2011 Sotkamon Porakaivo Oy asensi alueella tehtyjen geofysiikan tutkimusten perusteella 4 kalliopohjavesiputkea, joilla pyrittiin tarkkailemaan mahdollisesti kallion ruhjeissa kulkevan pohjaveden laatua. Näytteenotto kallio-pohjavesiputkista suoritettiin pian asentamisen jälkeen joulukuun 2011 alussa.
Yhteenveto pinta- ja pohjavesien laatututkimuksista
Yhteenvetoraportti MINERA-projektissa tehdyistä vesien laadun tutkimuksista Luikonlahdella 2010-2011: linkki tulossa (Päivi Kauppila, Lauri Solismaa: Yhteenvetoraportti MINERA-projektissa tehdyistä vesien laadun tutkimuksista Luikonlahdella 2010-2011)
Luikonlahden kalliopohjavesien isotooppitutkimus: linkki tulossa (Kortelainen, N, 2012. GTK/ESY/Tutkimuslaboratorio - tutkimusseloste. 4 s.)
Ympäristönäytteet ja maaperätutkimus
Ympäristönäytteenoton ja siihen liittyvien analyysien tavoitteena oli selvittää, onko maaperän pilaantumista tapahtunut Luikonlahden kaivosalueen ympäristössä, erityisesti pinta- ja pohjavesissä havaitun kontaminaation vaikutuksesta. Lisäksi tavoitteena oli arvioida, esiintyvätkö potentiaalisesti haitalliset metallit maaperässä sellaisessa muodossa, että ne voivat liueta maaperästä (takaisin) pohjavesiin.
Maaperän ympäristöpitoisuuksista kerätty aineisto toimii pohjana alueelta tehdylle reaktiiviselle kulkeutumismallille ja sen tietoja hyödynnettiin riskinarvioinnin kokonaismallin laatimisessa sekä kokonaismallin testaamisessa kohdealueella.
Yhteenveto ympäristönäytteenoton tuloksista
Ympäristönäytteenoton perusteella haitta-aineita näyttää kulkeutuvan rikastamoalueelta sekä länteen kohti Petkellahtea, että etelään kohti Luikonlahtea. Haitta-aineet, erityisesti nikkeli ja koboltti, sitoutuvat maaperässä rautasaostumiin, jolloin maa-aineksen PIMA-arvot ylittyvät näiden kahden alkuaineen osalta suhteellisen kaukanakin rikastamoalueelta. Rikastamoalueen kupari sitoutuu hyvin alueen turvekerrokseen, eikä ole suuremmissa määrin levinnyt ympäristön maaperään. Luikonlahden alueella esiintyy myös kohonneita sinkin ja kromin pitoisuuksia, mutta pitoisuudet ovat pääsääntöisesti raja-arvoja matalampia ja pysyvässä muodossa (erityisesti kromi). Maaperän pilaantuneisuuden arviointia vaikeuttaa alueen luontaisesti korkeat metallipitoisuudet.
Rautasaostumiin sitoutuneet haitta-aineet ovat melko pysyvässä muodossa, eikä ongelmia luultavasti esiinny, elleivät pH/Eh-olosuhteet muutu rajusti esimerkiksi pohjaveden pinnan kohotessa ja pH:n laskiessa.
Maa-vesi –jakautumiskertoimiin perustuva menetelmä näyttää olevan suhteellisen tehokas keino pohjaveden pilaantumisen riskin arvioimiseksi.
Yhteenvetoraportti Luikonlahdella tehdyistä ympäristönäytteenottotutkimuksista 2010-2011 liitteineen: Kauppila, P.M., Karlsson, T., Putkinen, S., Forsman, P. & Solismaa, L., 2011. Luikonlahden ympäristönäytteenotto, yhteenvetoraportti tehdyistä tutkimuksista vv. 2010-2011. Geologian tutkimuskeskuksen julkaisematon raportti
Humustutkimus
16.9.2010-21.10.2010 välisenä aikana otettiin kaivosalueelta ja lähiympäristöstä n. 2 km x 2 km kokoiselta alueelta humusnäytteet. Alue jaettiin tasavälisiin 250m x 250m ruutuihin. Ruuduista valittiin näytteenottopaikaksi aukea kohta puiden välistä. Humusnäyte koostuu 3-5 osanäytteestä, jotka kerättiin korkeintaan 30m x 30m alalta. Näytteenottovälineenä käytettiin sylinterimäistä humusnäytteenotinta. Humusnäyte otettiin maatuneesta orgaanisesta maan pintakerroksesta. Tämä aines kuvastaa sekä allaolevan mineraalimaan pitoisuusvaihteluita että ilmasta kulkeutuneen pölyämisen vaikutusta. Humusnäytteitä otettiin tässä ensi vaiheessa 62 varsinaista näytettä + 4 rinnakkaisnäytettä. Näytteenottoa täydennettiin 29.9.2011 - 14.11.2011 väisenä aikana. Tällöin näytteitä kerättiin yhteensä 21, joista yksi oli rinnakkaisnäyte. Näytteet (87 kpl)on analysoitu Labtium Oy:ssä. Näytteistä analysoitiin sekä kokonaispitoisuudet (typpihappouutto) että herkkäliukoiset pitoisuudet (ammoniumasetaattiuutto) ja alkuainevalikoima on laaja. Lisäksi näytteistä määritettiin ominaisuustietoja kuten pH, hehkutushäviö (LOI) ja kationinvaihtokapasiteetti (CEC).
