Tardkivim

Tardkivim ehk magmakivim on magma tardumisel (enamasti kristalliseerumisel) tekkinud kivim.

Levinud süva- ja purskekivimite happelisuse ja terasuuruse diagramm

Tardkivimid on üks kolmest suurest kivimite rühmast. Teised kaks on moondekivimid ja settekivimid.

Tardkivimid on kivimid, mis tekivad magma tardumisel maakoores või maapinnal. Eristatakse jämedateralisi süvakivimeid, mis tarduvad sügaval maapõues, näiteks graniit, ja peeneteralisi, peitkristalseid või ka amorfseid purskekivimeid, mis tarduvad maapinnal. See on tardkivimite eristamine nende struktuuri järgi.

Teine tardkivimite klassifitseerimisviis on jaotamine koostise ehk ränidioksiidi sisalduse alusel. Happelisteks nimetatakse tardkivimeid, mille ränioksiidisisaldus on suurem ja vastupidi. Eristatakse ka leelismetallidest rikastunud leeliselisi tardkivimeid, mis ei sisalda kunagi kvartsi.

Struktuur

Kivimi struktuuri moodustavad mineraalide, kivimitükkide, vulkaanilise klaasi ja muude koostisosade suurus, kuju ja omavahelised suhted. Struktuur võib olla näiteks eriteraline ehk porfüüriline, peitkristalne ehk afaniitne, amorfne ehk klaasjas jne.

Pikemalt artiklis Tardkivimi struktuur

Tekstuur

Gaaside eraldumisest tekkinud poorid laavas

Tekstuuri all mõistetakse kivimit moodustavate koostisosade ruumilist paigutust ja orienteeritust. Tekstuur võib olla massiivne, poorne, kihiline, kildaline jne.

Süvakivimeis on kõige laiemalt levinud massiivne tekstuur, mis väljendub selles, et kivimi koostisosad on jaotunud ühtlaselt üle kogu kivimi. Poorne tekstuur on omane purskekivimeile. Väga poorne ja seega väikse tihedusega on näiteks pimss. Poorid tekivad gaaside eraldumisel magmast. Gaaside teke on seletatav rõhu vähenemisega, kui magma purskub välja vulkaanilõõrist või tõuseb piki lõõri ülespoole (teatavasti on gaaside lahustuvus vedelikes seda halvem, mida väiksema rõhu all vedelik on). Poorsed on peamiselt happelised kivimid, sest neid moodustav magma on suurema ränioksiidisisalduse tõttu viskoossem, mis takistab gaaside eraldumist.

Mineraalide ebaühtlane jaotus kivimis loob taksiidilise ehk orienteeritud tekstuuri. Taksiidilise tekstuuriga kivimeis moodustavad erinevate omadustega koostisosad kogumikke. Orienteeritud tekstuuri korral on kristallid paigutunud paralleelselt, mis ilmneb näiteks leheliste ja plaatjate kristallide puhul. Orienteerituse põhjustab kas ühesuunaline rõhk kristallide kasvamise ajal või magma liikumine.

Voolutekstuur ehk fluidaalne tekstuur on omane näiteks laavavooludes aeglaselt liikudes tardunud kivimeile. Selline on näiteks pahoehoe- ehk köislaava tekstuur, mis kõige ilmekamalt esineb Hawaii saarel.

Tardkivimite koostis

Magma, millest tardkivimid moodustuvad, on mitmesuguse mineraalse ja keemilise koostise ning suurtes piirides muutuva viskoossusega kõrgetemperatuuriline vedelik. Maapinnale tunginud magmat nimetatakse laavaks.

Kõik levinumad tardkivimid sisaldavad alati nii räni kui ka hapnikku, seega on tardkivimeid moodustavaiks mineraalideks silikaadid. Ülejäänud peamised tardkivimeis esinevad elemendid on alumiinium, raud, kaltsium, magneesium, naatrium ja kaalium. Levinuimad ühendid on vesi, süsinikdioksiid ja divesiniksulfiid. Mida suurem on räni ja hapniku ehk ränioksiidi sisaldus, seda happelisem on kivim.

Happeliste kivimite ränioksiidisisaldus on suurem kui 66%
Keskmiste kivimite ränioksiidisisaldus on vahemikus 52–66%
Aluseliste kivimite ränioksiidisisaldus on vahemikus 45–52%
Ultraaluseliste kivimite ränioksiidisisaldus on väiksem kui 45%

Ingliskeelses kirjanduses kohtab ka termineid felsic (feldspar+silica 'päevakivi+ränioksiid') happeliste ja mafic (magnesium+ferric 'magneesiumi- ja rauarikas') aluseliste tardkivimite kohta. Kivimite värvuse iseloomustamiseks kasutatakse mõisteid melanokraatne tumedate ja leukokraatne heledate kivimite kohta. Et happelised kivimid on enamasti heledamad (peamiselt kaaliumpäevakivi ja kvartsi sisalduse tõttu), kasutatakse sõnu 'leukokraatne' ja 'happeline' ning 'melanokraatne' ja 'aluseline' mõnikord sünonüümidena. Sellega tuleb siiski olla ettevaatlik, sest värvus on küll hea diagnostiline tunnus kivimite ja mineraalide määramisel, kuid reeglist esineb erandeid. Näiteks happeline obsidiaan on enamasti tumedat värvi.

Happelised tardkivimid koosnevad peamiselt kvartsist, kaaliumpäevakivist, plagioklassist ja muskoviidist. Aluseliste tardkivimite koostises domineerivad biotiit, amfiboolid, pürokseenid ja oliviin.

