Geologinen aikajana

Kuvas­sa Siu­ruan gneis­siä, EU:n van­hin­ta kiveä Outo­kum­mun geo­lo­gi­sel­la aika­ja­nal­la.

Pudas­jär­ven taka­mail­la mut­kai­sen sivu­tien var­rel­la on har­maa kal­lio­kum­pa­re. Kal­lios­ta on otet­tu näyt­tei­tä ja niis­tä ero­tet­tu zir­ko­ni-nimi­sen mine­raa­lin kitei­tä, jot­ka on ajoi­tet­tu radio­met­ri­ses­ti. Tulok­set osoit­ta­vat, että zir­ko­ni­ki­teet (ja siis myös kal­lio) ovat kitey­ty­neet noin 3 500 mil­joo­naa vuot­ta sit­ten. Kysees­sä on Suo­men, Fen­nos­kan­dian ja koko EU:n van­hin tun­net­tu kivi. Näy­te­loh­ka­re on Siu­ruan gneis­siä ja lou­hit­tu kysei­ses­tä kal­lios­ta. (Itse asias­sa Siu­ruan gneis­si sisäl­tää viit­tei­tä vie­lä­kin kor­keam­mas­ta iäs­tä. Erään zir­ko­ni­ki­teen ydin antoi ajoi­tus­tu­lok­sen 3 730 mil­joo­naa vuot­ta).

Uraa­ni­kel­lo ”tikit­tää” lyi­jyä

Epäi­li­jöil­le tie­dok­si, että kiven (tai tar­kem­min sanot­tu­na kives­sä ole­van zir­ko­ni­ki­teen) ikä voi­daan las­kea sen sisäl­tä­män radio­ak­tii­vi­sen alkuai­neen ja sen hajoa­mi­sen tulok­se­na syn­ty­vän tytä­ral­kuai­neen mää­rien perus­teel­la. Ajoi­tus, jos­sa voi­daan käyt­tää esi­mer­kik­si uraa­nin iso­toop­pe­ja ja niis­tä tun­ne­tul­la nopeu­del­la tapah­tu­van hajoa­mi­sen myö­tä syn­ty­viä lyi­jyi­so­too­pe­ja, on peri­aat­teel­taan yksin­ker­tai­nen.

Siu­ruan gneis­sin zir­ko­ni­ki­tei­den syn­tyes­sä nii­den kide­ra­ken­teen sisään jäi uraa­ni-iso­toop­pe­ja. Kos­ka lyi­jy­ato­mit eivät sovi kitey­ty­vän zir­ko­nin raken­tee­seen, kaik­ki zir­ko­ni­ki­tees­tä löy­ty­vät lyi­jyi­so­too­pit ovat kiteen sisään jää­neen radio­ak­tii­vi­sen uraa­nin hajoa­mis­tuo­tet­ta. Kun mita­taan tar­kas­ti kiteen uraa­ni- ja lyi­jyi­so­toop­pi­suh­teet ja tun­ne­taan hajoa­mi­sen puo­liin­tu­mi­sai­ka (aika, jon­ka kulues­sa aina puo­let uraa­ni-iso­too­peis­ta hajo­aa tytä­ral­kuai­neek­si), zir­ko­nin kitey­ty­mi­sen ajan­koh­ta voi­daan las­kea vaik­ka tas­ku­las­ki­mel­la.

Outo­kum­mun geo­lo­gi­nen aika­ja­na

Siu­ruan gneis­si­loh­ka­re muo­dos­taa läh­tö­pis­teen Outo­kum­mun kau­pun­kia hal­ko­val­le geo­lo­gi­sel­le aika­ja­nal­le. Jana alkaa ajan­koh­das­ta 3 500 milj. v sit­ten ja päät­tyy nyky­het­keen, joka sijoit­tuu Kai­vos­museon alu­eel­le. Koko geo­lo­gi­sen aika­ja­nan pituus nyky­het­keen saak­ka on 1050 met­riä ja nyky­het­ki aika­ja­nal­la sijoit­tuu van­han kai­vok­sen alu­eel­le. Kivien syn­ty­his­to­ria on kuvat­tu Kum­mun­ka­dul­le mer­kit­tyyn mus­ta­val­koi­seen nop­pa­ki­vi­mo­saiik­ki­nau­han var­rel­le yhdek­sään eri pis­tee­seen. Jokai­seen pis­tee­seen on sijoi­tet­tu mal­lie­si­merk­ki aika­kau­ten­sa kivis­tä. Janal­la lii­kut Suo­men geo­lo­gi­ses­sa his­to­rias­sa 1,5 mil­joo­nan vuo­den aske­lin (30 cm = 1 000 000 vuot­ta).

Siu­ruan gneis­sin ikää (3 500 milj. v) voi ver­ra­ta Maa­pal­lon van­him­piin tun­net­tui­hin kiviin kuvit­te­le­mal­la katuun mer­ki­tyl­le aika­ja­nal­le jat­keen myös Joen­suun suun­taan. Van­him­pia viit­tei­tä Maan kiin­teäs­tä kuo­res­ta ovat Austra­lias­ta löy­de­tyt 4 360 mil­joo­nan vuo­den ikäi­set zir­ko­ni­ki­teet. Ne sijoit­tui­si­vat Kuus­jär­ven­tie­tä Joen­suun suun­taan 258 met­rin pää­hän Siu­ruan gneis­sis­tä. Van­him­pi­na tun­net­tui­na Maan kivi­nä pide­tään tuli­pe­räi­siä basalt­te­ja, joi­den jään­tei­tä on löy­det­ty Kana­das­ta Hud­son Bayn alu­eel­ta. Ajoi­tuk­set ker­to­vat kivien kitey­ty­neen 4 280 mil­joo­naa vuot­ta sit­ten. Vuon­na 2019 NASA:n tut­ki­jat ilmoit­ti­vat löy­tä­neen­sä Apol­lo 14 len­nol­la vuon­na 1971 Kuus­ta kerä­tyis­tä näyt­teis­tä Maas­sa 4 100–4 000 mil­joo­naa vuot­ta sit­ten kitey­ty­nyt­tä kiviai­nes­ta. Koos­tu­muk­sen perus­teel­la Maan kivek­si tun­nis­tet­tu kap­pa­le pää­tyi teo­rian mukaan Kuun pin­nal­le noin 4 000 mil­joo­naa vuot­ta sit­ten Maa­han iske­neen suu­ren meteo­rii­tin ava­ruu­teen sin­koa­man mate­ri­aa­lin muka­na.

On Poh­jois-Kar­ja­las­sa vie­lä­kin van­hem­paa kiveä, mut­ta se ei ole Maan pin­nal­la syn­ty­nyt. Vuon­na 2017 Liek­sas­ta löy­det­tiin rau­ta­me­teo­riit­ti. Meteo­rii­tit ja nii­den sul­keu­mat edus­ta­vat Aurin­ko­kun­nan van­hin­ta kiin­te­ää ainet­ta. Liek­san meteo­rii­tin ikä on toden­nä­köi­ses­ti noin 4 500 mil­joo­naa vuot­ta. Se sijoit­tui­si aika­ja­nal­la Kuus­jär­ven­tie­tä Joen­suun suun­taan suun­nil­leen 300 m pää­hän Siu­ruan gneis­sis­tä.

Kuvas­sa Val­ti­mon poi­mut­tu­nut­ta gneis­siä Outo­kum­mun geo­lo­gi­sel­la aika­ja­nal­la.

Näy­te­loh­ka­re poi­mut­tu­nut­ta gneis­siä, joka on lou­hit­tu Val­ti­mon alu­eel­ta. Loh­ka­re ker­too nykyi­sen Poh­jois-Kar­ja­lan alu­een maan­ka­ma­ran syn­ty­vai­heis­ta aika­vä­lil­lä 3 100–2 700 mil­joo­naa vuot­ta sit­ten. Kiven van­him­pia osia ovat tum­ma­sä­vyi­set kiil­le­pi­toi­set ker­rok­set. Niis­sä näky­vät val­koi­set kvart­si­rai­dat ovat seu­raus­ta alku­pe­räi­sen kiven osit­tai­ses­ta sula­mi­ses­ta. Kiven nuo­rim­man osan muo­dos­ta­vat kiveen ulko­puo­lel­ta tun­keu­tu­nees­ta kivi­su­las­ta kitey­ty­neet puna­sä­vyi­set gra­niit­ti­juo­net.

