Hannukaisen rautakaivos - Kallioperäkartta The Hannukainen Mine Project - Bedrockmap

TMF1B/4

TMF1C

TMF1A

1B, 1C1A, 4

3360000 3370000 3380000

748000074900007500000

Hannukaisen rautakaivos - Kallioperäkartta The Hannukainen Mine Project - Bedrockmap

Rikastushiekka-alue Tailings Management Facility (TMF) Kaivokset

Mining pits Suojavyöhyke 1 km Buffer zone 1 km 1A - VE4 väliin jäävä alue Difference between 1A - Alt4 1A, 1B, 1C - VE4 väliin jäävä alue Difference between 1A, 1B, 1C - Alt4 VE4 -alue

Alt4 area Kuljetushihna - VE4 Conveyor belt - Alt4 Purkuputki Muonionjokeen - VE4 Disharge pipeline to Muonio River - Alt4 Tiet, johdot, putket ym. 1A, 1B, 1C Roads, cables, pipelines etc. 1A, 1B, 1C Aita VE 1A

Fence Alt 1A Aita VE 1B, 1C Fence Alt 1B, 1C Aita VE 4 Fence Alt 4

1A

0 5 km

Merkkien selitys - Legend Kvartsiittia Quartzite Arkoosia, Arkoosikvartsiittia

Kvartsi-maasälpäliusketta Quartz-Feldspar schist Kalkkikiveä

Amfiboliittia Amphibolite Dioriittia

Kvartsiittia välikerroksina Intercalations of quartzite Kiilleliusketta välikerroksina

4

4

0 5 km

1C

1 C _{0 5 km}

1B

1B

0 5 km

7480000

Vyöhykkeinen muunnoskuvio saattaa toistaa itseään eriko- koisena koko jakson matkalta. Jotkin vyöhykkeet, erityisesti vä- livyöhyke, saattavat olla heikosti kehittyneitä tai puuttua koko- naan. Samalla tavalla varsinainen magnetiittikarsi puuttuu pai- koitellen tai se on hyvin ohut tai esiintyy pinch and swell–raken- teissa (pusertumis-paisumisrakentet) (Jacobs 2011).

Vuosina 1974–1986 Rautaruukki porasi 293 reikää ja tulokse- na oli yhteensä noin 33 200 m kairasydänmateriaalia. Vuosina 2006–2008 Northland porasi kaikkiaan 429 reikää eli yhteensä noin 62 000 m kairasydäntä. Lisäksi Northlandin suorittamissa vuosien 2006–2008 kairauksissa tehtiin 30 reikää, joilla varmis- tettiin että tulevien rakenteiden ja altaiden kohdalla ei ole mal- mia (Taulukko 10-2-1, Kuva 10-2-4).

Yleensä kaikki jakson kivilajit, lukuun ottamatta nuorim- pia graniitteja, ovat voimakkaasti muuntuneet. Hannukaisen muuntuma näkyy esiintymän laajuisena vyöhykkeisenä kuvio- na, jonka malmioiden ympärillä on erotettavissa kolme erilaista muuntumavyöhykettä sekä isäntäkivien katto-, että jalkapuoles- sa. Muuntuma-assosiaatiot vaihtelevat hiukan riippuen ensisijai- sesta litologiasta, mutta yleinen malli on, että albiitti±skapoliitit ovat dominantteja muunnosmineraaleja distaalivyöhykkeissä, biotiitti ja kalimaasälpä vallitsevat välivyöhykkeiden assosiaati- oissa ja lähivyöhykkeille ovat luonteenomaisia lisäklinopyrok- seenit sekä vaihtelevat määrät magnetiittia, amfibolia ja kalsiit- tia.

Myös itse rautamalmissa on samanlaisia muuntuma-asso- siaatioita kuin lähivyöhykkeen muunnosvyöhykkeellä. Suurin osa sulfideista esiintyy rautamalmissa ja muuntuma-assosiaa- tiovyöhykkeellä, mutta sekä rauta- että kuparisulfidit esiintyvät paikallisesti runsaina kaikissa muuntuneissa kivissä riippumatta muuntuma-assosiaatioista.

Kuva 10-2-3. Poikkileikkaus XS6550 N osoittaa geologiset yksiköt ja mineralisaation (Northland, Graphics by Watts, Griffis and McQuat Limited).

