Saimaa Geopark Geologia ja ympäristö Kivilajit

Saimaa Geoparkin kallioperän tunnetuin kivilaji on rapakivi

Kivilajinäytteet

Amadeus-kivi

Amadeus-kivi eli granaattikordieriittigneissi on Sulkavan alueella esiintyvä monivärinen, pääosiltaan vihertävä gneissikivi. Gneissit ovat metamorfisia eli muuttuneita kivilajeja, jotka ovat syntyneet jonkin varhaisemman kiven joutuessa korkeisiin paine- ja lämpötilaoloihin. Amadeus on ollut alkujaan osa muinaista merenpohjaa, joka on joutunut mukaan vuorijonon poimutukseen noin 1900-1800 milj. vuotta sitten. Maankuoren myllerryksessä kivi on osittain sulanut, kiteytynyt uudelleen ja muuttunut juovikkaaksi suonigneissiksi. Siinä erottuvat vaaleat graniittisuonet, tummat gneissiliuskeet ja punertavat granaattimineralisaatiot. Näyttävän kirjavan tekstuurinsa vuoksi amadeusta käytetään sisustukseen, tasoihin ja monumentteihin.

Päämineraalit: maasälpä, kvartsi, biotiitti, kordieriitti, granaatti

Gabro

Gabrot ovat tummia syväkiviä eli maankuoren sisällä sulasta magmasta kiteytyneitä kivilajeja. Niiden emäksinen koostumus vastaa basalttisia laavoja, joita purkautuu etenkin valtamerten keskiselänteillä. Gabrot ja muut emäksiset syväkivilajit ovat taloudellisesti merkittäviä, sillä ne soveltuvat hyvin rakennusteollisuuden raaka-aineeksi ja tarjoavat suuria nikkeli-kromi- sekä kupariesiintymiä. Gabro tunnetaan myös nimellä ”musta graniitti”, mutta termi on harhaanjohtava, sillä näiden kemiallinen ja mineraloginen koostumus poikkeaa toisistaan.

Päämineraalit: pyrokseeni, plagioklaasi, sarvivälke, oliviini

Graniitti

Graniitti on syväkivilaji, eli syvällä maankuoressa magmasta hitaasti kiteytynyt kivilaji. Hitaan kiteytymisen vuoksi mineraalikiteet ovat saaneet kasvaa suurehkoiksi rakeiksi. Graniitin nimi tuleekin latinan kielen sanasta granum eli rae. Suurin osa maamme graniiteista on muodostunut noin 1900–1800 miljoonaa vuotta sitten. Graniitti on eräs kallioperämme yleisimmistä kivilajeista, ja se on julistettu kansalliskiveksemme. Graniittisissa kivissä on luonnostaan pieniä määriä uraania ja toriumia, jotka epävakaina alkuaineina tuottavat radioaktiivista säteilyä ja hajoavat radioaktiiviseksi radon-kaasuksi. Ominaisuuksiltaan graniitti on kestävää ja kovaa, ja se soveltuu hyvin rakennuskiveksi.

Päämineraalit: kalimaasälpä, plagioklaasi, kvartsi, kiilteet

Graniittipegmatiitti

Erittäin karkearakeisia magmakiviä kutsutaan pegmatiiteiksi. Niiden raekoko vaihtelee, mutta kaikkein karkearakeisimmissa pegmatiiteissa yksittäisen mineraalikiteen koko voi olla jopa useita metrejä. Pegmatiitit esiintyvät tyypillisesti juonina tai linsseinä, ja niiden kemiallinen koostumus vastaa ympäröivää kivilajia. Graniittiset pegmatiitit ovat yleisimpiä. Pegmatiiteissa tavataan usein korukivilaatuista berylliä ja topaasia sekä hi-tech-metalleja, minkä vuoksi niiden hyödyntämiseen kohdistuu taloudellista kiinnostusta.

Päämineraalit: maasälpä, kvartsi, kiilteet

Granodioriitti

Granodioriitti on graniitin kaltainen syväkivilaji, joka eroaa vain siten, että granodioriitissa plagioklaasimaasälvän osuus on kalimaasälpää suurempi. Graniitissa puolestaan kalimaasälpää on enemmän. Granodioriitin yleisilme voi olla keskimäärin graniittia tummempi, mikä johtuu mustasta sarvivälke-mineraalista.

