Suomen kallioperä

Mikko Turunen

Fennoskandian kilpi

Suomen kallioperä kuuluu vanhaan prekambriseen (ajanjakso 4 600 – 570 miljoonaa vuotta sitten) Pohjois- ja Itä-Euroopan peruskallioalueeseen eli Fennosarmatian peruskalliokratoniin, joka on eräs Euraasian mantereen vanhimmista osista. Vastaavia prekambrisia kratoneita tavataan kaikilla mantereilla. Euraasian mantereella tämä ikivanha kallioperä on näkyvissä ainoastaan Fennoskandiassa (Fennoskandian kilpi) ja Ukrainassa, muualla se on nuorempien sedimenttikivilajien peittämä.

Fennoskandian kilven luoteisraja on näkyvissä Kilpisjärvellä. Sen voi havaita esimerkiksi Saanatunturin rinteessä. Ruotsissa ja Norjassa kilpialue rajoittuu sitä nuorempaan kaledoniseen vuorijonoon. Etelässä kilpialueen raja kulkee Suomenlahden ja Itämeren vesien alla. Idässä raja kulkee Laatokan ja Äänisen kautta Vienanmereen. Kuolan niemimaa kuuluu kokonaisuudessaan Fennoskandian kilpialueeseen. Virossa ja Venäjällä tämä vanha kallioperä painuu loivasti paleotsooisten ja niitä nuorempien sedimenttikivien alle.

Prekambrinen Fennoskandian kilpi voidaan jakaa muutamiin toisistaan selvästi eroaviin alueisiin. Sen itä- ja pohjoisosat kuuluvat arkeeiseen kallioperään. Näillä alueilla valtakivilajeina ovat gneissit ja migmatiitit sekä hajanaiset vihreäkivivyöhykkeet. Keski- ja länsiosissa on syntyperältään nuorempia metamorfisia- ja magmakivilajeja kuten graniitteja, kvartsiitteja, liuskeita, migmatiitteja ja vulkaniitteja. Pohjois-Suomen erikoisuutena on Lapin granuliittikaari, joka on voimakkaasti metamorfoitunut ja tektonisten voimien takia noussut syvältä kallioperästä nykyiselle eroosiotasolle. Eteläisen Suomen erikoisuuksia ovat Kaakkois- ja Lounais-Suomen rapakivigraniittialueet. Oulun, Satakunnan ja Keski-Ruotsin nuoremmissa keski- ja myöhäisproterotsooisissa sedimenttikivikerrostumissa on kalkki-, hiekka- ja savikiviä sekä sorasta muodostuneita konglomeraatteja.

Suomen kallioperä pääpiirteittäin

Kokonaisuudessaan Suomen kallioperä on hyvin vanhaa. Se on muodostunut nykyiseen tilaansa noin 3 000 – 1 400 miljoonaa vuotta sitten. Joitakin geologisia prosesseja on tapahtunut myöhemminkin, mutta ne eivät ole olleet kovin laaja-alaisia. Nykyisellään Suomen kallioperä on siis vakainta ja vanhinta Euroopassa. Suomen kallioperä on myös todettu koko Euroopan Unionin paksuimmaksi. Uusimpien tutkimustulosten mukaan allamme on paikoitellen jopa 230 kilometriä kiinteässä olomuodossa olevaa kiviainesta.

Mahdolliset nykyistä kallioperää nuoremmat ainekset ovat kulkeutuneet maamme rajojen ulkopuolelle useiden jääkausien vaikutuksesta. Kilometrien paksuiset jäämassat ovat kuluttaneet kallioperää ja kuljettaneet irronnutta kiviainesta mukanaan. On arvioitu, että viimeisimmän mannerjäätikon toiminta kulutti kallioperästä vähintään seitsemän metrin paksuisen kerroksen. Jääkaudet ovat mataloittaneet Suomen vuoret ja kuluttaneet peruskalliota, mutta ne eivät ole jättäneet sitä juurikaan näkyviin (Suomen maapinta-alasta noin 3 % paljasta kalliota ja 11 %:n alalla maapeitteen paksuus alle 1 m). Suurinta osaa Suomen kallioperästä peittää viimeisimmän jäätiköitymisvaiheen nykyisen kaltaiseksi muokkaama, muutamasta metristä kymmeniin metreihin paksu maapeite. Tätä kallioperää peittävää irtomaakerrosta kutsutaan maaperäksi. Suomen maaperä koostuu kallioperän kiviaineksesta peräisin olevista kivennäismaalajeista sekä kasvien ja muiden eliöiden jäänteistä syntyneistä eloperäisistä maalajeista.

