Eesti Looduse fotovõistlus
2012/8



   Eesti Looduse
   viktoriin


   Eesti Looduse
   fotovõistlus 2012




   AIANDUS.EE

Eesti Loodus
Maailma liivad EL 2012/8
Liivas peavad vastu vaid tugevaimad II

Eesti Looduse märtsinumbris ilmunud artiklis liivadest oli juttu liiva enim levinud koostisosadest. Olulisi koostisosi on aga veel hulganisti.

Liiva väga tähtsad koostisosad on oksiidid. Artikli esimeses osas olid kõne all spinellid, sealhulgas magnetiit ja kromiit, ning hematiit. Sellega aga tähtsate oksiidsete mineraalide rida ei piirdu. Rutiil, kassiteriit, ilmeniit ja korund on oksiidsed mineraalid, millest ei saa liiva koostist käsitlevas artiklis mööda vaadata. Mitte ükski neist pole kivimites väga laialt levinud, kuid liivas kohtab neid üllatavalt sageli ning kõik nad on inimkonnale mingil põhjusel tähtsad.
Miks on oksiidid liivas justkui üleesindatud? Arvatavasti on asi omaduses, millele viitab artikli pealkiri: liivas peavad vastu tugevad mineraalid, mis tähendab lihtsalt seda, et nad ei murene kergesti. Oksüdeerumine on väga oluline osa kivimite keemilisest murenemisest, aga valdav osa oksiide edasi ei oksüdeeru.

Korund on ilmselt enamikule lugejaist tuntum rubiini (punane korund) ja safiirina (enamasti sinakas või kollakas). Korund on hinnatud vääriskivi, aga tal on rakendusi ka tööstuses, eelkõige suure kõvaduse tõttu. Korund on huvitav näide mineraali kohta, mis on küll väga lihtsa koostisega (Al2O3), kuid siiski üsna vähese levikuga. Alumiinium ja hapnik on maakoores eriti laialt levinud elemendid, mistõttu võiks eeldada, et korundi leidub peaaegu kõikjal, ometi see nii ei ole.
Antud juhul on asi selles, et korundil on tugevad võistlejad: nii juhtub ka elus nendega, kes kitsale spetsialiseerumisele eelistavad kaasa lüüa suures äris. Magmast kristalliseeruvatest mineraalidest krabavad päevakivi ja vilgud kogu saadaval oleva alumiiniumi endale, nii et korundile ei jää midagi. Seetõttu polegi mõtet seda mineraali näiteks graniidi seest otsida.
Ka alumiiniumirikaste moondekivimite seas on hulk mineraale, mis kõik armastavad alumiiniumi. Samas aga on laial spetsialiseerumisel ka omad eelised, sest aeg-ajalt tekib siin ja seal võimalusi, mistõttu võib korundi leida paljudes kristalsetes kivimites: nii nimetatakse tavaliselt tard- ja moondekivimeid, ehkki rangelt võttes koosneb ka enamik settekivimeid kristallidest.

Rutiil (TiO2) on lihtsa koostisega mineraal, mis illustreerib hästi seda, et mineraali määramiseks ei piisa ainult keemilisest koostisest. Näiteks anataas, mis on Eesti liivades rutiilist märksa levinum, on sama koostisega. Keemiliselt oleks tegu justkui sama ainega, aga nad erinevad struktuurilt ja seetõttu ka kristalli kuju ja omaduste poolest. Selliseid mineraale nimetatakse polümorfseteks: neil on sama koostis, kuid erisugune ehitus.
Rutiil on tähtis maavara suure titaanisisalduse tõttu. Samamoodi kui nii mõnigi teine oksiidne mineraal on makroskoopilised rutiilikristallid tumedad ja läbipaistmatud, ehkki tegelikult on rutiilil ilus tumepunane värvitoon, mis avaldub kõige paremini mikroskoobi all, uurides väikeste liivaterade suurusi rutiiliteri.

