Hydrogeology and hydrogeochemistry of the western margin of the Viiankiaapa mire in Sodankylä : Factors affecting the distribution of endangered species

Show full item record



Permalink

http://urn.fi/URN:NBN:fi:hulib-201908023191
Title: Hydrogeology and hydrogeochemistry of the western margin of the Viiankiaapa mire in Sodankylä : Factors affecting the distribution of endangered species
Author: Bigler, Paula
Contributor: University of Helsinki, Faculty of Science
Publisher: Helsingin yliopisto
Date: 2019
Language: eng
URI: http://urn.fi/URN:NBN:fi:hulib-201908023191
http://hdl.handle.net/10138/304707
Thesis level: master's thesis
Discipline: Geologia
Abstract: Sodankylässä sijaitsevan Viiankiaavan aapasuoalue on herättänyt kansallista mielenkiintoa vuoden 2011 jälkeen, AA Sakatti Mining Oy:n ilmoittaessaan suuresta malmilöydöstä. Tämä Sakatti malmina tunnettu Ni-Cu-PGE esiintymä sijaitsee Natura 2000 –alueena suojellun Viiankiaavan länsireunalla, jääden pääsääntöisesti suojelualueen alle. Viiankiaavalta on löytynyt useampi Natura 2000 luontodirektiiveihin kuuluva laji, yksi näistä on pohjavesivaikutteisessa ympäristössä viihtyvä kiiltosirppisammal (Hamatocaulis vernicosus). Vaikka Sakatin kaivoshanke on tänä päivänä vasta malminetsintävaiheessa, on alueen hydrogeologian tunteminen tärkeää. Tässä työssä selvitettiin 1) pohjavesivaikutusta Viiankiaavan länsireunalla, 2) Sakattimalmin vaikutusta alueen hydrogeokemiaan, 3) hydrologian ja hydrogeokemian vaikutusta vaarantuneen H. vernicosuksen esiintyvyyteen. Näytteet kerättiin syys-, lokakuussa 2016, maalis-, huhtikuussa 2017 ja kesällä 2017. Näytteitä kerättiin niin pintavedestä, pohjavesiputkista, lähteistä kuin minipietsometrillä eri syvyydeltä turpeen huokosvedestä. Näytteistä analysoitiin EC, pH, lämpötila, hapen ja vedyn stabiilit isotoopit, DSi, pääionikoostumus, alkaliniteetti, hivenalkuaineita sekä liuennut orgaaninen hiili (DOC). Pohjavesivaikutus oli selkeintä Viiankijärven ja Särkikoskenmaan fluviaalisedimenttimuodostuman välisellä alueella. Varsinkin syvät turpeen huokosvedet osoittivat pohjaveden liikettä turpeessa ja purkautumista kohti Viiankijärveä sekä turvekerroksen pintaosia sekoittuen samalla pintaveden kanssa. Sakattimalmin alueella, pintavesinäytteet sekä turveveden syvyysprofiilit kuvastivat pääsääntöisesti isotooppikoostumukseltaan vuodenaikaista sadantaa. Mahdollista pohjaveden purkautumista tapahtui kuitenkin Sakattimalmin ja Kitisen joen välissä sekä Pahanlaaksonmaan lähettyvillä. Kitisen joen reunavallien lähteiden isotooppikoostumus kuvasti sekoittunutta pinta- ja pohjavettä, jonka perusteella voidaan olettaa, että Viiankiaavan pintavettä suotautuu jokipenkan fluviaalisedimenttien läpi lähteisiin sekä Kitisen jokeen. Myös mahdollinen kallioperän rapauma ja rikkonaisuus voisi selittää pintavesien kaltaisia tuloksia lähteissä sekä osassa kallioperään ulottuvassa pohjavesiputkessa. Positiivinen korrelaatio löydettiin H. vernicosuksen ja turvepaksuuden kanssa. Sammallaji oli runsaimmillaan alueilla, jossa turvepaksuus oli 2 – 4 m. Pohjaveden vaikutus H. vernicosuksen esiintyvyyteen ei ollut täysin selvä. Ca ja Mg pitoisuudet olivat pienempiä alueilla, joilla ekosysteemi viihtyi, mutta pH ja alkaliteetti suurempia. H. vernicosus esiintyvyysalueella Ca ja Mg pitoisuudet muistuttivat kuitenkin Lapin liuskekivivyöhykealueen lähdevesien pitoisuuksia, mikä voisi viitata pohjavesivaikutukseen. Alueet, mistä ekosysteemejä ei esiintynyt sijoittuivat pääsääntöisesti Sakatin malmin läheisyyteen. Malmin vaikutus näkyi alueellisesti suon