Kivimite moodustumise mõistmine: globaalne vaade

Kivimid on meie planeedi fundamentaalsed ehituskivid, mis kujundavad maastikke, mõjutavad ökosüsteeme ja pakuvad väärtuslikke ressursse. Kivimite moodustumise mõistmine on Maa ajaloo ja protsesside mõistmiseks ülioluline. See põhjalik juhend uurib kolme peamist kivimitüüpi – tard-, sette- ja moondekivimeid – ning nende moodustumist, pakkudes globaalset vaadet nende levikule ja tähtsusele.

Kivimiringe: pidev muundumine

Enne konkreetsetesse kivimitüüpidesse sukeldumist on oluline mõista kivimiringet. Kivimiringe on pidev protsess, kus kivimid muunduvad geoloogiliste protsesside, nagu murenemine, erosioon, sulamine, moone ja kerge, kaudu pidevalt ühest tüübist teise. See tsükliline protsess tagab, et Maa materjalid pidevalt taaskasutatakse ja jaotatakse ümber.

Tardkivimid: sündinud tulest

Tardkivimid moodustuvad sula kivimi, kas magma (maapõues) või laava (maapinnal), jahtumisel ja tahkumisel. Sula kivimi koostis ja jahtumiskiirus määravad moodustuva tardkivimi tüübi. Tardkivimid jaotatakse laias laastus kahte kategooriasse: intrusiivsed ja ekstrusiivsed.

Intrusiivsed tardkivimid

Intrusiivsed tardkivimid, tuntud ka kui süvakivimid, moodustuvad, kui magma jahtub aeglaselt maapõues. Aeglane jahtumine võimaldab moodustuda suurtel kristallidel, mille tulemuseks on jämedateraline tekstuur. Intrusiivsete tardkivimite näited on järgmised:

Graniit: heledavärviline, jämedateraline kivim, mis koosneb peamiselt kvartsist, päevakivist ja vilgukivist. Graniiti kasutatakse laialdaselt ehituses ja seda leidub suurtes batoliitides, näiteks Sierra Nevada mägedes USAs ja Himaalajas.
Dioriit: keskmist värvi, jämedateraline kivim, mis koosneb plagioklassist ja sarvekivist. Dioriit on haruldasem kui graniit, kuid seda leidub paljudes mandrilise maakoore tingimustes.
Gabro: tumedavärviline, jämedateraline kivim, mis koosneb peamiselt pürokseenist ja plagioklassist. Gabro on ookeanilise maakoore oluline komponent ja seda leidub ka suurtes intrusioonides mandritel.
Peridotiit: ultraaluseline, jämedateraline kivim, mis koosneb peamiselt oliviinist ja pürokseenist. Peridotiit on Maa vahevöö peamine koostisosa.

Ekstrusiivsed tardkivimid

Ekstrusiivsed tardkivimid, tuntud ka kui vulkaanilised kivimid, moodustuvad, kui laava jahtub kiiresti maapinnal. Kiire jahtumine takistab suurte kristallide moodustumist, mille tulemuseks on peeneteraline või klaasjas tekstuur. Ekstrusiivsete tardkivimite näited on järgmised:

Basalt: tumedavärviline, peeneteraline kivim, mis koosneb peamiselt plagioklassist ja pürokseenist. Basalt on kõige levinum vulkaaniline kivim ja moodustab suurema osa ookeanilisest maakoorest. Hiiglaste tee Põhja-Iirimaal on kuulus näide basaltkolonnidest.
Andesiit: keskmist värvi, peeneteraline kivim, mis koosneb plagioklassist ja pürokseenist või sarvekivist. Andesiiti leidub tavaliselt vulkaanilistes kaarketes, näiteks Andide mägedes Lõuna-Ameerikas.
Rüoliit: heledavärviline, peeneteraline kivim, mis koosneb peamiselt kvartsist, päevakivist ja vilgukivist. Rüoliit on graniidi ekstrusiivne ekvivalent ja on sageli seotud plahvatuslike vulkaanipursetega.
Obsidiaan: tumedavärviline, klaasjas kivim, mis on moodustunud laava kiirest jahtumisest. Obsidiaanil puudub kristalliline struktuur ja seda kasutatakse sageli tööriistade ja ornamentide valmistamiseks.
Pimss: heledavärviline, poorne kivim, mis on moodustunud vahutavast laavast. Pimss on nii kerge, et võib vee peal hõljuda.