Ilmeniit (FeTiO3) on oluline maavara, mida kaevandatakse eelkõige titaanisisalduse tõttu ning samamoodi kui rutiili sageli puistmaardlatest ehk liivast. Ilmeniit sarnaneb mõnevõrra magnetiidiga. Mõlemaid leidub liivas väikeste mustade metalse läikega teradena.
Mõnikord öeldakse, et ilmeniit on nõrgalt magnetiline mineraal. Kui magnetiiditera hüppab sellele lähendatud püsimagneti külge, siis ilmeniit enamasti küll liigutab laisalt, nii-öelda keerab külge, aga hüpata ei viitsi. Siiski ei tulene see mitte ilmeniidi enda magnetilistest omadustest, vaid asjaolust, et ilmeniidi kristallid on sageli väikse koguse magnetiidiga läbikasvanud.
See kummatigi ei tähenda, et ülejäänud mineraalidel peale magnetiidi puuduks magnetiline vastuvõtlikkus. Paljud mineraalid tõmbuvad magneti külge (seda omadust nimetatakse paramagnetilisuseks), kuid see jõud on liiga väike, et seda koduste vahenditega katsetades märgata. Tööstuslikult, võimsate elektromagnetite abil kasutatakse seda omadust aga mineraalide separeerimiseks.
Ilmeniiti leidub tihti koos leukokseeniga. Leukokseen on heledat värvi segu eri mineraalidest; sageli katab ta koorikuna ilmeniiditeri. Tegu on justkui haigusega, mis ilmeniiti sageli vaevab, Eks murenemist võibki käsitleda kui kivimite ja mineraalide haigust, mis nad aja jooksul hävitab, et vabastada materjal uute mineraalide tekkeks. Samalaadne saatus on ju ka elusorganismidel. Tõsi küll, kivimid on õnnelikumas olukorras kui meie, sest nende eluiga on palju pikem.

Kassiteriit (SnO2) on samuti liivas võrdlemisi levinud oksiid, ning inimkonna peamine tina allikas. Kassiteriiti leidub peamiselt pegmatiitides ja greisenis. Pegmatiit on enamasti graniitse koostisega kivim, mis on rikastunud elementidest, mis tavaliste magmaliste mineraalide kristallstruktuuri kuidagi ei sobi. Seetõttu sisaldavad pegmatiidid sageli huvitavaid ning vähese levikuga mineraale. Üks neist keemilistest elementidest, mille enim levinud mineraalid ära põlgavad, ongi tina, mis moodustab seetõttu omaette faasi, mida me tunneme kassiteriidina.
See on meie õnn, et loodus keemilisi elemente niimoodi kontsentreerib, muidu oleks maavarade eraldamine kivimitest palju suurem ja mahukam töö ning vaevalt meie esivanemad niimoodi kunagi pronksiaega (pronks on tina ja vase sulam) ja sealt edasi tööstusühiskonda oleks jõudnud.

On veel üks põnev oksiid, mis on küll väga ebapüsiva iseloomuga, kuid liivastes setetes sageli olemas, eriti talvel – see on jää. Võib näida mõnevõrra kummalisena, et jääd peetakse mineraaliks, aga ometi vastab see kõigile mineraalidele esitatavatele nõudmistele ning etendab geoloogias olulisi ja väga mitmekesiseid rolle.
Jää kui mineraal? Jää kui kivim? Aga miks ka mitte. Lumena leiduvat jääd võib pidada setteks või isegi settekivimiks, kui lumi on muutunud koorikuliseks. Jää on tsementeeriv mineraal külmunud setetes. Jää on kumulaatne tardkivim, mis katab külmunud järvi. Jää on moondekivim, mis liustikuna mööda mäeorge oma raskuse mõjul allapoole voolab, tehes seda siiski tahkes olekus. Jää võib esineda stalaktiitide moodi nõrgvormina, mida me tunneme jääpurikatena. Seega on minu meelest igati kohane pidada jääd mineraaliks, koguni üheks mitmekesisemaks ja huvitavamaks nende seas.

Mainimata on veel mitu silikaatset mineraali, millest paljud on kivimites väga levinud, kuid liivas üsna alaesindatud.

