Kivi- ja kasvimaailman välissä, osa 2: puut kullan ja timanttien perässä

Aikaisemmin julkaistussa Kivi- ja kasvimaailman välissä -tekstissä sivusin termiä indikaattorikasvi. Indikaattorikasvi, eli opaskasvi, on kasvi joka kasvaa rajatuissa kasvuolosuhteissa ja voi läsnäolollaan kertoa alla olevan kallio- tai maaperän kemiallisesta koostumuksesta. Indikaattorikasveja on käytetty apuna esimerkiksi malminetsinnässä ilmaisemaan tietyistä alkuaineista rikastuneita alueita. Vaikka sanotaan, että raha ei kasva puussa voivat puut antaa vihjeitä arvokkaista mineraaliesiintymistä!

Eucalyptuspuun lehdet kertovat missä kulta piileksii

Kaksi vuotta sitten julkaistun australialaisen tutkimuksen1 mukaan eucalyptyspuiden lehtiä analysoimalla voisi olla mahdollista kartoittaa kultaesiintymiä. Eukalyptuksen syvälle ulottuvat juuret pumppaavat maasta veden mukana myös pieniä kultahippusia. Nämä hippuset varastoituvat vierasaineina puun lehtiin. Lehtiin varastoituneet kultahippuset ovat kooltaan niin pieniä ettei niitä ei voi nähdä lehdestä paljain silmin. Lehdet voidaan kuitenkin analysoida käyttämällä röntgensäde fluoresenssi (XRF) -analytiikkaa.

Lintern_etal_2013_gold
Eucalyptuspuunlehdestä otettuja XRF-kuvia. Kupari näkyy kuavssa sinisenä, strontium vihreänä ja kulta nuolilla osoitettuina punaisina hippuina (kuva b). Mittakaavan pituus kuvassa a) 500 µm ja kuvassa b) 50 µm. Kuva: Lintern et al. 2013, CC BY-NC-SA 3.0

Kultapitoisuudet lehdissä ovat hyvin pieniä, mutta tutkimusmenetelmää voidaan käyttää kullanetsinnän helpottamisessa etenkin niillä alueilla joilla peruskallioita peittävät kymmenien metrien sedimenttikerrokset. Perinteinen tapa tutkia tällaisia alueita on ollut kairareikien poraaminen kallioperään. Eucalyptuspuiden lehtien tutkiminen voi tulevaisuudessa tarjoata kallioperän kairaamista halvemman vaihtoehdon kullanetsintään. Alla olevalla videolla  tutkimuksen johtaja Mel Lintern kertoo aiheesta lisää.

——

Kairapalmu voi vihjata timanttiesiintymästä

Kairapalmut (Pandanus) muodostavat kairapalmukasvien suvun johon kuuluu noin 750 lajia. Monia kairapalmulajeja hyödynnetään monin tavoin käsitöissä, esimerkiksi mattojen ja korien punomisen raaka-aineina, sekä ravintokasveina.  Toukokuussa uutisoitiin, että Pandanus candelabrun -lajin kasvupaikkoja etsimällä voidaan mahdollisesti löytää myös timanttiesiintymiä länsi-Afrikassa.

Pandanus candelabrum -kairapalmun käyttö timanttien etsimisessä pohjaa siihen, että valtaosa timanttiesiintymistä sijaitsee kimberliittipiippujen yhteydestä (joskaan kaikki kimberliittipiiput eivät sisällä timantteja). Yksittäisten timanttien löytäminen maastosta on vaikeaa ja siksi timanttien etsinnässä keskitytään niiden isäntäkivien eli kimberliittien etsintään.

Pandanus candelabrum MS4080
Pandanus candelabrum -kairapalmu. Kuva: Marco Schmidt, Wikimedia Commons CC BY-SA 2.5
Kimberliittipiiput ovat syntyneet nopeissa vulkaanisissa purkauksissa Maan menneisyydessä. Kimberliittipurkaukset ovat saaneet alkunsa noin 150–200 km syvyydessä Maan ylävaipassa. Purkautuessaan nopeasti kohti maanpintaa sula kiviaines  saattoi napata mukaansa myös timantteja. Nämä sammuneiden tulivuorten kivettyneet jäänteet koostuvat pääosin kiviaineksesta joka sisältää paljon magnesiumia, kaliumia ja fosforia. Länsi-Afrikassa kasvava Pandanus candelabrum -kairapalmu vaikuttaisi viihtyvän erityisen hyvin kimberliittipiippujen tarjoamien kasvualustojen päällä. Geologi Stephen Haggerty raportoi havainnostaan Economic Geology -julkaisussa ja artikkelin mukaan tutkimukset kasvin hyödyntämisestä kimberliittipiippujen etsinnässä jatkuvat.

Suomestakin on löytynyt useita kimberliittipiippuja. Nuorimmat kallioperäämme muodostavista kimberliiteistä purkautuivat noin 600 miljoonaa vuotta sitten. Myös suomalaisista kimberliittipiipuista on löydetty timantteja, mutta kooltaan ne ovat kansainväliseen tasoon verrattuna melko pieniä. Suurin Suomesta löydetty kokonainen timantti on ollut halkaisijaltaan noin 5 millimetriä. Suomessa piippujen etsimisessä on käytetty esimerkiksi kimberliiteille tyypillisten mineraalien etsimistä irtonaisen maa-aineksen, kuten jääkauden kerrostaman pohjamoreenin, seasta.

