Felsinen (felsiset kivet) — geologinen määritelmä, koostumus ja esimerkit

Felsinen: selkeä geologinen määritelmä, kemiallinen koostumus ja konkreettiset esimerkit (graniitti, kvartsi, muskoviitti) – opas felsisiin kiviin.

Sana "felsinen" on geologiassa käytetty termi, jolla viitataan silikaattimineraaleihin, magmaan ja magmakiviin, joissa on runsaasti kevyempiä alkuaineita, kuten piitä, happea, alumiinia, natriumia ja kaliumia. Termi korostaa näiden kivien korkeaa piidioksidipitoisuutta ja niiden koostumuksen eroa raskaampia, rautapitoisempia ja tummempia mineraaleja sisältäviin kiviin nähden.

Ne ovat yleensä vaaleat, ja niiden ominaispaino on alle 3. Yleisin felsinen kivi on graniitti, mutta muita kivilajeja ovat esimerkiksi kvartsi, muskoviitti, ortoklaasi ja natriumrikkaat plagioklaasimaasälpä. Kemialliselta koostumukseltaan felsiset kivet ovat kivilajispektrin toisella puolella kuin mafiset kivet.

Mitkä ominaisuudet määrittelevät felsisiä kiviä?

• Piidioksidin määrä (SiO2): felsiset magmakivet ovat yleensä runsaasti rikkaita piidioksidissa. Käytännössä felsisen luokan magmakivet sisältävät usein yli noin 63 painoprosenttia SiO2:ta; tavanomaisia felsisiä kiviä ovat esimerkiksi graniitti (plutoninen) ja ryoliitti (volkaaninen).
• Väri ja väri-indeksi: ne ovat yleensä vaaleita (leukokraattisia), koska koostumus on pääosin vaaleista mineraaleista kuten kvartsista ja kalium- tai natriumrikkaista maasälvistä.
• Tiheys: felsisten kivien ominaispaino on tyypillisesti alle 3 g/cm3, usein noin 2,6–2,8 g/cm3.
• Mineralogia: tavallisia mineraaleja ovat kvartsi, alkalimaasälpä (ortoklaasi, mikroliini), natriumrikkaat plagioklaasit (esim. albiitti–oligoklaasi), sekä liuskeista muskoviittia ja ajoittain biotiittia; tummempia mineraaleja esiintyy vähäisemmin.

Tyypilliset kivilajit ja esimerkkejä

Felsisiin kiviin kuuluvat sekä syvällä jäähtyneet plutoniset kivet että pintaan purkautuneet vulkaaniset kivet. Tavallisia esimerkkejä:

• Graniitti: yleinen felsinen plutoniittinen kivi, koostuu kvartsista, alkalimaasälvästä ja plagioklaasista, usein muskoviitin tai biotiitin kanssa.
• Ryoliitti: vulkaaninen vastine graniitille, hienorakeinen tai kuonapitoisuudeltaan porfyrinen, korkea SiO2-pitoisuus.
• Dasiitti: koostumukseltaan felsinen–intermediaarinen vulkaaninen kivi, SiO2-pitoisuudeltaan ryoliitin ja andesiitin välissä.
• Pegmatiitti: erittäin karkeakiteinen felsinen kivilaji, jossa kiteet voivat kasvaa hyvin suuriksi; usein tärkeä lähde harvinaisemmille mineraaleille.
• Aplitti ja syenitti: aplitti on hienorakeinen felsinen intrusio, syenitti puolestaan voi olla alkalinen mutta toisinaan felsinen, riippuen koostumuksesta.

Luokittelu ja petrologiset työkalut

Plutonisia kiviä luokitellaan usein QAPF-diagrammin avulla, joka perustuu kvartsiin (Q), alkalimaasälvään (A), plagioklaasiin (P) ja muihin kivilajeihin (F). Vulkanisia kiviä luokitellaan usein TAS-diagrammilla (Total Alkali-Silica), joka käyttää kokonaisalkalipitoisuutta ja SiO2-määrää.

Missä ja miten felsisiä kiviä syntyy?

Felsiset magmat syntyvät tyypillisesti mantereisissa kulmissa ja mantereellisissa kuorikerroksissa, missä kuoren materiaalit sulavat tai differentioutuvat. Esimerkiksi subduktiovyöhykkeissä syntyvä magma voi erottua ja rikastua raskaampien elementtien poistuessa, jolloin syntyy piirikasta felsistä magmaa. Myös mantereinen laajentuminen, kuoren paksuuntuminen ja kilpitulivuoritoiminta voivat tuottaa felsisiä muodostumia.

Felsinen vs. mafinen — keskeiset erot

• Koostumus: felsiset kivet ovat piirikasta ja kalium-/natriumrikasta; mafiset kivet sisältävät enemmän rautaa, magnesiumia ja kalsiumia.
• Väri ja tiheys: felsiset ovat vaaleita ja kevyempiä, mafiset tummia ja raskaampia.
• Levinneisyys: mafiset kivet (esim. basaltit, peridotiitit) hallitsevat merenpohjaa ja mantelia, kun taas felsiset kivet ovat yleisempiä mantereen kuorikerroksessa.

Käyttö ja merkitys

Felsisiä kiviä, erityisesti graniittia ja pegmatitiä, käytetään rakennus- ja koristekivinä, pinnoitteina (esim. keittiötasot), sekä raaka-aineena lasi- ja keraamiteollisuudessa. Lisäksi felsisten kivien tutkimus antaa tietoa mantereisen kuoren synnystä, magman eriytymisprosesseista ja geologisesta kehityksestä.

Tunnistaminen kentällä

Felsinen kivi tuntomerkit kentällä: vaalea väri, näkyvissä oleva kvartsin lasimainen osa, vaaleat maasälvän kiteet ja suhteellisen alhainen tiheys. Hienorakeisissa vulkaanisissa kivilajeissa kuten ryoliitissa kvartsia voi olla vaikea erottaa paljaalla silmällä; silloin petrográfinen mikroskopia tai kemiallinen analyysi antaa varmemman määrityksen.

Yhteenvetona: felsinen kuvaa piipitoista, vaaleaa ja matalampitiheyksistä kiviryhmää, jonka keskeisiä mineraaleja ovat kvarts ja alkalimaasälvät. Nämä kivet kertovat usein mantereisista prosesseista ja ovat tärkeitä sekä geologisesti että taloudellisesti.

Kysymyksiä ja vastauksia

K: Mitä termi "felsinen" tarkoittaa geologiassa?

K: Mitkä ovat felsisten kivien ominaisuudet?

K: Mikä on yleisin felsinen kivi?

K: Mitä muita felsisiä kivilajeja on graniitin lisäksi?

K: Miten felsiset kivet eroavat kemiallisesti mafisista kivistä?

K: Millaisia mineraaleja ja alkuaineita felsisissä kivissä tyypillisesti esiintyy?

K: Miten felsisten kivien ominaispaino vertautuu muihin kivilajeihin?

Hae kirjaimella