Aluselised mineraalid kristalliseeruvad kõrgemal temperatuuril ehk magma jahtudes hakkab esimesena kristalliseeruma oliviin ja tema järel kõik teised eespool nimetatud mineraalid tagurpidises järjekorras.

Leeliskivimeiks kutsutakse selliseid tardkivimeid, mis ränioksiidi sisalduse poolest kuuluks keskmiste või aluseliste hulka, kuid sisaldavad üle 20% leelisoksiide (süeniit, nefeliniit jne.)

Alljärgnevas tabelis on esitatud levinumate tardkivimite keemiline koostis oksiidsel kujul. Analüüsitud kivimite arvu tähistab "n".

Kivim	n	SiO₂	TiO₂	Al₂O₃	Fe₂O₃	FeO	MnO	MgO	CaO	Na₂O	K₂O	P₂O₅
Andesiit	2600	58,70	0,88	17,24	3,31	4,09	0,14	3,37	6,88	3,53	1,64	0,21
Anortosiit	104	51,12	0,65	26,29	0,98	2,10	0,05	2,16	12,69	3,20	0,66	0,09
Basalt	3594	49,97	1,87	15,99	3,85	7,24	0,20	6,84	9,62	2,96	1,12	0,35
Basaniit	165	45,16	2,56	14,99	4,02	7,65	0,16	8,71	10,39	3,62	2,00	0,75
Datsiit	651	65,98	0,59	16,15	2,47	2,33	0,09	1,81	4,38	3,85	2,20	0,15
Dioriit	872	58,34	0,96	16,92	2,54	4,99	0,12	3,77	6,68	3,59	1,79	0,29
Duniit	93	41,04	0,10	1,95	3,85	10,05	0,76	40,66	1,08	0,21	0,09	0,21
Fonoliit	340	57,43	0,63	19,46	2,85	2,07	0,17	1,09	2,78	7,96	5,36	0,18
Graniit	2485	71,84	0,31	14,43	1,22	1,65	0,05	0,72	1,85	3,71	4,10	0,12
Granodioriit	885	66,91	0,55	15,92	1,40	2,76	0,08	1,76	3,88	3,80	2,76	0,18
Hartsburgiit	206	43,73	0,28	2,57	6,00	7,09	0,16	36,34	3,18	0,34	0,15	0,14
Lertsoliit	179	45,43	0,45	4,39	5,15	7,44	0,17	30,31	5,68	0,59	0,27	0,12
Nefeliniit	176	41,81	2,74	14,76	5,64	6,35	0,27	6,58	12,25	4,93	3,56	1,10
Rüoliit	670	73,95	0,28	13,48	1,50	1,13	0,06	0,40	1,16	3,61	4,37	0,07
Süeniit	517	59,63	0,86	16,94	3,09	3,18	0,13	1,90	3,59	5,33	5,04	0,30
Trahhüandesiit	232	59,30	1,10	17,03	3,32	3,27	0,16	2,62	5,06	4,44	3,27	0,42
Trahhübasalt	161	49,99	2,44	16,89	3,75	6,28	0,16	5,25	8,03	4,02	2,59	0,60
Trahhüüt	534	62,31	0,71	17,27	3,04	2,33	0,15	0,94	2,38	5,57	5,07	0,21

Tardkivimite levik

Tardkivimid on laialt levinud kõikjal maakoores, ehkki nad on enamasti kaetud setenditega. Ookeaniline maakoor on peamiselt aluselise ehk basaltse koostisega. Mandriline maakoor aga koosneb keskmisena keskmise koostisega kivimeist. Mandriline maakoor ei koosne siiski peamiselt mitte tardkivimeist, vaid nende moondekivimeist analoogidest. Et keskmise koostisega kivimite tihedus on pisut väiksem kui basaldil, on mandriline maakoor n-ö ujuvam ja ajas märksa püsivam, ookeanipõhi on aga pidevalt konveierilaadselt uuenemas. Uus ookeaniline maakoor tekib vulkaanipursete käigus ookeanide keskahelikel ning sukeldub subduktsioonivööndites. Tardkivimid võivad paljanduda maapinnal näiteks kilpidel, kus setendite kiht on intensiivse kulutuse tõttu hävinud. Meile lähim kilp on Balti ehk Fennoskandia kilp, millel asub näiteks Soome. Tardkivimid paljanduvad ka vulkaanide ümbruses. Lähimad tegutsevad vulkaanid asuvad Islandil ja Itaalias. Sõltuvalt vulkanismitüübist erineb ka tardkivimite koostis.

Tardkivimid Eestis

Eesti maapinnal on tardkivimid levinud vaid rändkividena, mis on siia toodud peamiselt Soomest mandrijää poolt. Eestis, eriti Põhja-Eestis, esineb suhteliselt rohkelt ka suuri rändrahne. Enamik Eesti maapinnal leiduvaist tardkivimeist on graniidid, mille seast võib eraldi välja tuua omapärase struktuuriga rabakivid. Esineb ka gabrot, dioriiti ja aluselisi purskekivimeid.

Pudedate kvaternaarisetete ehk pinnakatte ning settekivimeist koosneva pealiskorra all on 100–700 meetri sügavuses mitmesugustest moonde- ja tardkivimeist koosnev aluskord.

Vaata ka

Kirjandus

Volli Kalm, Juho Kirs, Kalle Kirsimäe, Tiia Kurvits. Mineraalid ja kivimid, Tartu 1999, 96 lk.
John D. Winter. An introduction to igneous and metamorphic petrology, New Jersey 2001, 697 lk.
Kaljo Ojaste, Alfred Reier, Kaisa Mens. Kristallograafia. Mineraloogia. Petrograafia, Tallinn 1964, 462 lk.
Myron G. Best. Igneous and Metamorphic Petrology, New York 1982, 630 lk.