Poratut reiät Prosenttiosuus koko-

naismäärästä Metrimäärä

Rautaruukki Hannukainen 244 34 % 28 432

Kuervitikko 49 7 % 4 770

yhteensä 293 41 % 33 202

Northland 2006 Hannukainen 42 6 % 8 745

yhteensä 42 6 % 8 745

Northland 2007 Hannukainen 204 28 % 29 476

Kuervitikko 38 5 % 4 311

yhteensä 242 34 % 33 787

Northland 2008 Hannukainen 61 8 % 8 292

Kuervitikko 84 12 % 11 194

yhteensä 145 20 % 19 486

Kaikki yhteensä 722 100 % 95 220

Taulukko 10-2-1. Yhteenveto Hannukaisen hankkeeseen liittyvistä porauksista 1974–2008 (vuonna 2011 valmiiksi saatu metallurginen reikä ei ole mukana luvuissa) (Jacobs 2011).

Kuva 10-2-4. Koko tutkimusta varten porattujen kairausreikien tiedot (väritys kairausvuoden mukainen (Jacobs 2011).

10.2.3 Maaperäkerrokset

Hannukaisen alue kuuluu mantereellisen jäänjakovyöhykkee- seen, mistä kvartäärikaudella saivat alkunsa perättäiset skandi- naaviset mannerjäätiköt ja missä niiden jäänteet sulivat vasta jäätiköstä vapautumisen viimeisissä vaiheissa. Tämän seuraukse- na alueelle on tyypillistä vähäinen jääkauden aiheuttama eroo- sio, monien aiempien jääkausien aikaisten esiintymien säilymi- nen ja jääkauden aiheuttamien sulamisvesijärvien hienorakeis- ten sedimenttien tai merellisten sedimenttien puuttuminen (Salonen ym. 2011).

Maaperä on enimmäkseen viime jääkauden aikana kerros- tuneen moreenin peitossa. Moreeni verhoaa sekä laaksoja että vaara-alueita (Kuva 10-2-5). Hiekka- ja sorakerrostumat ovat myös melko yleisiä ja niitä esiintyy lähinnä jokilaaksoissa. Näistä jokilaaksoista suurin osa on muodostunut merkittäviin siirros- ja hiertovyöhykkeisiin, esimerkkinä Äkäsjoki. Turve peittää huo- mattavaa osaa maaperästä ja yleisin laji on saraturve (Pöyry Environment Oy 2008).

Hankealueella tai sen läheisyydessä ei sijaitse harjujensuoje- luohjelmaan kuuluvia alueita. Lähin harjujensuojeluohjelmaan kuuluva alue, Pakasaivo (HSO 120148), sijaitsee hankealueesta noin 8 km luoteeseen. Hankealueella tai sen läheisyydessä ei si- jaitse myöskään arvokkaita moreenimuodostumia tai arvokkaita tuuli- ja rantakerrostumia (OIVA 2012).

Yleensä kallioperä on pintamoreenin ja sen alla olevan poh- jamoreenin peittämää. Moreenikerroksen paksuus vaihtelee, ja on paikoin jopa 20 metriä kuten esimerkiksi suunnitellun itäi- sen sivukivialueen kohdalla. Louhoksen alueella pintakerros on ohuempi, mutta kuitenkin 8,7–16 metrin vahvuinen (Pöyry Environment Oy 2008).

Hannukaisen alueella maaperän paksuus vaihtelee välillä 0,6–36,5 m, keskipaksuuden ollessa 13,6 metriä (Kuva 10-2-6) (Pöyry Finland Oy 2010). Kenttätutkimusten perusteella maape- rä on enimmäkseen hiekkamoreenia. Alueella on monin paikoin hiekka- ja jopa soraesiintymiä. Niitä on esimerkiksi avolouhosten ympäristössä (Pöyry Environment Oy 2008).

Hannukainen sijaitsee pohjois-etelä -suuntaisessa notkossa, jota ympäröivät montsoniitti- ja kvartsiittikukkulat. Moreeni on paksuimmillaan notkon pohjalla. Kukkuloilla moreenipeite on hyvin ohut ja kallio paikoin paljastunut. Äkäsjokilaaksossa vallit- sevina ovat hiekka- ja sorakerrostumat.