Settekivimid: aja kihid

Settekivimid moodustuvad setete, mis on olemasolevate kivimite, mineraalide ja orgaanilise aine fragmendid, kogunemisel ja tsementeerumisel. Settekivimid moodustuvad tavaliselt kihtidena, pakkudes väärtuslikke andmeid Maa mineviku keskkondade kohta. Settekivimid jaotatakse laias laastus kolme kategooriasse: klastilised, keemilised ja orgaanilised.

Klastilised settekivimid

Klastilised settekivimid moodustuvad mineraaliterade ja kivimifragmentide kogunemisel, mis on transporditud ja ladestatud vee, tuule või jää poolt. Setteosakeste suurus määrab moodustuva klastilise settekivimi tüübi. Klastiliste settekivimite näited on järgmised:

Konglomeraat: jämedateraline kivim, mis koosneb ümardatud kruusasuurustest klastidest, mis on omavahel tsementeerunud. Konglomeraadid moodustuvad sageli suure energiaga keskkondades, näiteks jõesängides.
Bretša: jämedateraline kivim, mis koosneb nurgelistest kruusasuurustest klastidest, mis on omavahel tsementeerunud. Bretšad moodustuvad sageli rikkevööndites või vulkaanipursete lähedal.
Liivakivi: keskmiseteraline kivim, mis koosneb peamiselt liivasuurustest kvartsi, päevakivi ja muude mineraalide teradest. Liivakivid on sageli poorsed ja läbilaskvad, mis teeb neist olulised põhjavee ja nafta reservuaarid. Monument Valley USAs on kuulus oma liivakivimoodustiste poolest.
Aleuroliit: peeneteraline kivim, mis koosneb aleuriidisuurustest osakestest. Aleuroliite leidub sageli lammidel ja järvepõhjades.
Savikilt: väga peeneteraline kivim, mis koosneb savimineraalidest. Savikilt on kõige levinum settekivim ja on sageli rikas orgaanilise aine poolest, mis teeb sellest potentsiaalse nafta ja gaasi lähtekivimi. Burgessi kilt Kanadas on kuulus oma erakordse fossiilide säilivuse poolest.

Keemilised settekivimid

Keemilised settekivimid moodustuvad mineraalide sadenemisel lahusest. See võib toimuda aurustumise, keemiliste reaktsioonide või bioloogiliste protsesside kaudu. Keemiliste settekivimite näited on järgmised:

Paekivi: kivim, mis koosneb peamiselt kaltsiumkarbonaadist (CaCO3). Paekivi võib moodustuda kaltsiumkarbonaadi sadenemisel mereveest või mereloomade kodade ja skelettide kogunemisel. Doveri valged kaljud Inglismaal on tehtud kriidist, mis on paekivi tüüp.
Dolomiit: kivim, mis koosneb peamiselt dolomiidist (CaMg(CO3)2). Dolomiit moodustub, kui paekivi muundub magneesiumirikaste vedelike toimel.
Tulekivi: kivim, mis koosneb mikrokristallilisest kvartsist (SiO2). Tulekivi võib moodustuda ränidioksiidi sadenemisel mereveest või ränivetikate skelettide kogunemisel.
Evaporiidid: kivimid, mis on moodustunud soolase vee aurustumisel. Levinud evaporiidid on haliit (kivisool) ja kips. Surnumeri on tuntud näide evaporiitkeskkonnast.

Orgaanilised settekivimid

Orgaanilised settekivimid moodustuvad orgaanilise aine, nagu taimejäänuste ja loomafossiilide, kogunemisel ja tihenemisel. Orgaaniliste settekivimite näited on järgmised:

Süsi: kivim, mis koosneb peamiselt karboniseerunud taimsest materjalist. Süsi moodustub soodes ja rabades, kus taimne materjal koguneb ja mattub.
Põlevkivi: kivim, mis sisaldab kerogeeni, tahket orgaanilist materjali, mida saab kuumutamisel muuta naftaks.