Erilaiset graniittiset kivilajit muodostavat Suomen kallioperän yleisimmän kivilajiryhmän. Niitä arvellaan olevan hieman yli puolet (52,5 %) Suomen kallioperän pinta-alasta. Yksittäisistä kivilajeista graniitti on maassamme yleisin ja on samalla myös Suomen kansalliskivilaji. Graniittiset kivilajit ovat jakautuneet huomattavasti tasaisemmin ympäri maata kuin muut maamme kivilajit. Erilaisia seoskiviä (migmatiitteja) on noin 22 % maamme kallioperästä. Niitä esiintyy erityisesti Itä-Suomessa vanhoilla arkeeisen kallioperän alueilla. Kallioperästä noin 9 % on erilaisia liuskeita, noin 8 % tummia syväkiviä, noin 4 % kvartsiitteja ja hiekkakiviä sekä 4 % granuliitteja. Liuskeet syntyivät muinaiseen merenpohjaan kerrostuneiden hiekka- ja savikivien metamorfoituessa. Suomessa niitä esiintyy erityisesti Kainuussa. Granuliitti on lähes yksinomaan Inarin alueella esiintyvä granaattipitoinen gneissikivilaji. Eteläisen Suomen kallioperässä on runsaasti kalkkikiveä (0,1 % koko Suomen kallioperästä), mutta Itä- ja Pohjois-Suomessa yleisiä vuolukiviä, serpentiniittejä ja kvartsiitteja sieltä on turha etsiä.

Suomen kallioperän kivilajikoostumus J. J. Sederholmin mukaan:

• Runsaspiihappoiset syväkivet (graniitti, granodioriitti, kvartsidioriitti): 52,5 %
• Seoskivet (migmatiitteja): 21,8 %
• Liuskeet (fylliitti, kiilleliuskeet, kiillegneissit): 9,1 %
• Vähäpiihappoiset magmakivet (gabrot, diabaasit, amfibolit): 8,2 %
• Kvartsiitit ja hiekkakivet: 4,3 %
• Granuliitit: 4,0 %
• Kalkkikivet: 0,1 %

Suomen kallioperän kehitys

Suomen kallioperän kehitystä pohdittaessa on aina muistattava, että se on syntynyt vähitellen pitkän ajan kuluessa. Kallioita rapauttavat voimat ovat olleet olemassa jo kallioperämme vanhimpien osien muodostuessa ja yhden kehitysvaiheen aikana syntyneet vuoristot ovat seuraavassa vaiheessa saattaneet olla jo matalaksi kuluneita. Suomen kallioperä on siis syntynyt vähitellen, pala kerrallaan ja aina uuden palan muodostuessa on Suomi sijainnut eri paikassa.

Suomi ei siis ole aina sijainnut nykyisellä paikallaan. Maamme (tai se osa maatamme, mikä oli tuolloin jo muodostunut) on kulkenut pitkin ja poikin maapalloa muinaisten ja nykyisten mantereiden osana. Jossain toisaalla maapallolla on kalliomuodostumia, jotka ovat identtisiä täkäläisten kanssa. Nämä alueet ovat joskus syntyneet ja olleet yhdessä, mutta pirstoutuneet ajan mittaan geologisten voimien vaikutuksesta.

Allaolevissa luvuissa käydään pääpiirteittäin läpi Suomen kallioperän muodostumisen vaiheet. Karttakuvat ovat teoksesta Suomen kallioperä, 3 000 vuosimiljoonaa (Suomen Geologinen Seura 1998).

