Silttikivi – määritelmä, ominaisuudet ja esiintyminen

Silttikivi on mutakivi, jonka koostumuksessa on yli 50 % siltin kokoista ainesta. Siltin raekoko sijoittuu hiekan ja saven väliin: siltti on hiukkanen, joka on pienempi kuin hiekka (1/16 millimetriä, ~0,06 mm) ja suurempi kuin savi (1/256 mm, ~0,004 mm). Siltti syntyy pääasiassa mekaanisesta (fysikaalisesta) rapautumisesta ja kulumisesta, esimerkiksi jäätymis–sulamisprosesseissa, jäätikön hiontavaikutuksessa sekä virtaavan veden ja tuulen kuljetuksessa. Fysikaalinen rapautuminen ei muuta kiviaineksen kemiallista koostumusta, vaan hajottaa kiven mekaanisesti pienemmiksi hiukkasiksi.

Koostumus ja ulkonäkö

Silttikivissä suurimman osan rakeista muodostavat yleensä kvartsi ja maasälpä, mutta mukana voi olla myös hienojakoista savea, rautamalmia tai kalkkia, jotka toimivat sementtinä. Kemialliset sementit (esim. piioksidi, kalsiitti, rautaoksidit) voivat kovettaa siltin kerrostumista ajan myötä ja muodostaa tiiviin kiven. Ulkonäöltään silttikivi voi olla harmaata, ruskeaa tai punertavaa, ja se voi olla hieno- tai erittäin hienirakenteista sekä usein hyvin laminoitunutta.

Synty ja esiintyminen

Silttikivet muodostuvat, kun lahteista tai jokisysteemeistä kulkeutunut siltti kerrostuu hitaasti alhaisenergisiin ympäristöihin, kuten jokisuistoihin, järvien pohjiin, laaksoihin tai mannerten rannikkovesiin. Myös massiiviset tuulen kuljettamat silttikerrostumat (loess) voivat konsolidoitua ja muuttua ajan myötä silttikiveksi. Yksi maapallon suurimmista silttipitoisuuksista on Himalajalla, jossa runsaista sateista ja eroosiosta johtuen kulkeutuu suuria määriä hienoa ainesta; alueella voi sataa jopa viidestä kymmeneen metriä vuodessa.

Fysikaaliset ja geotekniset ominaisuudet

Silttikivi on yleensä vähäplastista eikä yhtä koheesiomaista kuin savekivet, mutta voi olla tiivistynyttä ja kovaakin riippuen sementaatiosta.
Hienojakoinen silttikerros voi kosteana muuttua helposti pehmeäksi tai jopa nestemäiseksi (nesteytyminen), erityisesti löysänä silttinä maaperässä tai tulvatasanteilla.
Siltti on usein erittäin huokoinen ja voi olla pakkasrapautumiselle altis; routa ja jää voivat heikentää rakenteellista kestävyyttä.
Geoteknisessä luokituksessa siltti (maaperänä) sijoittuu usein USCS-järjestelmässä kohtiin ML (matalaplastinen siltti) tai MH (korkeaplastinen siltti), ja Atterbergin rajat auttavat erottamaan sen savesta.

Kenttä- ja laboratoriotestit

Yksinkertaisia kenttämenetelmiä siltin tunnistamiseen ovat tuntuma- ja puristusasteen testit: siltti tuntuu hiekkaa hienojakoisemmalta, usein hieman vahana tai jauhoisena, mutta ei tartu voimakkaasti sormiin kuten savi. On olemassa yksinkertainen kenttätesti, jossa kivi tai maakerros laitetaan hampaisiin — jos aine tuntuu hampaita vasten "rakeiselta" ja murenee, se voi olla silttikiveä. Tällaisesta hammastestistä kannattaa kuitenkin pidättäytyä hygieniasyistä ja hammasvaurioiden välttämiseksi; parempi vaihtoehto on käyttää sormituntumaa, puukärkeä tai kynnen alle varmistusta. Laboratorioissa käytetään seulontaa, hydrometrimittauksia ja Atterbergin rajoja (nestemäisyys- ja muovisuusraja) tarkempaan luokitteluun.

Käyttö ja geoalaiset haasteet

Silttikiveä voidaan käyttää paikoin rakennusmateriaalina, murskattuna täytteissä tai maisemoinnissa, mutta sen fysikaaliset ominaisuudet on huomioitava suunnittelussa. Löysät silttimaat voivat aiheuttaa kantavuusongelmia ja routavaurioita, ja ne ovat alttiimpia eroosiolle sekä mahdolliselle nesteytymiselle maanjäristyksen aikana. Tiivistys ja vedenpoiston järjestäminen ovat keskeisiä toimenpiteitä silttimaiden stabiloimiseksi.

Yhteenvetona: silttikivi on sedimentoitunut mutakivi, jonka rakeista yli puolet on siltin kokoluokkaa. Sen tunnistaa hienorakeisuudesta, laminoituneesta rakenteesta ja tyypillisesti kvartsipitoisesta koostumuksesta. Tunnetuimpiin haasteisiin kuuluvat heikko plastisuus, routa- ja eroosioalttius sekä mahdollinen nesteytyminen löysissä olosuhteissa.

Suorakulmaisia liitoksia liuskekivessä (ylhäällä) ja mustassa liuskeessa (alhaalla) Utica Shalessa (Ordovikium) lähellä Fort Plainia, New Yorkissa.

Kysymyksiä ja vastauksia

K: Mikä on silttikivi?

A: Siltakivi on mudakivilaji, jonka on koostuttava yli 50-prosenttisesti silttikokoisesta aineksesta.

K: Mitä on siltti?

V: Siltti on mikä tahansa hiukkanen, joka on pienempi kuin hiekka, 1/16 millimetriä (~0,06 mm), ja suurempi kuin savi, 1/256 millimetriä (~0,004 mm).

K: Miten siltti muodostuu?

V: Siltti muodostuu fysikaalisissa säätilaprosesseissa, kuten jäätymisessä ja sulamisessa, eikä siihen liity mitään kemiallisia muutoksia kivessä.

K: Mitkä ovat suurimmat siltin aiheuttajat?

V: Kvartsi ja maasälpä muodostavat eniten silttiä.

K: Missä maapallolla on yksi suurimmista siltin osuuksista?

V: Yksi maapallon suurimmista silttipitoisuuksista on Himalajalla, jossa sataa jopa 5-10 metriä vuodessa.

K: Mitä ominaisuuksia siltillä on?

V: Siltti ei yleensä ole sitkeää eikä plastista, mutta se voi helposti nesteytyä.

K: Millä yksinkertaisella kenttäkokeella voidaan arvioida, onko kivi silttikiveä vai ei?

V: Yksinkertainen kenttätesti sen arvioimiseksi, onko kivi silttikiveä vai ei, on laittaa kivi hampaiden väliin. Jos kivi tuntuu hampaita vasten "rakeiselta", se on silttikiveä.