Kiven osit­tai­nen sula­mi­nen ja gra­niit­ti­sen kivi­su­lan tun­keu­tu­mi­nen kiveen liit­ty­vät 2 750 mil­joo­naa vuot­ta sit­ten alka­nee­seen man­ner­tör­mäyk­seen. Sen kulues­sa Venä­jän puo­lei­sen Kar­ja­lan ja Kuo­lan man­ner­loh­kot tör­mä­si­vät nykyi­sek­si Itä-Suo­mek­si pää­ty­nee­seen kal­lio­loh­koon. Tör­mäys­koh­taan koho­si vuo­ris­to, jon­ka juu­rio­sis­sa kor­keas­sa pai­nees­sa ja läm­pö­ti­las­sa osit­tain sulat ja plas­ti­ses­ti käyt­täy­ty­vät kivi­ker­rok­set puris­tui­vat kasaan ja poi­mut­tui­vat. Näy­te­loh­ka­rees­sa näem­me run­saat 2 700 mil­joo­naa vuot­ta van­han jäh­met­ty­neen tilan­ne­ku­van syväl­lä maan­kuo­res­sa vel­lo­nees­ta osit­tain sulas­ta kivi­mas­sas­ta.

Outo ”Poh­jois-Kar­ja­la”…

Ihmi­nen ei tun­nis­tai­si pla­neet­ta Maak­si sitä mui­nais­mai­se­maa, jos­sa Val­ti­mon gneis­si vuo­si­mil­jar­de­ja sit­ten syn­tyi. Tai­vas rusot­ti oudos­ti. Ilma­ke­hä koos­tui tuol­loin typen lisäk­si epä­mää­räi­ses­tä sekoi­tuk­ses­ta hii­li­diok­si­dia, hii­li­mo­nok­si­dia, vesi­höy­ryä, vetyä, metaa­nia, vety­sy­ani­de­ja ja typen oksi­de­ja. Meil­le hapen varas­sa huo­ku­vil­le ympä­ris­tö oli­si ollut tap­pa­va. Maan ilma­ke­hä ja ilmas­to muut­tui­vat lajil­lem­me sovel­tu­vik­si vas­ta pal­jon myö­hem­min, kun lisään­ty­vä yhteyt­tä­mi­nen vapaut­ti hii­li­diok­si­diin sitou­tu­nut­ta hap­pea ja val­ta­vat mää­rät hiil­tä varas­toi­tui geo­lo­gi­siin ker­ros­tu­miin. Hapel­li­sen ilma­ke­hän myö­tä pla­neet­tam­me sai myös otso­ni­ker­rok­sen. Se suo­jaa elä­mää ult­ra­vio­let­ti­sä­tei­lyl­tä.

…kau­ka­na maa­il­mal­la

Val­ti­mon gneis­sin syn­tyes­sä Poh­jois-Kar­ja­lan kal­lio­loh­kon var­hai­nen aihio aje­leh­ti jos­sa­kin Ete­lä­na­van tun­tu­mas­sa. Aurin­gon sätei­ly­te­ho oli nykyis­tä alhai­sem­pi, mut­ta voi­mak­kaas­ta kas­vi­huo­neil­miös­tä joh­tuen ilmas­to oli kui­ten­kin läm­min. Maa­pal­lon suu­rem­mas­ta pyö­ri­mis­no­peu­des­ta joh­tuen vuo­ro­kau­des­sa oli tun­te­ja vähem­män kuin nyky­ään. ”Mene­tys” kor­vau­tui vuo­si­ka­len­te­ris­sa, jos­sa oli vas­taa­vas­ti nykyis­tä enem­män päi­viä.

Kuun kes­kie­täi­syys Maas­ta oli nykyis­tä pie­nem­pi ja täy­den­kuun hopei­nen kiek­ko tai­vaal­la kool­taan tuplas­ti nykyis­tä suu­rem­pi. Sel­väs­ti nykyis­tä rajum­pi vuo­ro­ve­si-ilmiö huuh­toi laa­jo­jen merien ympä­röi­män alku­man­te­reen ran­to­ja. Ilman mik­ros­koop­pia elä­mää etsi­väl­le Maa oli kir­jai­mel­li­ses­ti autio ja tyh­jä. Jotain hyvää­kin nuo ajat sen­tään jät­ti­vät lei­vän jat­keek­si maa­kun­nan nykyi­sil­le asuk­kail­le. Sii­tä ker­ro­taan aika­ja­nan seu­raa­val­la loh­ka­re­ras­til­la.

Kuvas­sa vuo­lu­ki­veä, Poh­jois-Kar­ja­lan maa­kun­ta­ki­veä Outo­kum­mun geo­lo­gi­sel­la aika­ja­nal­la.

Vuo­lu­ki­vi on peh­meä (kyn­si naar­mut­taa), ras­vai­sen liu­kas ja hie­no­ra­kei­nen kivi­la­ji, jota esiin­tyy Poh­jois-Kar­ja­lan alu­eel­la eri­tyi­ses­ti Juu­as­sa ja Pol­vi­jär­vel­lä. Vuo­lu­ki­ven pää­mi­ne­raa­le­ja ovat talk­ki ja mag­ne­siit­ti, kum­paa­kin on noin 40%. Näi­den lisäk­si kives­sä on vaih­te­le­via mää­riä mm. klo­riit­tia. Juu­an Nun­nan­lah­den vuo­lu­ki­vie­siin­ty­miä pide­tään sekä mää­räl­tään että laa­dul­taan yhte­nä maa­il­man par­haim­mis­ta. Nii­den hyö­dyn­tä­mi­sel­lä on pit­kä teol­li­nen his­to­ria. Vuo­lu­ki­vi valit­tiin 1989 Poh­jois-Kar­ja­lan maa­kun­ta­ki­vek­si.

Juu­an vuo­lu­ki­vien syn­ty

Noin 2 800 mil­joo­naa vuot­ta sit­ten meriym­pä­ris­töön pur­kau­tui nykyi­sen Itä-Suo­men alu­eel­la maan­kuo­ren repeä­mis­tä mag­ne­sium­ri­kas­ta koma­tiit­ti­sis­ta laa­vaa. Kuu­ma kivi­su­la (läm­pö­ti­la n. 1600 0C) oli erit­täin not­kea­liik­keis­tä ja levi­si mere­na­lai­si­na vir­toi­na kau­as pur­kaus­pai­kois­ta. Laa­va­vir­to­jen syvän­tei­siin kitey­tyi kar­kea­ra­keis­ta oli­vii­ni­ki­veä. Se edus­taa Juu­an vuo­lu­ki­vien syn­tyyn joh­ta­neen kehi­tyk­sen ensim­mäis­tä kehi­tys­vai­het­ta.

Aika­vä­lil­lä 2 750–2 690 mil­joo­naa vuot­ta sit­ten Kuo­la ja Venä­jän Kar­ja­lan tör­mä­si­vät Itäi­sen Suo­men kal­lio­loh­koon. Tapah­tu­maa seu­ra­si vuo­ren­poi­mu­tus, jon­ka kulues­sa oli­vii­ni­ki­vet vajo­si­vat syväl­le maan kuo­reen. Lähes kym­me­nen kilo­met­rin syvyy­des­sä mui­nai­sen vuo­ri­jo­non alla val­lit­si 2000–1000 ilma­ke­hän pai­ne ja 400–500 0C läm­pö­ti­la. Kal­lion huo­ko­sis­sa liik­kui hii­li­diok­si­di­pi­toi­sia vesi­liu­ok­sia, jot­ka muut­ti­vat oli­vii­ni­ki­ven ensin ser­pen­tii­ni­ki­vek­si ja lopul­ta vuo­lu­ki­vek­si. Moni­vai­hei­nen ja rin­ta­mi­na eden­nyt muu­tos­pro­ses­si kes­ti kym­me­niä mil­joo­nia vuo­sia. Nykyi­nen kal­lio­pe­rä edus­taa mui­nai­sen vuo­ris­ton syväl­le kulu­nut­ta leik­kaus­ta. Vuo­lu­ki­vi­jak­sot muo­dos­ta­vat sii­nä kilo­met­rien mit­tai­sia pys­tys­sä ole­via ker­rok­sia.

Vuo­lu­ki­ves­tä on monek­si

Vuo­lu­ki­veä voi saha­ta, veis­tää ja vuol­la. Noi­den omi­nai­suuk­sien ansios­ta vuo­lu­ki­vi oli jo kivi­kau­del­la Poh­jois-Kar­ja­lan stra­te­gi­nen luon­non­va­ra, joka levi­si kaup­pa­reit­te­jä pit­kin laa­jal­le alu­eel­le. Prons­si­kausi nos­ti vuo­lu­ki­ven arvoa enti­ses­tään. Sii­tä oli help­po työs­tää prons­sie­si­nei­den valu­muot­te­ja.

