Rakoja ja kuumia liuoksia

Kallioperän haurasta deformaatiota tapahtuu maankuoressa keskimäärin alle 20 kilometrin syvyydellä. Tällöin kiviaines rakoilee ja siirrostuu, eikä taipuile ja poimutu, kuten syvemmällä maapallon sisuksissa.

Kuoren syvyyksissä raot ja siirrokset ovat erilaisten kuumien liuosten eli hydrotermisten fluidien kulkukanavia. Fluideista voi saostua rakoihin mineraaleja, joista yleisin on piidioksidista koostuva kvartsi. Kvartsisuonia on monessa paikkaa Suomen kallioperässä ja siitä irronneissa kivissä. Ne erottuvat usein selkeästi, koska ne kestävät rapautumista (sekä fysikaalista kulutusta että happamia pintavesiä) hyvin ja jäävät siksi koholle kalliossa. Ne ovat usein myös muusta kalliosta hyvin erottuvaa puhtaanvalkoista kvartsia, jota voidaan kutsua myös maito- tai lumikvartsiksi. Valkoinen väri johtuu kvartsin sisältämistä pienistä fluidisulkeumista, joissa valo siroaa.

Koholla olevia kvartsisuonia tummassa kalliossa. Kuvan vasemmasta alakulmasta kohti oikeaa yläkulmaa suuntautuvat suonet ja siten rakosuunnat ovat todennäköisesti nuorimpia. Ne leikkaavat terävästi muita suonia ja niiden suunnassa on tapahtunut vanhempien suonien siirrostumista.

Muita yleisiä hydrotermisiä rakomineraaleja ovat maasälvät, kiilteet, zeoliitit, erilaiset sulfidit sekä epidootti. Näistä viimeisin kiinnittää pistaasinvihreällä värillään usein kiviä tutkivan huomion. Lapin maaperästä löytyvät kultahiput ovat nekin todennäköisesti peräisin rapautuneista suoniverkostoista, joissa liikkui kultaa ja muita metalleja. Niiden emäkallio on edelleen löytämättä – lieneeköhän rapautunut kokonaan pois?

Pääosin epidootista koostuva suoni hiotussa graniittisessa kivessä. Suonen leveys 1,5 cm.

Joskus hydrotermisia suonia esiintyy kivessä eri suunnissa ja ne leikkaavat toisiaan. Tämä kertoo jännityskentän muutoksista. Jos rakoihin liittyy myös siirrostumista, on suhteellisen helppoa tulkita suonien ja niiden syntyyn liittyneiden jännityskenttien suhteellisia ikiä. Rakomineraaleja ajoittamalla voidaan selvittää myös niiden absoluuttisia ikiä. Tällä voi olla suurta merkitystä esimerkiksi malminetsinnässä tai rakennusgeologiassa.

Raontäytteet ovat myös geoestetiikkaa. Tässä pienessä kivessä näkyy monia eri rakosuuntia ja kiven läpikotaista murtumista eli breksioitumista. Suurimman raon auetessa tai vähän sen jälkeen on tapahtunut myös sivuttaissiirtymää (kuvaajasta katsoen oikeakätistä, valkoiset nuolet). Hiertorakoja syntyy noin 30 asteen kulmassa pääjännityskenttään nähden (keltaiset nuolet).

Jos kallioperän raot ovat suuria tai epätasaisia siten, että niihin muodostuu paljon tyhjää tilaa, voi fluideista kiteytyä rakoihin hyvin omamuotoisia kiteitä. Näin ovat syntyneet muun muassa Lapin kuuluisat ametistit. Vastaavia omamuotoisia kiteitä tavataan myös graniitti-intruusioiden ja niihin liittyvien pegmatiittien onteloista, jotka ovat magmasta sen kiteytymisen loppuvaiheessa erkaantuneiden fluidien muodostamia. Näin on syntynyt muun muassa Suomen tunnetuin hiomaton jalokivi, Elli-berylli.

Pyhä-Luoston kvartsiittikallioiden suuriin rakoihin kiteytynyttä ametistia on nähtävillä muun muassa Rovaniemen Arktikumissa. Suurimmat kiteet ovat läpimitaltaan yli 10 cm. Ametisti on kvartsin värimuunnos, joka saa värinsä kvartsin kidehilassa epäpuhtautena olevasta raudasta. Maailman tunnetuimmat ametistit tulevat Etelä-Amerikasta, missä niitä löytyy kiteytyneenä paksujen laakiobasalttipatjojen kaasuonteloihin.

Kun rakoja syntyy samanaikaisesti magmaattisen aktiivisuuden kanssa, niihin voi tunkeutua myös kivisulaa. Tällaisia selkeästi magmaattisia raontäytteitä kutsutaan juoniksi, ja ne voivat olla jopa kymmeniä metrejä leveitä. Tällaiset juonet ovat toimineet monien Suomen muinaisten tulivuorten syöttökanavina!