Kimberliittipiiput ovat myös geologisen tutkimuksen kannalta tärkeitä, sillä ne ovat kuin kurkistusikkunoita maapallon syvempiin kerroksiin joihin emme pääse muuten käsiksi!

Tiesitkö, että kasvien lisäksi myös eläimiä voidaan hyödyntää mineraaliesiintymien etsimisessä? Esimerkiksi termiittien pesien rakennusaineita tutkimalla on mahdollista löytää viitteitä syvemmällä olevista mineralisaatioista. Eikä unohdeta malmikoiria joista on ollut aiemmin juttua täällä!

Viite:

1Lintern, M., Anand, R., Ryan, C. ja Paterson, D. 2013. Natural gold particles in Eucalyptus leaves and their relevance to exploration for buried gold deposits. Nature Communications, 4.

Advertisements

Kivi- ja kasvimaailman välissä

Komatiitti on tulivuoriperäinen kivilaji jonka koostumus on hyvin magnesiumrikas. Se sisältää vähän piidioksidia ja sitä kutsutaan myös ultraemäksiseksi kivilajiksi. Komatiitteja on purkautunut erityisesti Maan nuoruudessa. Suurin osa komatiittisista kivistä syntyi arkeeisella ajalla yli 2,5 miljardia vuotta sitten. Nuorimmat komatiittiset laavat ovat iältään noin 88 miljoonaa vuotta1. Nykyään komatiitteja ei enää muodostu maapallolla, mutta miljoonia ja miljardeja vuotta sitten purkautuneet komatiitit ovat kuitenkin paikoin säilyneenä kallioperässämme.

Komatiittisissa kivissä voi usein nähdä pitkiä ja neulamaisia oliviinikiteitä muodostamassa tiheän verkoston. Tämä rakenne on syntynyt hyvin juoksevan kivisulan jähmettyessä nopeasti. Rakenne on komatiittisten laavapatjojen pintaosissa melko yleinen ja sille on olemassa erityinen termi: spinifex.

Munro_1tp
Mikroskooppikuva komatiittisesta laavasta joka purkautui arkeeisella ajalla (Munro Township, Kanada). Laavan pintakerroksen nopea jäähtyminen sai aikaan kauniin oliviiniverkoston. Kuvan pitkä sivu on noin 7 mm. Kuva otettu tasopolaroidussa valossa. Ohuthie kuuluu Helsingin yliopiston geologian ja geokemian osaston kurssihieisiin.

Edellä mainittu liittyy kasvimaailmaan siten, että komatiittien spinifex-tekstuuri on saanut nimensä muun muassa Australiassa ja Uudessa-Seelannissa kasvavan spinifex-ruohon mukaan. Spinifex-ruohojen nimi taas juontuu latinan sanaan spina, joka tarkoittaa piikkiä.

https://i2.wp.com/upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/6/6a/Spinifex_sericeus_seed_head.jpg
Spinifex-ruohon hedelmistö, Uusi-Seelanti. Kuva: Avenue, Wikimedia commons

Myös Itä- ja Pohjois-Suomen kallioperää muodostavat paikoin kivet, jotka ovat olleet alun perin komatiitteja. Kivien synnyn jälkeen niissä olevat oliviinit ovat kuitenkin miltei kokonaan muuttuneet mineraaliksi nimeltä serpentiini. Mikäli kivi ei  sen synnyn jälkeen muokkaannu kallioperän liikunnoissa, voivat alkuperäiset rakenteet säilyä kivessä siitä huolimatta, että mineraalisisältö muuttuu.

spinifex_Kuhmo
Spinifex-tekstuuria arkeeisessa komatiitissa Kuhmon vihreäkivivyöhykkeeltä. Mittakaavana oleva linssinsuojus on halkaisijaltaan n. 6 cm.

Näiltä kallioita voi nykyään tavata punakukkaisen kasvin nimeltä serpentiinipikkutervakko. Tämä kasvi on yksi harvoista kasvilajeista, jotka ovat sopeutuneet kasvamaan ultraemäksisten ja usein raskasmetallipitoisten kallioiden päällä. Tässä tapauksessa alla oleva kallio (tai tarkemmin kiveä muodostava mineraali) on antanut nimen sen päällä kasvavalle kasville! Serpentiinipikkutervakko on niin kutsuttu indikaattorikasvi, jota voidaan hyödyntää alla olevan kallioperän ja mahdollisten mineralisaatioiden kartoittamisessa. Tällaisia tiettyyn elinympäristöön sopeutuneita indikaattorikasveja on useita.

Ja mistä sitten komatiitti on saanut nimensä? Ensimmäinen komatiittinen laava kuvattiin Etelä-Afrikasta, Komati-joen kyljestä ja kivilaji sai nimensä löytöpaikan mukaan2.

Viitteet ja kuvalinkki:

1Arndt, N.T., Kerr. A.C., Tarney, J. 1997. Dynamic melting in plume heads: the formation of Gorgona komatiites and basalts. Earth and Planetary Science Letters 146; s. 289–301.

2Viljoen, M.J., Viljoen, R.P. 1969. The geology and geochemistry of the Lower Ultramafic Unit of the Omverwacht Group and a proposed new class of igneous rocks. In: Upper Mantle Project. Geological Society of South Africa, Special Publication 2, s. 55–85.

Spinifex-ruohon hedelmistö: Avenue, Spinifex (genus), Wikimedia commons

Kiitoksia Kirsi Larjamolle (Helsingin yliopiston geologian ja geokemian osasto) ohuthieen lainasta kuvan ottamista varten!