Moondekivimid: muundumised rõhu all

Moondekivimid moodustuvad, kui olemasolevad kivimid (tard-, sette- või muud moondekivimid) muunduvad kuumuse, rõhu või keemiliselt aktiivsete vedelike toimel. Moone võib muuta algse kivimi mineraalset koostist, tekstuuri ja struktuuri. Moondekivimid jaotatakse laias laastus kahte kategooriasse: kildalised ja mittekildalised.

Kildalised moondekivimid

Kildalistel moondekivimitel on mineraalide joondumise tõttu kihiline või vöödiline tekstuur. See joondumine on tavaliselt põhjustatud suunatud rõhust moondeprotsessi ajal. Kildaliste moondekivimite näited on järgmised:

Kilt: peeneteraline kivim, mis on moodustunud savikilda moondumisel. Kilti iseloomustab suurepärane lõhenevus, mis võimaldab seda lõhestada õhukesteks lehtedeks.
Kristalne kilt: keskmise- kuni jämedateraline kivim, mis on moodustunud savikilda või mudakivi moondumisel. Kristalset kilti iseloomustavad plaatjad mineraalid, nagu vilgukivi, mis annavad sellele läikiva välimuse.
Gneiss: jämedateraline kivim, mis on moodustunud graniidi või settekivimite moondumisel. Gneissi iseloomustab selge heledate ja tumedate mineraalide vöödisus.

Mittekildalised moondekivimid

Mittekildalistel moondekivimitel puudub kihiline või vöödiline tekstuur. See on tavaliselt seetõttu, et need on moodustunud kivimitest, mis sisaldavad ainult ühte tüüpi mineraali, või seetõttu, et neid on moondeprotsessi ajal mõjutanud ühtlane rõhk. Mittekildaliste moondekivimite näited on järgmised:

Marmor: kivim, mis on moodustunud paekivi või dolomiidi moondumisel. Marmor koosneb peamiselt kaltsiidist või dolomiidist ja seda kasutatakse sageli skulptuuride ja ehitusmaterjalide valmistamiseks. Taj Mahal Indias on valmistatud valgest marmorist.
Kvartsiiit: kivim, mis on moodustunud liivakivi moondumisel. Kvartsiiit koosneb peamiselt kvartsist ning on väga kõva ja vastupidav.
Sarvkivi: peeneteraline kivim, mis on moodustunud savikilda või mudakivi moondumisel. Sarvkivi on tavaliselt tumedavärviline ja väga kõva.
Antratsiit: kõva, kompaktne söe sort, mis on läbinud moondeprotsessi.

Globaalne levik ja tähtsus

Erinevate kivimitüüpide levik on üle maailma erinev, peegeldades mitmekesiseid geoloogilisi protsesse, mis on meie planeeti kujundanud. Selle leviku mõistmine on ülioluline maavarade uurimiseks, ohtude hindamiseks ja Maa ajaloo mõistmiseks.

Tardkivimid: vulkaanilisi piirkondi, nagu Vaikse ookeani tulerõngas, iseloomustab rikkalik ekstrusiivsete tardkivimite esinemine. Intrusiivseid tardkivimeid leidub tavaliselt mäestikes ja mandrilistel kilpidel.
Settekivimid: settekivimeid leidub settebasseinides üle kogu maailma. Need basseinid on sageli seotud fossiilkütuste maardlatega.
Moondekivimid: moondekivimeid leidub tavaliselt mäeahelikes ja piirkondades, mis on läbinud intensiivse tektoonilise tegevuse.

Kokkuvõte

Kivimite moodustumine on keeruline ja põnev protsess, mis on meie planeeti kujundanud miljardeid aastaid. Mõistes erinevaid kivimitüüpe ja nende moodustumist, saame väärtuslikke teadmisi Maa ajaloost, ressurssidest ja protsessidest. See globaalne vaade kivimite moodustumisele rõhutab geoloogiliste protsesside omavahelist seotust ja kivimite uurimise tähtsust kõikjal maailmas.

Edasine uurimine

Kivimite moodustumise paremaks mõistmiseks kaaluge ressursside uurimist sellistelt organisatsioonidelt nagu:

Ameerika Geoloogia Selts (GSA)
Londoni Geoloogia Selts
Rahvusvaheline Geo-eetika Edendamise Assotsiatsioon (IAPG)

Need organisatsioonid pakuvad hulgaliselt teavet, haridusmaterjale ja uurimisvõimalusi, mis on seotud geoloogia ja maateadusega.