Kor­kea läm­mön varas­toi­mis­ky­ky, hyvä läm­mön­joh­ta­vuus ja kuu­muu­den­kes­tä­vyys teke­vät vuo­lu­ki­ves­tä yli­voi­mai­sen tuli­si­ja­ki­ven. Pohjois[1]Karjalassa tuo on tie­det­ty jo sato­ja vuo­sia, vaik­ka ylei­seen tie­toi­suu­teen Juu­an vuo­lu­ki­vet nos­ti vas­ta 1880-luvul­la seu­dun kal­lio­pe­rää kar­toit­ta­nut geo­lo­gi Ben­ja­min Fros­te­rus. Fros­te­ruk­sen aloit­tees­ta jouk­ko lii­ke­mie­hiä ja eri alo­jen asian­tun­ti­joi­ta perus­ti 1893 ensim­mäi­sen teol­li­sen vuo­lu­ki­viy­ri­tyk­sen — Fins­ka Täljs­tens Ab:n.

Vuo­lu­ki­ven teol­li­sen tuo­tan­non ensim­mäi­nen kul­ta-aika oli 1900-luvun alku­vuo­si­na. Pää­mark­ki­na-alu­ee­na oli­vat Pie­ta­ri ja suu­rim­mat kau­pun­kim­me. Vuo­lu­ki­vi pää­tyi tai­dok­kaas­ti muo­toil­tu­na jugend-raken­nus­ten koris­teel­li­siin jul­ki­si­vui­hin. Ala­mä­ki alkoi 1920-luvul­la, kun suo­ra­lin­jai­nen funk­kis syr­jäyt­ti ark­ki­teh­tuu­ris­sa vuo­lu­ki­veä suo­si­neen jugen­din. Sel­lu­teh­tai­den soo­da­kat­ti­loi­den ver­hous­ki­vet jäi­vät tär­keim­mäk­si vuo­lu­ki­vi­tuot­teek­si. Nii­den kysyn­nän hii­pues­sa tuo­tan­to lope­tet­tiin kan­nat­ta­mat­to­ma­na 1960-luvul­la. Vuo­lu­ki­ven uusi tule­mi­nen 1980-luvun puo­li­vä­lis­sä mul­lis­ti Suo­men luon­non­ki­vi­tuo­tan­non raken­net­ta. Vuo­lu­ki­vi­uu­nit edus­ti­vat teol­li­suu­de­na­lan pisim­mäl­le jalos­tet­tu­ja tuot­tei­ta. 1990-luvul­la koti­mai­ses­ta vuo­lu­ki­vi­teol­li­suu­des­ta kehit­tyi alal­laan maa­il­man mark­kin­ajoh­ta­ja. Mui­nai­set muut­tu­neet laa­va­vir­rat löy­si­vät paik­kan­sa arvo­ra­ken­nuk­sis­ta ja yksi­tyis­ko­deis­ta pin­noit­tei­na ja tak­koi­na. Poh­jois-Kar­ja­las­sa mat­kai­le­van rep­puun vuo­lu­ki­vi voi pää­tyä joka-kodin tar­ve-esi­nee­nä. Vuo­lu­ki­ven vähem­män tun­net­tu käyt­tö­ta­pa on tal­kin tuo­tan­to.

Kuvas­sa Sii­lin­jär­ven apa­tiit­ti­mal­mia Outo­kum­mun geo­lo­gi­sel­la aika­ja­nal­la.

Sii­lin­jär­vel­tä kai­vok­sel­ta lou­hi­tun mus­ta­val­koi­sen apa­tiit­ti­mal­mi­loh­ka­reen vaa­lea aines on kar­bo­na­tiit­ti-nimis­tä kal­sium­pi­tois­ta kalk­ki­ki­veä. Mus­tat rai­dat ovat glim­me­riit­tiä eli kiil­le­ki­veä, jon­ka kiil­le­mi­ne­raa­li on nimel­tään flo­go­piit­ti. Kar­bo­na­tii­tis­sa näky­vä vaa­lean­vih­reä mine­raa­li on apa­tiit­tia. Sen sisäl­tä­mää fos­fo­ria käy­te­tään fos­faat­ti­lan­noit­teen raa­ka-aineek­si. Sii­lin­jär­ven kar­bo­na­tiit­ti kitey­tyi syväl­tä maan­kuo­res­ta kohon­nees­ta kivi­su­las­ta noin 2 610 mil­joo­naa vuot­ta.

Kan­san­näyt­tees­tä EU:n ainoak­si

Sii­lin­jär­ven apa­tiit­ti­mal­min ensi­vii­te saa­tiin 1950-luvun alus­sa, kun Jor­ma Haka­la lähet­ti pai­kal­li­sen rata­työ­maan kal­lio­leik­kauk­ses­ta löy­tä­män­sä apa­tiit­ti­pi­toi­sen kalk­ki­ki­vi­näyt­teen Geo­lo­gi­sel­le tut­ki­mus­lai­tok­sel­le. Kai­rauk­siin perus­tu­vat tut­ki­muk­set alkoi­vat 1959 ja fos­fo­ri­mal­min hyväk­si­käyt­töön täh­tää­vät sel­vi­tyk­set suo­ri­tet­tiin 1970-luvul­la. Kar­bo­na­tiit­ti-apa­tiit­ti­mal­mia on lou­hit­tu lan­noi­te­teol­li­suu­den tar­pei­siin vuo­des­ta 1979 alkaen.

Yara Suo­mi Oy:n Sii­lin­jär­ven kai­vos on Suo­men ja EU:n ainoa toi­min­nas­sa ole­va fos­fo­ri­kai­vos. Yhtiö lou­hii apa­tiit­ti­pi­tois­ta karbonatiitti[1]malmia ja jalos­taa sitä kai­vok­sen yhtey­des­sä ole­vis­sa tuo­tan­to­lai­tok­sis­sa. Yhtiöl­lä on myös pit­käl­le eden­neet suun­ni­tel­mat fos­fo­ri­kai­vok­sen avaa­mi­sek­si Savu­kos­ken Soklis­sa.

Kiveen sido­tut ravin­teet kas­vien käyt­töön

Fos­fo­ri on yksi kas­vien pää­ra­vin­teis­ta. Se on maan­kuo­ren 11. ylei­sin alkuai­ne. Suo­men mag­ma- ja meta­mor­fi­sis­sa kivis­sä apa­tiit­tia on n. 0,1–0,5% ja irto­maa­la­jeis­sa sitä on suun­nil­leen yhtä pal­jon. Ongel­ma on kui­ten­kin se, että apa­tiit­ti on luon­no­no­lo­suh­teis­sa erit­täin vai­kea­liu­koi­nen mine­raa­li ja sen sisäl­tä­mä fos­fo­ri on kas­vien saa­vut­ta­mat­to­mis­sa. Luon­to ei siis kyke­ne hyö­dyn­tä­mään apa­tii­tin sisäl­tä­mää fos­fo­ria kas­vi­ra­vin­tee­na. Lan­noi­te­teol­li­suu­den teh­tä­vä­nä on vapaut­taa fos­fo­ri apa­tii­tis­ta ja muut­taa se kas­veil­le käyt­tö­kel­poi­seen liu­ke­ne­vaan muo­toon eli lan­noit­teek­si. Fos­fo­rin käyt­tö lan­noit­tee­na mah­dol­lis­taa tehok­kaan ruu­an­tuo­tan­non eikä sitä voi­da kor­va­ta muil­la aineil­la moder­nis­sa maa­ta­lou­des­sa. Maa­il­mal­la rehut ja lan­noit­teet ovat yli­voi­mai­ses­ti tär­kein fos­fo­rin käyt­tö­koh­de. Nii­den osuus on noin 90 pro­sent­tia fos­fo­rin koko­nais­käy­tös­tä.

Fos­faat­ti­ki­vi kriit­tis­ten mine­raa­li­raa­ka-ainei­den lis­tal­le

Maa­il­man fos­fo­ri­va­ran­not ovat var­sin mit­ta­vat, mut­ta ne ja tuo­tan­to ovat kes­kit­ty­neet har­voi­hin mai­hin. Nel­jän suu­rin­ta tuot­ta­ja­maa­ta (Kii­na, Yhdys­val­lat, Marok­ko ja Venä­jä) hal­lit­see noin 85 pro­sent­tia koko maa­il­man fos­fo­ri­va­ran­nois­ta.