TMF1B/4

TMF1C

TMF1A

1B, 1C1A, 4

Hannukaisen rautakaivos - Maaperäkartta

The Hannukainen Mine Project - Quaternary deposits

Rikastushiekka-alue Tailings Management Facility (TMF) Kaivokset

Mining pits Suojavyöhyke 1 km Buffer zone 1 km 1A - VE4 väliin jäävä alue Difference between 1A - Alt4 1A, 1B, 1C - VE4 väliin jäävä alue Difference between 1A, 1B, 1C - Alt4 VE4 -alue

Alt4 area Kuljetushihna - VE4 Conveyor belt - Alt4 Purkuputki Muonionjokeen - VE4 Disharge pipeline to Muonio River - Alt4 Tiet, johdot, putket ym. 1A, 1B, 1C Roads, cables, pipelines etc. 1A, 1B, 1C Aita VE 1A

Fence Alt 1A Aita VE 1B, 1C Fence Alt 1B, 1C Aita VE 4 Fence Alt 4

1A

0 5 km

Maaperän tyyppi - Sediment type

Kalliokaljastumia Outcrops of bedrok Moreenia Till Hiekkakerrrostuma

4

4

0 5 km

1C

1 C _{0 5 km}

1B

1B

0 5 km

3370000

74900007500000

Kuva 10-2-6. Hannukaisen alueen maakerroksen paksuus metreinä (Pöyry Environment Oy 2008).

10.2.3.1 Pilaantuneet maat

Ympäristön tilan toteamiseksi Rautuvaaran kaivosalueel- la tehtiin vuonna 2011 ympäristövastuiden ja -riskien arvioin- ti (Environmental Due Diligence). Alustavien tutkimusten mu- kaan Rautuvaaran teollisuusalueella on kaivostoiminnan tulok- sena syntynyttä pilaantumaa raskasmetalleilla ja öljy-yhdisteil- lä (maanpäälliset öljysäiliöt, koneiden tankkaus ja korjaamiseen käytetyt alueet). Sen lisäksi on myös mahdollista, että pilaantu- minen on johtunut alueella nykyisin tapahtuvasta toiminnasta, sillä alueella on ollut pienimuotoista korjaamotoimintaa ja jät- teiden polttoa. Rikastushiekka-altaan vierellä olevaan sivukivika- saan on läjitetty teollisuusjätettä, kuten metalliromua ja muovia, mutta jätteen tarkempi koostumus ja alkuperä eivät ole tiedos- sa. Viitteitä jätteiden poltosta löytyy myös teollisuusalueelta eli rikastamon luota ja sen lähialueelta sekä rikastushiekka-altaan reunalla sijaitsevan sivukivikasan alueelta (Golder Associates 2011).

Tunnus Koordinaatit Yläpinnan taso (mmpy) Kartoitettu paksuus (m)

LAU-1 7497064 2499004 210 14

LAU-2 7497140 2498938 210 4,5

LAU-3 7497190 2498842 211 11,8

LAU-4 7497172 2498690 211 4,7

TP1 7495853 2499409 182 4,2

TP2 7495519 2498629 185 4,5

TP3 7495714 2498695 192 5

TP4 7496076 2498710 192 3,5

TP5 7497906 2495981 212 5

TP6 7498165 2496189 222 4

TP7 7498291 2496395 218 3

TP8 7498742 2497119 238 4,2

Kuva 10-2-8. Laurinojan leikkauksen kokonaiskerrosjärjestys (Salonen ym. 2011).

Taulukko 10-2-2. Koekuoppien (TP1-TP8) ja leikkausten (LAU1-LAU4) koordinaatit ja perusominaisuudet (Salonen ym. 2011). mmpy

= metriä meren pinnan yläpuolella.

10.2.3.2 Kerrosjärjestys

Maaperän kerrosjärjestyksen selvittämiseksi Hannukaisen alu- eelle kaivettiin kaivinkoneella kahdeksan koekuoppaa (TP-1- TP-8) 25.7.–11.8.2011 välisenä aikana ja Laurinojan avolouhok- sen kohdalla kerrosjärjestys selvitettiin neljästä leikkauksesta (LAU1-LAU4) (Kuva 10-2-7). Koekuopat kaivettiin, jotta saataisiin kattavaa tietoa yleisestä kerrosjärjestyksestä. Kuopista ja leikka- uksista otettiin näytteitä maa-aineksen, raekoon ja vedenläpäi- sevyyden määrityksiä varten (Kuva 10-2-7) (Salonen ym. 2011).

Koekuoppien (TP1-TP8) ja leikkausten (LAU1-LAU4) perus- ominaisuudet on esitetty alla (Taulukko 10-2-2).

Laurinojan avolouhoksen leikkausten havaittiin muodostu- van 16 metriä paksuista sedimenttikerroksista, jotka ulottuvat peruskalliosta nykyisen maanpinnan tasolle. Neljä leikkausta on alustavasti yhdistetty yhdeksi kokonaisuudeksi, joka käsit- tää 10 sedimentologista yksikköä. Niiden voidaan katsoa esit- tävän neljää jäätiköitymis-sulamisvaihetta, joita tässä alustavasti nimitetään Vanhimmaksi (A), Vanhaksi (B), Keskimmäiseksi (C) ja Nuorimmaksi (D) jäätikoitymisjaksoksi (Salonen ym. 2011) (Kuva 10-2-8).