Päämineraalit: plagioklaasi, kalimaasälpä, kvartsi, kiilteet, (sarvivälke)

Karbonaattikivi

Karbonaattikiviksi kutsutaan pääasiassa karbonaattimineraaleista, yleensä kalsiitista tai dolomiitista, koostuvia kivilajeja. Niitä muodostuu tyypillisesti merissä joko saostumalla tai kalkkikuoristen eliöiden jäänteiden kerrostuessa pohjaan. Suomen vanhan kallioperän karbonaattikivet ovat useaan kertaan metamorfoituneet eli kiteytyneet uudelleen kohonneen paineen ja lämpötilan vaikutuksesta.

Päämineraalit: kalsiitti, (dolomiitti)

Plagioklaasiporfyriitti

Tämä plagioklaasiporfyriitti on vulkaaninen kivi, joka on läpikäynyt metamorfoosin. Vulkaniitit eli laavakivet ovat syntyneet maan pinnalle, merenpohjaan tai purkautumiskanavaan jähmettyneestä ja kiteytyneestä laavasta. Suomen ikivanhasta kallioperästä tällaiset pintasyntyiset kivet ovat kuitenkin kuluneet pois jo aikakausia sitten, lukuunottamatta lukuisten mannerlaattojen törmäysten seurauksena syvälle maankuoreen kiilautuneita kappaleita. Nämä vanhan maankuoren kappaleet ovat korkeassa paineessa ja lämpötilassa metamorfoituneet eli muuttaneet muotoaan. Kiven hienorakeisessa perusmassassa olevat vaaleat, liistakkeiset hajarakeet eli porfyyrit ovat plagioklaasi-mineraalia.

Päämineraalit: pyrokseeni, plagioklaasi, oliviini, sarvivälke

Rapakivigraniitti

Rapakivi on eräs harvoista suomen kielen sanoista, jotka on lainattu sellaisenaan muihin kieliin. Nimi tulee kiven taipumuksesta rapautua herkästi soraksi eli moroksi. Rapakivigraniitteja tunnetaan kaikilta mantereilta, ja niistä suurin osa on syntynyt proterotsooisen eonin keskivaiheilla 1800-1000 milj. vuotta sitten. Rapakiviä tavataan Suomessa laajoina alueina, jotka edustavat muinaisten tulivuorten alaisia kiteytyneitä magmasäiliöitä. Miljoonien vuosien eroosion tuloksena ne ovat paljastuneet maan pinnalle. Rapakivet (1650-1540 milj. v.) ovat eräitä ikivanhan peruskalliomme nuorimmista kivistä. Ne on suhteellisen helppo tunnistaa 1–5 cm kokoisista, pyöreistä alkalimaasälpä-mineraalista koostuvista hajarakeista, joilla voi olla vaalea plagioklaasikehä. Rapakiveä kutsutaan siinä tapauksessa viborgiitiksi.

Päämineraalit: kalimaasälpä, plagioklaasi, kvartsi, kiilteet

Sininen kalsiitti

Lappeenrannan Ihalaisen kalsiitti eli kalsiumkarbonaatti on väriltään sinertävää marmoria. Suomen kallioperästä löytyy ympäri maan kalkkikiviesiintymiä, jotka ovat muodostuneet muinoin matalaan lämpimään mereen kerrostuneesta kalkkipitoisesta aineksesta. Sittemmin kivet ovat ehtineet käydä läpi useita muodonmuutosvaiheita ja ovat paikoin kovettuneet kauniiksi marmoreiksi. Kalsiittista kalkkikiveä käytetään useisiin tarkoituksiin, esimerkiksi raaka-aineena poltetun kalkin ja sementin valmistuksessa, teollisuudessa ja maanparannusaineena.

Päämineraalit: kalsiumkarbonaatti

Tiriliitti

Tiriliitti on rapakivigraniitin fayaliittipitoinen, tumma ja tasarakeinen muunnos, jonka tunnistaminen ensisilmäyksellä voi olla haastavaa tumman värin vuoksi. Sen nimi on annettu löytöpaikan eli Lappeenrannan Tirilän mukaan.