Fos­fo­ri­lan­noit­tei­den kysyn­tä tulee väes­tön­kas­vun seu­rauk­se­na vää­jää­mät­tä lisään­ty­mään. Tun­net­tu­jen varan­to­jen rajal­li­suus luo tule­vai­suu­des­sa lisään­ty­vän tar­peen tehos­taa fos­fo­ri­ta­lou­den hyö­ty­suh­det­ta muun muas­sa kier­rät­tä­mäl­lä fos­fo­ria.

Euroo­pan Unio­ni lisä­si fos­faat­ti­ki­ven vuon­na 2014 kriit­tis­ten mine­raa­li­raa­ka-ainei­den lis­tal­le. Lis­ta käsit­tää 20 raa­ka-ainet­ta, jot­ka ovat tärkei[1]tä euroop­pa­lai­sel­le teol­li­suu­del­le, mut­ta joi­den saa­ta­vuu­teen liit­tyy suu­ria ris­ke­jä. EU:n fos­fo­ri­va­ran­not ovat maa­il­man mit­ta­kaa­vas­sa pie­net ja unio­ni on riip­pu­vai­nen tuon­nis­ta. Tuon­nin osuus on yli 90 pro­sent­tia kulu­tuk­ses­ta. EU:n sisäl­lä fos­fo­ria tuo­te­taan ainoas­taan Suo­mes­sa.

Kuvas­sa Kemin kro­mi­mal­mia Outo­kum­mun geo­lo­gi­sel­la aika­ja­nal­la.

Ensi­vii­te Kemin Eli­jär­ven mal­mis­ta saa­tiin vuon­na 1959, jol­loin sukel­ta­ja Mart­ti Mati­lai­nen löy­si Veit­si­luo­don teh­tai­den raa­ka­ve­si­ka­na­vaa lou[1]hittaessa mie­les­tään omi­tui­sia kiviä. Näyt­teet osoit­tau­tui­vat kro­mi­mal­mik­si. Nii­den perus­teel­la suo­ri­te­tuis­sa jat­ko­tut­ki­muk­sis­sa pai­kan­net­tiin kal­lios­ta rikas mal­mi­ho­ri­sont­ti, jota on lou­hit­tu vuo­des­ta 1968 läh­tien.

Eli­jär­ven kro­mi­mal­min arvo­mi­ne­raa­li on rau­dan, kro­min ja hapen yhdis­te eli kro­miit­ti (FeCr2O4). Kai­vok­sen tuot­ta­ma kro­mi on ruostumaton[1]ta teräs­tä val­mis­ta­van Tor­nion fer­rok­ro­mi­teh­taan kes­kei­nen raa­ka-aine. Yhdes­sä kai­vos ja tuo­tan­to­lai­tok­set muo­dos­ta­vat maa­il­man ehkä suu­rim­man yhte­näi­sen ruos­tu­mat­to­man teräk­sen tuo­tan­to­ket­jun. Kai­vok­sen kilo­met­rin syvyy­teen inven­toi­dut mal­mi­va­rat riit­tä­vät nykyi­sel­lä tuo­tan­to­vo­lyy­mil­lä useik­si vuo­si­kym­me­nik­si.

Eli­jär­ven kro­mi­mal­min geo­lo­gi­nen ympä­ris­tö on ns. ker­ro­sint­ruusio. Vas­taa­van kal­tai­siin kivi­la­jia­luei­siin liit­ty­vät Sodan­ky­län Kevit­san kupa[1]ri-nikkeli-kulta-platina-palladium-kaivos ja Tai­val­kos­ken Mus­ta­vaa­ran Vana­dii­ni­kai­vos (toi­min­nas­sa 1976–1985) sekä lisäk­si jouk­ko mui­ta poten­ti­aa­li­sia mal­miai­hei­ta.

Mal­mien pesä­paik­ko­ja

Monien mal­mien pesä­pai­koik­si osoit­tau­tu­nei­ta ker­ro­sint­ruusioi­ta alkoi syn­tyä sit­tem­min Poh­jois-Suo­mek­si pää­ty­neel­lä maan­kuo­ren loh­kol­la noin 2 450 mil­joo­naa vuot­ta sit­ten. Alu­een mai­se­maa aiem­min hal­lin­neet vuo­ris­tot oli­vat jo kulu­neet eroo­sion myö­tä aal­toi­le­vik­si tasan­goik­si, kun kal­lio­pe­rään alkoi kehit­tyä Maan sisäis­ten vir­taus­ten aiheut­ta­mia jän­nit­tei­tä. Ne repi­vät maan­kuo­reen syvä­mur­rok­sia ja ava­si­vat tulokana[1]via syväl­tä maan vai­pas­ta kohoa­val­le kivi­su­lal­le. Osa kivi­su­las­ta pur­kau­tui maan pin­nal­le laa­voi­na, pää­osa jäi maan­kuo­reen ja muo­dos­ti sato­jen kuu­tio­ki­lo­met­rien kokoi­sia hitaas­ti jääh­ty­viä mag­ma­säi­liöi­tä. Niis­tä syn­tyi­vät ker­ro­sint­ruusioi­na tun­ne­tut kivi­la­jia­lu­eet, jot­ka muo­dos­ta­va nykyi[1]sen kal­lio­pe­rän Kemis­tä koil­li­sen suun­taan jat­ku­val­la Kiva­loi­den vaa­ra­jak­sol­la. Myös Kes­ki- ja Itä-Lapis­ta löy­tyy usei­ta vas­taa­via kivi­la­jia­luei­ta.

Ker­ro­sint­ruusioi­den arvoai­neet rikas­tui­vat mal­meik­si mag­man täyt­tä­mien kal­lio­ti­lo­jen hitaan jääh­ty­mi­sen ja vai­heit­tain eden­neen kitey­ty­mi­sen tulok­se­na. Eri läm­pö­ti­lois­sa kitey­ty­vät mine­raa­li­la­jit erot­tui­vat kivi­su­las­ta kukin vuo­rol­laan ja kasau­tu­vat mag­ma­säi­liön eri osiin. Korkeimmas[1]sa läm­pö­ti­las­sa jäh­met­ty­vien mine­raa­lien kiteet, nii­den jou­kos­sa useat mal­mi­mi­ne­raa­lit, kitey­tyi­vät ensim­mäi­si­nä ja pai­nui­vat ras­kai­na pää­osin vie­lä sulas­sa tilas­sa olleen mag­ma­säi­liön poh­jal­le. Vai­heit­tain kitey­ty­vään ker­ro­sint­ruusioon syn­tyi näin rik­kai­ta kro­miit­ti­ker­rok­sia, vanadii[1]ni-rauta-titaani-malmeja sekä kupa­ri- ja nik­ke­li-mal­me­ja. Arvok­kaim­pia ker­ro­sint­ruusioi­den tuot­tei­ta ovat pla­ti­na ja sen suku­lais­me­tal­lit. Mal[1]mikerrosten pak­suus vaih­te­lee ja ne voi­vat jat­kua int­ruusion sisäl­lä jopa kym­me­niä kilo­met­re­jä.

Eli­jär­ven kro­mi­mal­mi on Kemin ker­ro­sint­ruusios­sa, joka ulot­tuu Poh­jan­lah­den ran­nal­ta Kemin kau­pun­gis­ta noin 15 kilo­met­riä koil­li­seen. Ker[1]rosintruusion leveys vaih­te­lee 300‑1900 m:n välil­lä. Leveim­mil­lään se on Eli­jär­ven seu­dul­la. Kro­miit­ti­ker­rok­set ovat Eli­jär­ven kai­vo­sa­lu­eel­la pak­suim­mil­laan sadan met­rin luok­kaa, mut­ta kape­ne­vat Kemin kau­pun­gin alla vain muu­ta­maan kym­me­neen sent­ti­met­riin.

Kupa­ris­ta ruos­tu­mat­to­maan teräk­seen

Voi­daan sanoa, että kan­sain­vä­li­nen vuo­ri­teol­li­suu­den kon­ser­ni Outo­kum­pu Oyj, joka sai nimen­sä pie­nes­tä Poh­jois-Kar­ja­lan mäen­nyp­py­läs­tä ja jät­ti nimen perin­tö­nä kau­pun­gik­si kas­vat­ta­mal­leen Kuus­jär­ven kyläl­le, jat­kaa nyt menes­tys­ta­ri­naan­sa ruos­tu­mat­to­man teräk­sen tuo­tan­toon kes­kit­tyen. Yhtiön ja samal­la myös Suo­men kruu­nun­ja­lo­ki­ve­nä on Eli­jär­ven kai­vok­sen ja Tor­nion lai­tos­ten muo­dos­ta­ma ruos­tu­mat­to­man te[1]räksen tuo­tan­to­ket­ju. Sitä tukee kai­kil­le man­te­reil­le ulot­tu­va teho­kas myyn­ti- ja jake­lu­ver­kos­to.