Jakso A. Vanhinta jäätiköitymistapahtumaa edustaa pohjim- mainen klastinen moreeni (Yksikkö 1), joka on hyvin erodoitu- nut ja koostuu ensisijaisesti paikallisista rautamalmi-karssi-sora- kivistä. Tämän yksikön ikä jää selvittämättä, mutta se todennä- köisesti edustaa aikaa ennen Saalen jääkautta (MIS6) ja tässä yh- teydessä se korreloi happi-isotooppivaihe 8:n kanssa (Kuva 10- 2-8) (Salonen ym. 2011).

Jakso B. Jakso A:n yksikön 1 yläosan eroosiokontaktin pääl- lä on noin kahden metrin paksuinen kerros harmaata, lohka- reista moreenia, joka sisältää vain vähän malmiklasteja. Tämän (Yksikkö 2) tulkittiin olevan lännestä virranneen mannerjään kerrostamaa pohjamoreenia. Rautuvaarassa viime aikoina teh- dyt ikämääritykset (OSL, optically stimulated luminescence) näyttäisivät osoittavan, että yksikkö voi olla peräisin varhaiselta Veikselin kaudelta (MIS5d) ja että se näin ollen korreloisi vanhim- man Veikselin kauden moreenin kanssa, jota on havaittu myös Soklissa (Hellmens ym. 2007). Yksikkö 2:n päälle on kerrostunut noin 60 lustosavikerrosta sekä metrin paksuinen silttikerrossarja, jotka muodostavat yksikkö 3:n. Näiden kahden yksikön voidaan tulkita edustavan Vanhan jäätiköitymisjakson jäätiköitymis- ja sulamisvaihetta. Jäätikköjärviin sedimentoituneiden ainesten (Yksikkö 3) päälle on kerrostunut fluviaalista soraa (Yksikkö 4) ja hiekkoja (Yksikkö 5), jotka mahdollisesti edustavat Vanhaa jääti- köitymisjaksoa (B) seuranneita jäättömiä olosuhteita (Kuva 10-2-

Jakso C. Keskimmäisen jäätiköitymisjakson aikaiset punerta- va moreeni sekä siihen liittyvät sorat ovat hiertäneet, poimut- taneet sekä tiivistäneet fluviaalisia hiekkoja ja soria (Yksikkö 6).

Tämä moreenipatja on silmin nähtävissä kaikkialla Laurinojan louhoksella. Sen havaittiin olevan jatkuva, mutta tavallisesti var- sin ohut (20–50 cm) pohjamoreeniesiintymä. Se on suuntau- tunut luoteeseen ja vastaa siten Keski-Veikselin aikaista jäävir- tausta kuten Sutinen on tulkinnut (1992). Yksikkö 6:n päälle on kerrostunut planaarisia sekä karekerroksellisia hiekkoja, joissa on joitakin hiukan karkeamman aineksen muodostamia teräviä kiiloja. Tämän osuuden (Yksikkö 7) tulkittiin edustavan suisto- alueen sedimentoitumia, jotka liittyvät keskimmäisen jääkau- sitapahtuman sulamisvaiheeseen. Korrelaatio Keski-Veikselin interstadiaaliaikaan, jonka Sarala ja Eskola ovat kuvanneet Petäjässelässä (2011), osoittaa keskisen Lapin olleen vapaa jääs- tä happi-isotooppivaiheen MIS3 aikana (Kuva 10-2-8) (Salonen ym. 2011).

Jakso D. Nuorimman jäätiköitymisjakson aikana lounaas- ta virranneen jään kerrostama hiertynyt sora ja hiekkainen moreeni (yksikkö 8) on leikannut ja deformoinut alapuoli- sen yksikkö 7:n hiertyneiden hiekkakerrosten yläkontaktia.

Kokonaiskerrosjärjestyksen ylin moreeni (Kuva 10-2-8, yksikkö 8) on yhtenäinen, 1–3 metrin paksuinen peite, ja se tavataan kaikissa tutkituissa leikkauksissa ja koekuopissa. Se on löysä ja konforminen ja sisältää hiekkalinssejä, mikä kaikki viittaa subg- lasiaaliseen sulamiseen. Laurinojan leikkauksessa, (LAU-4), mo- reenikerrosta osittain leikkaavat isot viuhkamaiset, lohkareiset soravyöhykkeet, jotka ovat ilmeisesti kertyneet jäätikköjoen ka- navan suulle (Yksikkö 9). Ylimmät sedimentit muodostuvat ta- vallisesti massiivisista hiekoista (Yksikkö 10), joissa on maannos- tumista (Kuva 10-2-8) (Salonen ym. 2011).