Oliviin on üks esimesi mineraale, mis jahtuvast magmast kristalliseeruma hakkab. Talle järgnevad pürokseenid, seejärel amfiboolid jne. Huvitav on see, et nende mineraalide vastupidavus murenemisele on täpselt vastupidine. Viimaste kristalliseerujate seas on kvarts, mis juhtumisi on ka kõige vastupidavam. Teatud loogika on siin olemas, sest jahe ja niiske murenemiskeskkond on tingimuste poolest oliviini tekkekeskkonnast väga erinev, mistõttu pole oliviin uutes oludes stabiilne.
Oliviini leidub peamiselt tumedat värvi tardkivimites, eriti rohkelt on oliviini maakoore all vahevöös. Oliviin on tähtis mineraal mõnedes kivimites, aga peab murenemisele niivõrd halvasti vastu, et seda on mõtet otsida vaid vulkaaniliselt aktiivsete piirkondade mustast rannaliivast.

Samalaadsed on ka pürokseenid, mis on sarja eelmises osas tutvustatud amfiboolide lähedased sugulased, kuid peavad murenemisele halvemini vastu. Pürokseene leidub peamiselt tardkivimeis, näiteks väga laialt levinud basaldile annavad musta värvuse just väikesed pürokseenikristallid. Must vulkaaniline liiv sisaldab pürokseene rohkelt üksikmineraalidena, kuid veelgi sagedamini teiste mineraalidega koos basaltsete kivimite tükikestes.

Vilgud on hästi levinud mineraalid, neist koosneb tervelt neli protsenti maakoorest, ning küllalt sageli esineb vilguliblesid ka liivas. Kaks kõige tähtsamat vilkude hulka kuuluvat mineraali on tumepruun biotiit ja rohekashall muskoviit.
Samamoodi kui paljud teised silikaatsed mineraalid murenevad nad aja jooksul savimineraalideks, mistõttu on kõige enam lootust vilgurikast liiva leida jõeliivast, sest seal on nad lähtekivimeile kõige lähemal ja pole jõudnud veel ära mureneda. Mererannas on vilgurikast liiva juba vähem. Luiteliivad ei sisalda tavaliselt üldse vilku, sest vilkude leheline kuju erineb suuresti tavalistest mineraalidest, mistõttu puhub tuul nad luidetest minema.

Glaukoniit on mineraal, mille klassifitseerimisel satume raskustesse. Struktuuri poolest võiks selle arvata vilkude hulka, aga tavaliselt tuleb teda ette ümarate peitkristalsete kogumikena, mis väliselt kuidagi vilke ei meenuta. Sageli peetakse glaukoniiti hoopis savimineraaliks. Õigupoolest võiks glaukoniidi ka olulisemate liivamineraalide seast välja arvata, sest teda leidub vaid teatud piirkondades, aga üks neid piirkondi on Eesti.
Rohekas glaukoniitliivakivi kiht paljandub Põhja-Eestis paljudes kohtades klindi alumises osas. Samalaadseid liivakive leidub maailmas paljudes kohtades ning nad on merelise tekkega: seega pole glaukoniit pärit mitte maismaalt, vaid on tekkinud juba merepõhja mattunud kvartsliivakivi sisse.

Epidoot on samuti rohekat värvi mineraal, kuid tekib hoopis moondeprotsessides (kivimite ümberkristalliseerumine maakoores suure rõhu ja kõrge temperatuuri oludes). Epidoot on liivas tavaline mineraal, eriti mägisemates piirkondades, kus paljanduvad moondekivimid. Valdavalt on epidoot sekundaarne mineraal: ta on tekkinud teiste mineraalide arvel, kui need satuvad suure rõhu all oleva mitmesajakraadise vee ehk hüdrotermaalsete lahuste mõju alla.
Epidoot on liivas leiduvate raskete mineraalide seas võrdlemisi tavaline komponent. Rohekad klaasjad epidooditerad koos pisikeste mustade magnetiidi ja roosaka granaadiga moodustavad enamasti valdava osa mandriliste rannaliivade raskete mineraalide fraktsioonist.