Kuvas­sa Kolin val­ke­aa kvart­siit­tia Outo­kum­mun geo­lo­gi­sel­la aika­ja­nal­la.

Noin 2 400 mil­joo­naa vuot­ta sit­ten maan­kuor­ta venyt­tä­neet voi­mat repi­vät sit­tem­min nykyi­sek­si Itä-Suo­mek­si pää­ty­nee­seen maan­kuo­ren loh­koon syvä­mur­rok­sia. Mur­ros­ten rajaa­mien kal­lio­aluei­den liik­keet syn­nyt­ti­vät vajoa­ma­laak­so­ja. Noin 2 350 mil­joo­naa vuot­ta sit­ten ”Poh­jois-Kar­ja­lan” alu­eel­la oli jää­ti­köi­tä, mut­ta jo 2 300 mil­joo­naa vuot­ta sit­ten man­ner­loh­ko vajoa­ma­laak­soi­neen oli siir­ty­nyt päi­vän­ta­saa­jan tun­tu­maan. Kal­lio­pe­rän pin­tao­saan syn­tyi troop­pi­ses­sa ilmas­tos­sa noin 80 met­riä pak­su late­riit­ti­nen rapau­tu­mis­ker­ros. Seu­raa­vas­sa vai­hees­sa joet lajit­te­li­vat ja ker­ros­ti­vat vajoa­ma­laak­so­jen reu­na-alueil­le mas­sii­vi­sia hiek­ka- ja sora­muo­dos­tu­mia. Niis­tä on syn­ty­nyt maan­kuu­lu Kolin vaa­ra­jak­so. Vas­taa­van kal­tai­sis­ta ja saman ikäi­sis­tä kivis­tä koos­tu­vat Tah­ko, Ruka, Vuo­kat­ti ja Ounas­vaa­ra.

Näy­te­loh­ka­re on Kolin kvart­siit­tia. Se on syn­ty­nyt kvart­si­hie­kas­ta, joka ker­ros­tui 2 300–2 200 mil­joo­naa vuot­ta sit­ten mui­nai­seen joki­suis­toon. Maa­pal­lon ilma­ke­hä koos­tui tuol­loin pää­osin types­tä, hii­li­diok­si­dis­ta, vesi­höy­rys­tä, vedys­tä ja metaa­nis­ta, mut­ta myös hapen mää­rä oli jo lisään­ty­mäs­sä. Syy­nä oli­vat meris­sä kehit­ty­neet levät, jot­ka yhteyt­täes­sään vapaut­ti­vat ilma­ke­hään hap­pea. Vapaan hapen lisään­ty­mi­nen saos­ti vesi­liu­ok­sis­ta rau­taa vaih­te­le­van punai­si­na hydrok­si­dei­na ja oksi­dei­na. Näin syn­ty­nei­tä rau­tayh­dis­tei­tä ker­ros­tui myös hie­kan jouk­koon. Näy­te­loh­ka­reen pin­nal­la pai­koin erot­tu­vat hei­kot puner­ta­vat sävyt joh­tu­vat rau­dan oksi­deis­ta. Ne ker­to­vat hie­kan ker­ros­tu­mi­sen aika­na ilma­ke­häs­sä eden­nees­tä muu­tok­ses­ta.

Kyaniit­ti ker­too kvart­sii­tin syn­ty­olo­suh­teis­ta

Kolin kvart­sii­teis­sa on myös kyaniit­ti-nimis­tä mine­raa­lia. Se on muut­tu­nut­ta saviai­nes­ta, joka on peräi­sin hie­kan ker­ros­tu­mis­vai­het­ta van­hem­mas­ta late­riit­ti­ses­ta rapau­tu­mas­ta. Kyanii­tin näyt­tä­vim­piä esiin­ty­mis­muo­to­ja ovat Kolin val­kei­ta kvart­siit­ti­kal­lioi­ta hal­ko­vat kar­kea­ra­kei­set ja sini­sä­vyi­set kyaniit­ti­juo­net. Näy­te­loh­ka­rees­sa kyaniit­ti esiin­tyy vain mik­ros­koo­pil­la erot­tu­va­na hie­no­na pirot­tee­na. Kyaniit­ti on myös teol­li­suus­mi­ne­raa­li. Kolin lie­peil­tä lou­hit­tiin 1930-luvul­la kyaniit­tia, joka pää­tyi Englan­tiin len­to­ko­nei­den syty­tys­tulp­pien raa­ka-aineek­si.

Kolin kvart­siit­tien kyaniit­ti on mie­len­kiin­toi­nen mine­raa­li, sil­lä se ker­too Kolin kal­lioi­den syn­ty­olo­suh­teis­ta. Kyanii­tin kitey­ty­mi­nen edel­lyt­tää 3 000 ilma­ke­hän pai­net­ta ja 350–500 C0 läm­pö­ti­laa. Ne saa­vu­te­taan noin kym­me­nen kilo­met­rin syvyy­des­sä maan­kuo­res­sa. Nois­sa olo­suh­teis­sa Kolin kvart­sii­tit sai­vat nykyi­sen asun­sa 1 930–1 885 mil­joo­naa vuot­ta sit­ten maa­pal­lon kivi­ke­hän laat­to­jen tör­mäyk­ses­sä ja sitä seu­ran­nees­sa vuo­ren­poi­mu­tuk­ses­sa. Pit­kä kulu­tus­kausi on pal­jas­ta­nut kym­me­nen kilo­met­rin syvyy­des­sä vuo­ris­ton juu­rio­sis­sa muok­kau­tu­neet kvart­siit­ti­kal­liot nykyi­seen maan­pin­ta­leik­kauk­seen.

Sini­val­koi­nen mai­se­ma

Kolin jak­son kvart­siit­ti on Poh­jois-Kar­ja­lan kivi­la­jeis­ta kovin ja kes­tä­vin. Sik­si se on kulu­nut ympä­röi­viä kivi­la­je­ja vähem­män ja muo­dos­taa nykyi­sen vaa­ra­jak­son run­gon. Mai­se­man kor­keus­e­rois­sa kuvas­tu­vat myös suu­ret kal­lio­pe­rän mur­ros- ja siir­ros­ra­ken­teet. Ukko-Koli on Kolin vaa­ra­jak­son kor­kein koh­ta. Se koho­aa 347 met­riä meren­pin­nan ja 253 met­riä idäs­sä laa­ja­na sini­se­nä pin­ta­na levit­täy­ty­vän Pie­li­sen ylä­puo­lel­le. Sel­väs­ti suu­rem­pi kor­keus­e­ro yhtä lyhyel­lä mat­kal­la löy­tyy vas­ta Lapis­ta Pel­ko­sen­nie­men Pyhä­tun­tu­ril­ta. Kolin val­koi­sel­la kvart­sii­til­la on myös mys­ti­siä ja kult­tuu­ri­sä­vyt­tei­siä mer­ki­tyk­siä. Alu­een luo­liin, loh­ka­rei­siin ja jyr­kän­tei­siin liit­tyy rikas tari­na­pe­rin­ne. Koli lie­nee ollut esi­his­to­rial­li­se­na aika­na uskon­nol­li­nen ja hal­lin­nol­li­nen kes­kus noi­ti­neen sekä käräjä‑, uhri- ja pal­von­ta­paik­koi­neen. Kolil­ta Pie­li­sel­le avau­tu­va näky­mä on myös yksi Suo­men kan­sal­lis­mai­se­mis­ta. Se nousi venä­läis­tä­mis­kausi­na (sor­to­vuo­det) 1899–1905 ja 1908–1917 Suo­men tai­tees­sa tuol­loin val­lin­neen kare­lia­nis­ti­sen suun­tauk­sen myö­tä erään­lai­sek­si kan­sal­li­sen iden­ti­tee­tin sym­bo­lik­si.

Kuvas­sa stro­ma­to­liit­ti­ki­veä, Suo­men van­hin­ta fos­sii­lia Outo­kum­mun geo­lo­gi­sel­la aika­ja­nal­la.

Näy­te­loh­ka­re on 2 100 mil­joo­naa vuot­ta van­ha kivet­ty­nyt poik­ki­leik­kaus­kap­pa­le mui­nais­me­ren ran­ta­ker­ros­tu­mas­ta. Kives­sä näky­vä ker­ros­ra­ken­ne joh­tuu kalk­ki­lie­jus­ta syn­ty­nei­den kel­tais­ten dolo­miit­ti­ker­ros­ten ja kvart­si­hie­kas­ta syn­ty­nei­den tum­ma­sä­vyis­ten ker­ros­ten vuo­rot­te­lus­ta. Kvart­si­pi­toi­set ker­rok­set erot­tu­vat rapau­tu­neel­la kivi­pin­nal­la kohou­mi­na. Kar­bo­naat­ti­pi­toi­set koh­dat ovat syö­py­neet pai­nan­teik­si.