Suomen kallioperän vanhin osa

Arkeeinen kallioperä

Maapallon ikä on noin 4 600 miljoonaa vuotta ja sen vanhimmat kivet, eräät Kanadasta löydetyt gneissit, ovat hieman yli 4 000 miljoonaa vuotta vanhoja. Suomen vanhimpana pidettiin pitkään noin 3 100 miljoonaa vuotta vanhaa Lapinlahden kvartsidioriittia, mutta uusimmissa iänmäärityksissä on maamme vanhimmaksi kiveksi todettu noin 3 500 miljoonaa vuotta vanha Pudasjärven Siuruan trondhjemiittinen gneissi. Suomen vanhimmat kivet sijoittuvat Itä- ja Pohjois-Suomen arkeeisille kallioalueille. Arkeeisen kallioperän syntyaikoina Maan kuori oli hyvin levoton, sillä Maan sisuksissa oli vielä runsaasti planeettamme syntyvaihessa kehittynyttä energiaa. Energian vapautuminen ilmeni voimakkaana tulivuoritoimintana, mantereiden kasvuna ja liikkeenä sekä vuoristojen kohoamisena.

Suomen proterotsooinen kallioperä

Pohjois-Suomen liuskealueet, kerrosintruusiot ja granuliittialue

Pohjois-Suomen varhaisproterotsooinen kallioperä on kerrostunut arkeeisen pohjakompleksin päälle. Se koostuu suurelta osin kahdessa vaiheessa (2 500 – 2 250 ja 2 250 – 2 200 miljoonaa vuotta sitten) syntyneistä vulkaanisten ja sedimenttisyntyisten kivilajien muodostamista jaksoista. Tällaisia ovat mm. vihreäkivivyöhykkeet ja liuskealueet. Toinen Pohjois-Suomen kallioperälle tyypillinen piirre ovat emäksiset kerrosintruusiot. Nämä noin 2 490 – 2 440 ja 2 000 miljoonaa vuotta sitten Maan sisäosista purkautuneet kivisulat ovat tärkeitä mm. malminetsinnän kannalta. Inarin seudulla on näiden lisäksi erikoinen granuliittikaari, joka on korkeassa lämpötilassa ja paineessa metamorfoitunutta ja geologisten voimien vuoksi syvältä kallioperästä pintaan noussutta gneissimäistä kiveä. Ikää sillä on noin 2 000 miljoonaa vuotta.

Karjalaiset liuskeet

Svekofenninen kallioperä

Proterotsooiset orogeeniset syväkivet

Valtaosa Suomen syväkivistä on graniitteja, granodioriitteja ja tonaliitteja. Ne kiteytyivät Svekofennisen vuorijonopoimutuksen (orogenian) aikana noin 1 900 – 1 800 miljoonaa vuotta sitten. Suurin yksittäinen esiintymä on Keski-Suomen graniittinen alue, jossa kivet ovat pääasiassa karkearakeisia graniitteja. Tasalaatuisimpia graniitteja on käytetty mm. rakennuskivinä. Keski-Suomen graniittialueen syväkivet ovat noin 1 890 – 1 880 miljoonaa vuotta vanhoja. Etelä-Suomen kivet ovat hieman tätä nuorempia. Pohjois-Suomen muodostumien arvellaan syntyneen arkeeisen kallioperän muokkautuessa uudelleen. On epävarmaa, onko alueen arkeeinen kallioperä missään vaiheessa revennyt niin paljon, että suurta määrää maapallon vaipasta peräisin olevaa uutta kiviainesta olisi päässyt muodostamaan alueen kallioperää.

Rapakikigraniitit

Svekofennidien muodostumisen jälkeen Suomen kallioperä rauhoittui noin 150 miljoonaksi vuodeksi. Tuossa ajassa svekofenninen vuoristo oli ehtinyt kulua jo lähes maan tasalle. Eteläisen Suomen alueelle työntyi vaipan lämpöreaktioiden vaikutuksesta rapakivigraniittisulaa noin 1 650 – 1 540 miljoonaa vuotta sitten. Vaikka rapakivi ei ole tyypillistä ainoastaan Suomen kallioperälle (niitä on löydetty kaikilta mantereilta), on se sanana vakiintunut kansainväliseen geologiseen termistöön. Rapakivigraniitit esiintyvät niitä vanhempien kivilajien keskellä ja ovat siten näitä ympäröiviä kiviä nuorempia. Suomen rapakivigraniitit esiintyvät Svekofennista peruskalliota jyrkästi leikkaavina alueina. Suomessa on neljä suurta ja useita pienempiä rapakivialueita. Suurimpia ovat Viipurin, Laitilan, Vehmaan ja Ahvenanmaan rapakivet. Rapakivet ovat suosittuja rakennuskiviä.

Sedimenttikivet