Granaat on üks ilusamaid mineraale liivas, ning samal ajal ka väga tavaline. Granaat pole üksikmineraal, vaid mineraalirühm, mis koondab sarnase ehituse, kuid varieeruva koostisega mineraale. Kõige laiemalt on liivas levinud roosaka tooniga almandiin, mis suurte kristallidena on tumepunane. Granaate leidub paljudes värvitoonides.
Kindlat tüüpi granaadi leidmine viitab teatud tüüpi lähtekivimitele. Näiteks almandiin viitab kõige tõenäolisemalt sellele, et liiva lähtekivimite hulka kuuluvad alumiiniumirikkad moondekivimid, mis on tekkinud merepõhja ladestunud savikate setete moondumisel.

Roheka või pruunika tooniga grossular ja andradiit on samuti moondemineraalid, aga tekkinud hoopis teistsuguses olukorras: magmaliste kuumade vedelike ja karbonaatsete kivimite kokkupuutel. Seega on piirkonna geoloogilise ehituse tundmine oluline, et lahti mõtestada konkreetse liiva tekkelugu. Sellistel teadmistel võib olla üllatavaid praktilisi rakendusi: nii mõnigi kuritegu on leidnud lahenduse, kui vaatluse alla võeti kahtlusaluse saapataldade külge jäänud liiva koostis, mis tihti annab vihjeid selle kohta, kus inimene lähiminevikus oli käinud.
Mõningail juhtudel on aga oluline uurida liiva koostist just selleks, et saada rohkem teada uuritava piirkonna geoloogilise ehituse kohta. Näiteks teemant on mineraal, mida leidub mõnes piirkonnas ka liivas, kuid väga väikses koguses. Siiski on teemandil seos liivaga, sest paljud teemandileiukohad on avastatud just jõeliiva mineraloogilist koostist uurides. Seejuures ei otsita liivast enamasti mitte teemanti ennast, vaid mineraale, mis on tekkinud temaga koos üle saja kilomeetri sügavusel vahevöös.
Mitu neist mineraalidest on eredalt värvunud ning hakkavad seetõttu hästi silma. Nende hulka kuuluvad roheline pürokseen kroomdiopsiid ja tumepunane magneesiumgranaat püroop. Teemandi enda otsimine oleks palju lootusetum tegevus, sest puhtalt värvuse järgi on teemanti kvartsiterade vahel väga raske märgata.

Peale teemandi leidub hinnalistest maavaradest liivas ka kulda. Kuld pole liivas kindlasti tavaline mineraal, muidu poleks ta ju nii hinnaline. Ajalooliselt on kulda, nagu ka paljusid teisi maavarasid, hangitud just liivastest puistmaardlatest, kuhu see on sattunud kulda sisaldavate kivimite murenedes. Tänapäeval kaevandatakse kulda siiski otse kivimitest, sest inimkonna suurt nõudlust selle väärtusliku, ilusa ja mitmeti kasuliku mineraali järele ei suudeta ainult puistmaardlatest saadud kulla abil enam ammu rahuldada.
Kuld on omapärane mineraal seetõttu, et leidub üksikelemendina. Enamik mineraale on mitme elemendi ühendid. Kuld aga reageerib väga väheste ainetega, eelistades pigem iseenda seltskonda, mis on keemiliste elementide seas suur erand. Kullast palju levinumaid metalle, nagu alumiiniumi, magneesiumi, kaaliumi ja paljusid teisi me ehedal kujul üksikelemendina kunagi ei leia.

Siim Sepp (1982) on geoloogiamagister. Liiva kogunud alates 2009. aastast. Artiklis mainitud mineraalidest ning nende äratundmise meetoditest on pikemalt juttu autori ingliskeelses geoloogiablogis www.sandatlas.org.



Siim Sepp (lingi kaudu leiad veel infot)
28/11/2012
26/11/2012
05/10/2012
09/07/2012
26/06/2012
26/06/2012
22/05/2012

Loe Uudistajat
E-posti aadress:
Liitun:Lahkun: 
Serverit teenindab EENet