Loh­ka­re on Perä­poh­jan lius­kea­lu­eel­ta, jon­ka dolo­mii­tit ovat syn­ty­neet 2 200–2 060 mil­joo­naa vuot­ta sit­ten vuo­ro­ve­si­ran­ni­kol­la tai ajoit­tain kui­vu­val­la tul­va­ta­san­gol­la mik­ro-orga­nis­mien (lähin­nä syano­bak­tee­rien) sito­mas­ta ja saos­ta­mas­ta kalk­ki­lie­jus­ta. Kiven ker­rok­sel­li­suus ja sii­nä näky­vät pil­vi­mäi­set raken­teet eli stro­ma­to­lii­tit ovat syn­ty­neet mik­ro­bien kas­vuun ja aineen­vaih­dun­taan liit­ty­vän sedi­ment­tiai­nek­sen ker­ros­tu­mi­sen ja saos­tu­mi­sen kaut­ta. Olo­suh­tei­den muu­tok­set kuvas­tu­vat ker­ros­ra­ken­tee­na.

Näy­te­ki­ves­sä ker­ros­tu­mis­ta­pah­tu­man sykli­syys erot­tuu eri­tyi­sen hyvin. Kivi­pin­nan kes­kel­lä on syano­bak­tee­riyh­dys­kun­nan hiek­ka­ker­rok­sen pääl­le tuot­ta­mia komei­ta pil­vi­mäi­siä muo­to­ja. Nii­tä peit­tää kvart­si­hiek­ka­ker­ros, joka näyt­tää tukah­dut­ta­neen syano­bak­tee­riyh­dys­kun­nan toi­min­nan. Hiek­ka­ker­rok­sen ylä­puo­lel­la näem­me jäl­leen kalk­ki­lie­ju­ker­rok­sia. Toden­nä­köi­ses­ti kal­lios­sa on näy­te­kap­pa­leen ylä­puo­lel­la ollut seu­raa­vaa kehi­tys­sykliä edus­ta­via suu­ria stro­ma­to­liit­ti­pil­viä ja nii­den pääl­lä jäl­leen tul­van tuo­ma hiek­ka­ker­ros.

Fos­sii­le­ja moder­neis­sa tilois­sa

Raken­nus­ki­vi­teol­li­suu­des­sa dolo­miit­ti­ki­vi tun­ne­taan nimel­lä mar­mo­ri. Ete­lä-Lapin arvok­kaim­mat dolo­miit­ti­koh­teet on suo­jel­tu, mut­ta paria esiin­ty­mää on hyö­dyn­net­ty myös raken­nus­ki­ve­nä. Suo­men van­him­piin fos­sii­lei­hin voi tutus­tua vaik­ka­pa Rova­nie­mel­lä Lap­pia-talon aulas­sa tai Hel­sin­gis­sä Port­ha­nian aula­ti­lois­sa. Mar­mo­ri­laa­tat on yleen­sä sahat­tu mui­nai­sen meren­poh­jan suun­tai­ses­ti, jol­loin stro­ma­to­lii­tit näky­vät levyis­sä loi­vi­na aal­toi­na. Har­vi­nai­sem­pia ovat alku­pe­räis­tä ker­ros­tu­mis­ta­soa vas­taan koh­ti­suo­rat leik­kauk­set, jois­sa koros­tu­vat raken­teen pil­vi­mäi­set muo­dot.

Evo­luu­tion menes­ty­jät

Par­haan käsi­tyk­sen näy­te­loh­ka­reen syn­ty-ympä­ris­tös­tä sai­si mat­kus­ta­mal­la Austra­lian Shark Bay­hin, jon­ka ran­ta­ve­sis­sä vas­taa­via sto­ma­to­liit­ti­ra­ken­tei­ta syn­tyy vie­lä nyky­ään­kin. Ver­taus Shark Bayn alu­ee­seen toi­mii myös sii­nä mie­les­sä, että Ete­lä-Lapin stro­ma­to­liit­tien syn­tyes­sä Fen­nos­kan­dian kil­pi sijait­si suun­nil­leen samal­la levey­sas­teel­la.

Maa­pal­lon van­him­mil­la tun­ne­tuil­la stro­ma­to­liit­ti­ki­vil­lä on ikää 3 500–3 700 mil­joo­naa vuot­ta. Syano­bak­tee­rit ovat siis mel­koi­sia evo­luu­tion menes­ty­jiä. Maa­pal­lon elol­li­sen luon­non kan­nal­ta iki­van­hat syano­bak­tee­ri­ken­tät oli­vat ensiar­voi­sen tär­kei­tä. Ne pani­vat alul­le Maa­pal­lon hapel­li­sen ilma­ke­hän syn­nyn rai­va­ten siten tie­tä esi­mer­kik­si ihmis­ten kal­tai­sil­le hapen varas­sa elä­vil­le eliö­muo­doil­le.

Kuvas­sa Vii­ni­jär­ven lius­ket­ta Outo­kum­mun geo­lo­gi­sel­la aika­ja­nal­la.

Noin 2 100 mil­joo­naa vuot­ta sit­ten kal­lio­pe­rän vajoa­ma­laak­sot meren­lah­ti­neen muut­tui­vat hitaas­ti laa­je­ne­van val­ta­me­ren ran­ta-alu­eek­si. Poh­jois-Kar­ja­las­sa tuo kehi­tys näkyy mm. Toh­ma­jär­ven tuli­pe­räi­se­nä kivi­la­jia­lu­ee­na. Se sisäl­tää avau­tu­van meren poh­jal­le pur­kau­tu­nei­ta laa­va­kent­tiä ja myös tuli­vuo­rien ilmaan syök­se­mäs­tä kiviai­nek­ses­ta syn­ty­nei­tä kivi­la­je­ja. Ham­mas­lah­den (kai­vok­sen toi­min­ta 1973–1986) kupari(-sinkki)malmin syn­ty liit­tyy lähei­ses­ti Toh­ma­jär­ven vul­kaa­nis­ten kivien syn­tyyn. Tämän aika­ja­nae­ta­pin aihee­na on samas­sa meres­sä, mut­ta vähän myö­hem­min alkun­sa saa­nut Vii­ni­jär­ven lius­ke­ki­vi.

Saves­ta sei­nään ja piha­laa­toik­si

Näy­te­loh­ka­re edus­taa Poh­jois-Kar­ja­lan geo­lo­gi­ses­sa kehi­tyk­ses­sä vai­het­ta, jos­sa repeä­vään maan­kuo­reen tul­vi­nut meren­lah­ti on jo avau­tu­nut syväk­si merial­taak­si. Loh­ka­re on Vii­ni­jär­ven lius­ket­ta ja syn­ty­nyt aika­vä­lil­lä 1 950–1 920 mil­joo­naa vuot­ta sit­ten mereen ker­ros­tu­neis­ta savis­ta ja savi­sis­ta hiek­ka­ker­rok­sis­ta. Kiven pää­mi­ne­raa­li on saves­ta syn­ty­nyt tum­ma kiil­le­mi­ne­raa­li eli bio­tiit­ti. Kives­sä on myös kvart­sia, joka on peräi­sin saven jouk­koon ker­ros­tu­nees­ta hie­kas­ta.

Vii­ni­jär­ven lius­ke loh­ke­aa kiil­le­pi­toi­sia ker­rok­sia pit­kin levy­mäi­sik­si kap­pa­leik­si. Hyvän loh­kea­vuu­den ja bio­tii­tis­ta joh­tu­van loh­ko­pin­to­jen tyy­lik­kään kiil­lon vuok­si Vii­ni­jär­ven kiveä on lou­hit­tu raken­nus­käyt­töön jo vuo­si­kym­me­nien ajan. Esi­merk­ki vas­taa­van kiven käy­tös­tä löy­tyy taka­va­sem­mal­la näky­vän raken­nuk­sen sok­ke­lis­ta ja piha­laa­toi­tuk­ses­ta.