Päämineraalit: kalimaasälpä, plagioklaasi, kvartsi, oliviini (fayaliitti), sarvivälke

MINERAALIEN TUNNISTAMINEN

Mineraalit ovat luonnossa esiintyviä kiteisiä aineita. Kivet koostuvat mineraalirakeista ja yleisimpiä mineraaleja niissä ovat kvartsi, maasälpä ja kiilteet. Kivilajin täsmällinen määrittäminen ilman laboratoriotutkimuksia on kuitenkin usein haastavaa. Jos tutkittavan kiven mineraalikiteet ovat suuria, alustava tunnistus voidaan suorittaa kokeellisesti tutkimalla mineraalien fysikaalisia ominaisuuksia. Mineraalien tunnistamista harjoitteleva georetkeilijä voi maasto- ja kotioloissa käyttää apunaan teräspiikkiä tai puukkoa, magneettia, vanhaa sulaketta tai muuta lasittamatonta posliinikappaletta sekä suurennuslasia.

Kiderakenne ja asu

Jokaisella mineraalilla on oma tunnusomainen kiderakenteensa. Kiderakenne määrittää sen, millaiset pintamuodot ovat mineraalikiteelle mahdollisia. Kiteytymisen aikaiset olosuhteet määrittävät kuitenkin, millaisia pintamuotoja kiteelle voi kehittyä. Omamuotoinen kide on sellainen, joka on saanut kehittyä täydellisesti oman kiderakenteensa mukaiseksi. Kansanomaisesti saatetaan tällöin puhua kristallista. Täysin omamuotoiset kiteet ovat kuitenkin luonnossa suhteellisen harvinaisia. Mineraaleja voidaan silti tunnistaa niiden asun eli ulkonäön perusteella, sillä asu voi usein kuvastaa mineraalin kiderakennetta. Esimerkiksi levymäiset tai suomumaiset kiteet ovat tavallisesti kiillemineraaleja.

Kovuus

Kovuus on usein hyvä tuntomerkki. Mineraaleja tunnistettaessa voidaan käyttää apuna Mohsin 10-kantaista kovuusasteikkoa, jossa 1 = pehmein (talkki) ja 10 = kovin (timantti). Asteikossa ylempänä oleva mineraali naarmuttaa alempana olevaa, ja saman kovuiset naarmuttavat toisiaan. Kovuuden määrittämisessä voidaan käyttää apuna puukkoa tai teräspiikkiä (K = 5,5) tai rautanaulaa (K = ~ 5). Apuväline ei kykene naarmuttamaan itseään kovempaa ainetta. Kvartsia kovemmat mineraalit (K > 7) ovat yleensä jalokiviä tai puolijalokiviä.

Mohsin asteikko

10 timantti
9 korundi
8 topaasi
7 kvartsi
6 maasälpä
5 apatiitti
4 fluoriitti
3 kalsiitti
2 kipsi
1 talkki

Väri ja viiru

Mineraalin väri on usein avuksi tunnistuksessa, mutta yleisesti ottaen se on heikko tunnistuskeino, sillä sama mineraali voi esiintyä eri väreissä. Viiru tarkoittaa mineraalin jauheen väriä, ja se on merkittävä tunnistuskeino etenkin malmimineraaleissa. Viiru saadaan naarmuttamalla mineraalia lasittamattomaan posliiniin, kuten vanhaan sulakkeeseen. Malmimineraalit (oksidit ja sulfidit) antavat voimakkaan värisen tumman viirun, kun taas muilla mineraaleilla se on yleensä vaalea. Silikaateilla viiru onkin yleensä harmaa tai vihreä, mustilla malmimineraaleilla puolestaan musta, ruskea tai punainen.

Magneettisuus

Yleisimmistä mineraaleista ainoastaan magnetiitti on aina voimakkaasti magneettinen. Magneettisuus onkin tärkeä tunnistuskeino erotettaessa magnetiitti muista malmimineraaleista. Magneettikiisu puolestaan on toisinaan magneettinen. Rautameteoriitit ovat hyvin usein magneettisia. Magneettisuus voidaan todeta magneetilla.