Vuosien 2010-2011 humusnäytteenottopisteet: Pisteet
Humuksen laatu Luikonlahden kaivosalueella ja sen ympäristössä
Luikonlahden kaivosalueella humuksen As-, Co-, Cr-, Cu-, Ni-, V-, Fe-, Mg- ja Zn-pitoisuudet ovat moninkertaiset Suomen humusten keskimääräisiin pitoisuuksiin verrattuna. Alueellisessa tarkastelussa Luikonlahden pitoisuuksia on tarkasteltu myös suhteessa PIMA asetuksen kynnys- ja ohjearvoihin. Keskeisellä toiminta-alueella etenkin nikkelin ja kuparin ylemmät ohjearvot ylittyvät lähes kaikissa tutkimussoluissa. PIMA asetuksen kynnysarvot pohjautuvat luontaisen mineraalimaan pitoisuustietoon, eivätkä ole paras vertailukohta runsaasti orgaanista ainesta sisältävän humuksen pitoisuusvertailuun. Kaivosalueen ympäristössä kaivostoimintaan liittyvien metallien pitoisuudet pienenevät kun etäisyys toiminta-alueeseen kasvaa.
Kaivosalueen humuksen tavanomaista suuremmat haitta-ainepitoisuudet ovat peräisin kahden eri tyyppisen malmin louhos- ja rikastustoiminnasta. Varhaisimpaan sulfidimalmikaivos toimintaan liittyy kaivosprosesseita ja rikastushiekka-alueista aiheutunut kuparin, nikkelin koboltin, sinkin, raudan ja rikin kuormitus. Päällimmäiset rikastushiekan jätealueiden kerrokset ovat myöhäisemmässä talkin rikastuksessa syntynyttä magnesiittipitoista rikastushiekkaa. Se samoin kuin sivukivikasat sisältävät pieniä määriä rauta-, nikkeli- ja arseenisulfideja. Humuksen Ni-, S-, ja Fe-kuormitus aiheutuu molemmista toiminnoista. Kupari-, Co- Zn- ja Cr-pitoiset päästöt ovat peräisin ennen muuta varhaisimmasta kaivostoiminnasta. Kun taas Mg- ja As-kuormituksen voidaan tulkita aiheutuvan suurimmaksi osaksi talkin rikastuksesta. (Humusraportin liite: Mg kokonaispitoisuuskartta) Alueellisessa tarkastelussa voidaan havaita, että molemmista toiminnoista peräisin olevien raudan, rikin ja nikkelin kuormittuneisuusalue on laajempi kuin muiden haitta-aineiden.
Humuksen helppoliukoinen kuparin pitoisuus ja pH
Yleisesti maaperän pitoisuuksia tulkittaessa on päätelty, että metallien helppoliukoisuus ja biosaatavuus lisääntyvät happamuuden kasvaessa. Luikonlahden humuksen osalta tämä yhteys ei ole yksiselitteisen selkeä. Esimerkkinä tarkastellaan kuparin liukoisuusprosenttia suhteessa humuksen pH:hon: alhaisen pH:n humusnäytteissä on paljon pisteitä, joissa saatavuus-% on pieni. Kuitenkin suurimmat saatavuus-%:t ovat näytteissä, joiden pH on alle 4.5.
Yhteenvetoraportti Luikonlahden humustutkimuksista 2010-2011 liitteineen: Nikkarinen M, Karlsson T. 2012. Yhteenvetoraportti Luikonlahden humustutkimuksista vv. 2010–2011. Minera projekti. Geologian tutkimuskeskus, Kuopio
Järvisedimenttitutkimukset
Luikonlahden ja Retusen sedimenttikaikuluotauksia on tehty kahdella eri kerralla. Luikonlahden kaikuluotaustulokset on tulkittu, tulkintatulokset on interpoloitu ja hiloista on tehty 3D-kuvia.
Luikonlahdelta on otettu 10 lyhyttä järvisedimenttiprofiilia. Näytteet on kuivattu ja ne analysoidaan kenttä-XRF:llä jatkotutkimusten kohdentamiseksi.
Linkit
Kerätkää tähän kaikki linkit geologisiin ja geofysikaalisiin tutkimuksiin.
<mffilelist />