Mui­nais­me­ren perin­tö

Vii­ni­jär­ven lius­ke on muis­to mui­nais­me­res­tä, jos­sa syn­tyi monen­lai­sia aar­tei­ta. Outo­kum­mun kupa­ri­mal­mit liit­ty­vät saman laa­je­ne­van val­ta­me­ren kes­kel­lä noin 1 950 milj. v sit­ten syn­ty­nei­siin meren­poh­jan kap­pa­lei­siin eli ofio­liit­tei­hin. Mal­mien läh­tö­koh­ta­na oli­vat vul­kaa­ni­sil­la meren­poh­ja-alueil­la kal­lios­sa kier­tä­neis­tä kuu­mis­ta vesi­liu­ok­sis­ta saos­tu­neet metal­li­pi­toi­set ker­ros­tu­mat. Meri­vai­het­ta seu­ran­nees­sa vuo­ren­poi­mu­tuk­ses­sa ne poi­mut­tui­vat ja muut­tui­vat moni­mut­kais­ten kemial­lis­ten tapah­tu­mien kaut­ta rik­kaik­si mal­meik­si.

Vie­rei­sel­lä piha-alu­eel­la on Outo­kum­mun mal­mi­loh­ka­rei­ta. Kai­vok­si­na ovat toi­mi­neet Outo­kum­mun (Cu, Zn, Co, Au, S) lisäk­si Vuo­nos (Cu, Ni, Zn, Co), Ham­mas­lah­ti (Cu, Zn) ja Kyly­lah­ti (Cu, Co, Au). Outo­kum­mun kai­vos (1910–1989) oli Suo­men moder­nin vuo­ri­teol­li­suu­den keh­to. Kai­vok­sen tuot­ta­mia metal­le­ja saam­me ihail­la mm. maa­il­man­kuu­luis­sa Paa­vo Tynel­lin 1950-luvun design-valai­si­mis­sa. Ne on val­mis­tet­tu Outo­kum­mun mes­sin­gis­tä (Cu+Zn). Paa­von käsis­sä Outo­kum­mun mes­sin­ki muut­tui kul­taa­kin kal­liim­mak­si.

Mui­nais­me­ren aar­tei­ta on riit­tä­nyt myös naa­pu­ri­maa­kun­tiin ja muu­al­le Suo­meen. Monis­ta esi­mer­keis­tä mai­nit­ta­koon vaik­ka­pa Sot­ka­mon Tal­vi­vaa­ra. Sen läh­tö­koh­ta­na on aika­vä­lil­lä 2 060–1 950 milj. v sit­ten samaan mereen ker­ros­tu­nut gra­fiit­ti- ja sul­fi­di­pi­toi­nen muta. Nyky­muo­dos­saan se on Ni-Cu-Co-Zn-Mn-mine­ra­li­saa­tioi­ta sisäl­tä­vää mus­ta­lius­ket­ta. Metal­lit saos­tui­vat meren­poh­jan ker­ros­tu­miin kuu­man kal­lio­pe­rän rako­vyö­hyk­keis­sä kier­tä­neis­tä metal­li­pi­toi­sis­ta vesi­liu­ok­sis­ta. Tal­vi­vaa­ran kai­vok­sen pää­tuo­te on nikkeli[1]kobolttisulfidi, jota ale­taan jalos­taa Sot­ka­mos­sa säh­kö­ajo­neu­vo­jen akkui­hin.

Metal­lien rikas­tu­mi­nen mui­nais­me­ren poh­ja­mu­tien saos­tu­ma­ken­tis­tä nykyi­sen kal­tai­sik­si mal­meik­si tapah­tui ker­ros­tu­mis­vai­het­ta seu­ran­nees­sa vuo­ren­poi­mu­tuk­ses­sa. Sii­tä ker­ro­taan aika­ja­nan seu­raa­val­la loh­ka­re­ras­til­la.

Kuvas­sa Kan­gas­nie­men pal­lo­gra­niit­tia Outo­kum­mun geo­lo­gi­sel­la aika­ja­nal­la.

Näy­te­loh­ka­re on Kan­gas­nie­men pal­lo­gra­niit­tia. Kivi, jon­ka kuvioin­ti tuo mie­leen Mari­me­kon kan­gas­mal­lit, on jopa maa­il­man mit­ta­kaa­vas­sa arvioi­tu­na har­vi­nai­nen geo­lo­gi­nen eri­koi­suus. Näy­te­loh­ka­reen ja oikeas­taan myös koko itäi­sen Suo­men kal­lio­pe­rän muok­kau­tu­mi­nen nykyi­sen kal­tai­sek­si tapah­tui kivi­ke­hän laat­to­jen tör­mäyk­ses­sä ja sitä seu­ran­nees­sa vuo­ren­poi­mu­tuk­ses­sa, joka tapah­tui aika­vä­lil­lä 1 910–1 875 mil­joo­naa vuot­ta sit­ten.

Vuo­ren­poi­mu­tus

Noin 1 910–1 900 mil­joo­naa vuot­ta sit­ten mui­nai­nen val­ta­me­ren­ran­ta-alue ker­ros­tu­mi­neen (siis tule­va Itä-Suo­mi) ajau­tui osak­si kivi­ke­hän laat­to­jen tör­mäys­vyö­hy­ket­tä. Val­ta­me­ri sul­keu­tui ja suu­ret kivi­ke­hän loh­kot ja nii­tä peit­tä­vät ker­ros­tu­mat sul­lou­tui­vat van­haa man­ne­ra­luet­ta vas­ten. Meri- ja ran­ta­ker­ros­tu­mat sekä nii­den jouk­koon tun­keu­tu­neet tuli­pe­räi­set kivet pää­tyi­vät tör­mäys­koh­taan noin 1 885 mil­joo­naa vuot­ta sit­ten kohon­neen vuo­ris­ton juu­rio­siin. Kor­kea läm­pö­ti­la ja pai­ne aiheut­ti­vat mas­so­jen osit­tai­sen sula­mi­sen ja uudel­leen­ki­tey­ty­mi­sen. Kal­lio­pe­rä taval­laan kyp­syi syväl­lä vuo­ri­jo­non juu­rio­sis­sa hitaas­ti lopul­li­seen muo­toon­sa. Jääh­ty­vään kei­tok­seen kasau­tui ”sat­tu­mik­si” eli rik­kaik­si esiin­ty­mik­si metal­li­sia mal­me­ja ja mui­ta arvo­mi­ne­raa­le­ja. Kan­gas­nie­men lip­pusii­maan jäi eri­koi­nen pal­lo­ki­vi.

Kan­gas­nie­men pal­lo­ki­ven syn­ty

Vuo­ren­poi­mu­tuk­sen kulues­sa maan­kuo­reen syn­tyi sulan kiviai­nek­sen täyt­tä­miä tilo­ja. Ne jäh­met­tyi­vät hitaas­ti kar­kea­ra­kei­sik­si syvä­ki­vi­la­jeik­si, jois­ta ylei­sim­piä ovat gra­nii­tit. Ete­lä-Savon Kan­gas­nie­men Hokas­ta löy­det­ty pal­lo­gra­niit­ti on eri­koi­nen gra­niit­ti­muun­nos. Kiven pal­lo­ra­ken­teet kitey­tyi­vät noin 1 875 mil­joo­naa vuot­ta sit­ten seu­raa­val­la taval­la.

Vuo­ris­ton juu­rio­sis­sa vel­loi kor­keas­sa pai­nees­sa hitaas­ti jääh­ty­vää gra­niit­tis­ta kivi­su­laa. Läm­pö­ti­lan las­kies­sa mag­man mole­kyy­lit (SiO2 ja Al2O3 sekä muut metal­lien oksi­dit) alkoi­vat kitey­tyä eri­lai­sik­si mine­raa­leik­si. Syn­tyi mas­saa, jos­sa oli ensim­mäi­se­nä kitey­ty­neis­tä mine­raa­leis­ta koos­tu­via kiin­tei­tä osia. Nii­tä ympä­röi koos­tu­muk­sel­taan muut­tu­nut kivi­su­la. Jos­ta­kin syys­tä jäh­met­ty­neet osat toi­mi­vat mag­man läm­pö­ti­lan las­kies­sa kitey­ty­mis­kes­kuk­si­na ja nii­den ympä­ril­le alkoi muo­dos­tua ker­tau­tu­via kehä­ra­ken­tei­ta. Ne muo­dos­ti­vat kas­va­viin pal­loi­hin puun vuo­si­lus­to­ja muis­tut­ta­vi­na ren­gas­ku­vioi­na.