10.2.3.3 Läpäisevyysarvot

Leikkauksista (LAU1-LAU4) ja koekuopista (TP1-TP8) otettiin maanäytteet raekoon määrittelemiseksi ja vedenläpäisevyyden (permeabiliteetti) mittaamiseksi, jotta voitaisiin tunnistaa vettä johtavat sekä vettä huonosti johtavat kerrokset (hydrostratigra- fia) (Nurminen & Korkka-Niemi 2011).

Läpäisevyysarvot (K-arvot) laskettiin raekoon määrityksistä Hazenin menetelmällä (Hazen 1911). Maastossa vedenläpäise- vyys mitattiin käyttämällä hyvin yksinkertaista rengassuodatus- testiä. Tulokset esitetään seuraavaksi (Taulukko 3) (Nurminen &

Korkka-Niemi 2011).

Suurin osa vedenläpäisevyystestien tuloksista osoitti hyviä

ID Maalaji Lajittunut/ lajittu- maton

Ck-arvo (Hazen, vakio)

K-arvo (m/s) (Hazen,

metodi) K-arvo (m/s) (suotautu- mis-testi)

LAU1-1 hiekka lajittumaton 100 2,89E-04

LAU1-2 sorainen hiekka lajittumaton 120 3,89E-04

LAU1-3 siltti lajittumaton 60 9,13E-08

LAU1-4 siltti lajittunut 60 9,38E-07

LAU1-5 hiekkainen sora lajittumaton 120 2,22E-03

LAU1-6 hiekka lajittunut 80 1,28E-05

LAU1-7 hiekka lajittunut 100 7,84E-06

LAU1-8 hiekka lajittunut 100 2,25E-04

LAU1-9 sorainen hiekka lajittumaton 100 5,29E-04

LAU1-10 hiekka lajittumaton 100 3,24E-04

LAU1-11 hiekka lajittumaton 120 1,73E-04

LAU1-suotautumistesti A 3,5 m siltti lajittunut 60 8,64E-07 2,70E-05

LAU1-suotautumistesti B 7,6 m silttinen hiekka lajittunut 100 1,09E-05 7,34E-05

LAU2-1 sorainen hiekka lajittumaton 100 4,00E-04

LAU3-1 hiekka lajittumaton 100 2,89E-04

LAU3-2 sora lajittumaton 120 4,32E-03

LAU3-3 hiekkainen siltti lajittunut 80 1,80E-06

LAU3-4 silttinen hiekka lajittunut 80 1,41E-05

LAU3-5 hiekka lajittumaton 100 3,24E-04

LAU3-6 sorainen hiekka lajittumaton 100 4,84E-04

LAU3-7 hiekka lajittumaton 100 1,69E-04

LAU3- suotautumistesti C 5 m hiekkamoreeni lajittumaton 120 2,70E-06 5,80E-06

LAU3- suotautumistesti D 5 m hiekkainen siltti lajittunut 80 1,57E-06 7,90E-06

LAU3- suotautumistesti E 8,3 m hiekka lajittunut 100 5,29E-04 1,70E-04

LAU3- suotautumistesti F 15 m hiekkamoreeni lajittumaton 120 7,50E-06 7,70E-06

LAU4-1 hiekkamoreeni lajittumaton 120 3,89E-06

TP1 2,5 m hiekkamoreeni lajittumaton 120 4,80E-06

TP1 4,0 m hiekka lajittunut 120 1,23E-03

TP2 3,5 m hiekkamoreeni lajittumaton 120 1,01E-05

TP2 5 m hiekkainen sora lajittumaton 120 1,08E-03

TP3 1 m hiekkamoreeni lajittumaton 120 1,23E-05

TP7 1 m sorainen hiekka lajittumaton 100 3,61E-04

TP7 2,7 m hiekka lajittumaton 100 1,69E-04

TP 8 1,5 m sorainen hiekka lajittumaton 100 2,56E-04

Maalajien tyypilliset K-arvot (vedenläpäisevyydet) Sora 1E-02…1E-04 Siltti 1E-05…1E-09 Hiekka 1E-04…1E-06 Savi 1E-08…1E-10

Taulukko 10-2-3. Sedimenttinäytteet ja K-arvot (Nurminen & Korkka-Niemi 2011).