pintavedessä, nostaen malmialueen pääioni- sekä hivenainepitoisuuksia ja sähkönjohtavuutta. Tämä selittänee myös miksi alueilla, jossa ekosysteemejä ei tavattu oli korkeat alkuainepitoisuudet.Viiankiaapa mire, located in the municipality of Sodankylä, has drawn public attention after mining company, AA Sakatti Mining Oy published their discovery in 2011. The discovered Ni-Cu-PGE ore deposit, Sakatti, is located mainly under the Natura 2000 protected Viiankiaapa. Viiankiaapa is Natura 2000 protected due to the several natural habitat types and plant species one of these, H. vernicosus is known to thrive at the areas of groundwater influence. The Sakatti deposit is in exploration phase but it is possible that mining will start in future. Knowing the hydrogeology of the area is crucial for preventing possible negative changes if the mining starts. In this study the objectives were to study 1) the influence of groundwater at the western margin of Viiankiaapa, 2) the influence of Sakatti ore deposit to the hydrogeochemistry of the area, 3) the influence of hydrology and hydrogeochemistry to the endangered H. vernicosus species. The sampling was done in September and October 2016, March and April 2017 and continued in summer 2017. Samples were collected from surface water of the mire, groundwater, spring water as well as from different depth of peat pore water using mini-piezometer. EC, pH, temperature, stable isotopes, DSi, main ions, trace elements and dissolved organic carbon (DOC) were analyzed. The groundwater influence was visible at the area of Lake Viiankijärvi and Särkikoskenmaa fluvial sediment deposit. Depth profiles of stable isotopes and main ions indicated groundwater flow in deep peat layer and mixing with surface water as the groundwater flow upwards through the peat layer. At the Sakatti ore deposit area the isotopic composition of surface water samples represented mainly season’s precipitation with few exceptions. Possible groundwater discharge was visible at the area between Sakatti main deposit and River Kitinen as well as near Pahanlaaksonmaa. The isotopic chemistry of spring water samples at the bend of River Kitinen had values of mixed groundwater and surface water. It is likely that the mire water infiltrates through the peat layer and fluvial sediments and discharges to the springs and River Kitinen. The bedrock of the area is known to be weathered, which could explain surface water like isotope values in springs and in some of the bedrock groundwater observation wells. Positive correlation was found between H. vernicosus ecosystems and the depth of peat. A ribbon-shaped zone of habitats and 2 – 4 m thick peat layer crosses the mire. The correlation with groundwater discharge was not clear. Ca and Mg concentrations were smaller but pH and alkalinity were higher at the areas of H. vernicosus ecosystems. However the Ca and Mg concentrations resembled areal spring water chemistry, which could indicate groundwater influence. Areas without the ecosystems are located mainly near the Sakatti ore deposit. The influence of the deposit in hydrogeochemistry was locally visible as elevated electric conductivity, main ion and trace element concentrations of the surface water and peat pore water. This most likely explains why the areas without the ecosystems had higher element concentrations.


Files in this item

Total number of downloads: Loading...

Files Size Format View
Bigler_Paula_ProGradu_2018.pdf 12.45Mb PDF View/Open

This item appears in the following Collection(s)

Show full item record