Pal­lo­ki­vet ovat eri­koi­sia luon­no­noik­ku­ja, joi­den syn­nyn yksi­tyis­koh­tia ei vie­lä var­muu­del­la tie­de­tä. Pal­lo­ki­vie­siin­ty­mien koko vaih­te­lee met­reis­tä muu­ta­miin kym­me­niin met­rei­hin. Suo­mes­ta on löy­det­ty 31 pal­lo­ki­vi­kal­lio­ta ja 62 loh­ka­re-esiin­ty­mää. Se on noin puo­let maa­il­man tun­ne­tuis­ta pal­lo­ki­vi­koh­teis­ta (tilan­ne 2005).

Pit­kä kulu­tus­kausi pal­jas­taa syväl­lä syn­ty­neet kivet

Vuo­ren­poi­mu­tus­ta seu­ra­si nyky­päi­viin jat­ku­nut kulu­tus­kausi. Poh­jois-Kar­ja­lan län­sio­san kivi­la­jien mine­raa­li­koos­tu­mus osoit­taa, että kal­liot ovat saa­neet nykyi­sen asun­sa pai­ne- ja läm­pö­ti­lao­lo­suh­teis­sa, jot­ka saa­vu­te­taan maan­kuo­res­sa 10–25 kilo­met­rin syvyy­des­sä. Luvut ker­to­vat nykyi­sen kal­lio­pin­nan pääl­tä pois kulu­neen kivi­ker­rok­sen pak­suu­den, mut­ta eivät mui­nai­sen vuo­ris­ton kor­keut­ta, sil­lä huip­pu­jen madal­tues­sa vuo­ris­ton ympä­ris­töä kevyem­mät juu­rio­sat koho­si­vat veteen upo­te­tun kor­kin tavoin.

Kulu­mi­sen ja kohoa­mi­sen myö­tä geo­lo­gi­sen kehi­tyk­sen eri vai­heis­sa syn­ty­nei­tä kivi­la­je­ja ja mal­me­ja on pal­jas­tu­nut nykyi­seen maan­pin­taan ihmi­sen ulot­tu­vil­le. Niis­tä yksi on Outo­kum­mun mal­mi, jon­ka syn­tyyn joh­ta­neet tapah­tu­mat alkoi­vat 1 950 mil­joo­naa vuot­ta sit­ten mui­nai­sen meren poh­jal­la. Lopul­li­sen muo­ton­sa mal­mi sai vuo­ren­poi­mu­tuk­sen myö­tä noin 1 880 mil­joo­naa vuot­ta sit­ten

Rapa­ki­vi on gra­niit­ti­muun­nos, joka on saa­nut nimen­sä muu­ta­mien rapa­ki­vi­tyyp­pien tai­pu­muk­ses­ta morou­tua eli rapau­tua sora­mai­sek­si mas­sak­si. Maa­il­man geo­lo­gi­seen kir­jal­li­suu­teen rapa­ki­ven vei suo­ma­lai­nen geo­lo­gi J. J. Seder­holm vuon­na 1891. Sii­tä läh­tien Ete­lä-Suo­mea on pidet­ty kivi­la­jin tyyp­pia­lu­ee­na ja ”rapa­ki­vi” on vakiin­tu­nut sel­lai­se­naan kivi­la­jin nimek­si kai­kis­sa sivis­tys­kie­lis­sä. Rapa­ki­viä tava­taan kai­kil­la man­te­reil­la.

Rapa­ki­vet ovat kar­kea­ra­kei­sia gra­niit­te­ja, jois­sa kali­maa­säl­pä muo­dos­taa yleen­sä suu­ria pyö­reäh­kö­jä haja­ra­kei­ta eli ovoi­de­ja. Nii­tä ympä­röi usein kitey­ty­mi­sen yhtey­des­sä kali­maa­säl­väs­tä suo­tau­tu­nut vaa­lea pla­gioklaa­si­ke­hä. Jos vain osas­sa kali­maa­säl­pä­ki­tei­tä on vaa­lea pla­gioklaa­si­ke­hä, puhu­taan pyter­liit­ti­ses­tä rapa­ki­ves­tä. Jos taas useim­mis­sa kali­maa­säl­pä­ki­teis­sä näkyy vaa­lea kehä, kivi­la­ji­ni­mi on vibor­giit­ti­nen rapa­ki­vi. Rapa­ki­ves­tä on myös mui­ta vari­aa­tioi­ta. Näy­te­loh­ka­reis­sa kali­maa­säl­pä­pal­lot ja nii­tä ympä­röi­vät vaa­leat kehät erot­tu­vat sel­väs­ti. Pie­nem­mäs­sä loh­ka­rees­sa, joka on lou­hit­tu kal­lion rapau­tu­nees­ta rako­pin­nas­ta, vaa­leat kehät muo­dos­ta­vat sor­mus­mai­sia pai­nan­tei­ta.

Suo­men rapa­ki­vien syn­tyyn joh­ta­neet gra­niit­ti­set kivi­su­lat muo­dos­tui­vat syväl­lä perus­kal­lio­kuo­ren alao­sas­sa. Siel­tä ne tun­keu­tui­vat 1 670–1 540 mil­joo­naa vuot­ta sit­ten mones­sa eri vai­hees­sa syvä­mur­rok­sia pit­kin veto­jän­ni­tyk­sen koh­tee­na olleen maan­kuo­ren läpi sen ylä­osaan. Näy­te­ki­vet ovat Viro­lah­del­ta Vii­pu­rin rapa­ki­vi­mas­sii­vis­ta ja kitey­ty­neet noin 1 640 mil­joo­naa vuot­ta sit­ten.

Osa morou­tuu – osa ei

Muu­ta­mil­le rapa­ki­vi­tyy­peil­le omi­nai­nen morou­tu­mi­nen joh­tuu kiven raken­tees­ta. Kide­ra­ken­teel­taan eri­lais­ten mine­raa­lien sidos­pin­nat irtoa­vat läm­pö­ti­lan vaih­te­lui­den seu­rauk­se­na vähi­tel­len toi­sis­taan. Rapau­tu­mi­nen alkaa kali­maa­säl­pä­ra­kei­den pla­gioklaa­si­kuo­res­ta, jon­ka jäl­keen kali­maa­säl­pä­ki­tei­den sisus­ta alkaa muut­tua ja koko kiven raken­ne löyh­tyy. Her­kim­min morou­tuu vibor­giit­ti. Moroa on käy­tet­ty pai­kal­li­ses­ti soran kor­vik­kee­na.

Rapa­ki­vi on Suo­men kivi­teol­li­suu­den tär­kein vien­ti­tuo­te. Käyt­tö­koh­tei­den skaa­la ulot­tuu maa­il­man met­ro­po­lien arvo­ra­ken­nus­ten jul­ki­si­vuis­ta kotoi­siin keit­tiö­ta­soi­hin. Tur­hia epäi­ly­jä herät­tä­vä rapa­ki­vi­ter­mi on kor­vat­tu kau­pal­li­sil­la nimil­lä.

Maa­il­man suu­rin mono­liit­ti

Rapa­ki­ven raken­nus­ki­vi­tuo­tan­to alkoi Viro­lah­del­la jo 1700-luvul­la. Viro­lah­den rapa­ki­ven, jota myös näy­te­loh­ka­reet edus­ta­vat, tun­ne­tuin his­to­rial­li­nen refe­rens­si on Pie­ta­rin Voi­ton­pyl­väs. Se maa­il­man suu­rin mono­liit­ti, yhdes­tä kives­tä veis­tet­ty 25,6 m pit­kä pyl­väs, jon­ka Alek­san­te­ri I pys­tyt­ti Pie­ta­riin vuon­na 1832 Napo­leo­nin kukis­tu­mi­sen muis­tok­si. Kiviai­hion irrot­ta­mi­seen kal­lios­ta osal­lis­tui liki 300 kiven­hak­kaa­jaa ja aikaa kului 15 kuu­kaut­ta. Kiviai­hion pyö­ris­tä­mi­nen tal­toin ja vasa­roin vei 125 kiven­hak­kaa­jal­ta puo­li­sen vuot­ta. Lähes 700 ton­nia pai­na­va pyl­väs kul­je­tet­tiin proo­mul­la Pie­ta­riin. Lopul­li­nen hio­mi­nen ja kiil­lo­tus teh­tiin pys­ty­tys­pai­kal­la. Mie­he­käs monu­ment­ti. Hevon­nie­men lou­ho­sa­lu­eel­ta on peräi­sin myös pää­osa Pie­ta­rin Iisa­kin kir­kon pyl­väis­tä. Ohei­set näy­te­loh­ka­reet on tuo­tu vii­den kilo­met­rin pääs­tä Hevon­nie­mes­tä ja ne vas­taa­vat Pie­ta­rin jul­ki­sis­sa raken­nuk­sis­sa laa­jal­ti käy­tet­tyä rapa­ki­vi­tyyp­piä.