Maasälpä

Maasälvät ovat joukko hyvin yleisiä hohkasilikaattimineraaleja maankuoressa. Niitä esiintyy lähes kaikissa syväkivissä, metamorfisissa kivissä ja monissa sedimenttikivissä.

Etymologia 
Sana maasälpä on sellaisenaan suomalaisperäinen, mutta käännöslaina. Sälpä tarkoittaa paikoitellen suomen murteissa rikkonaista kiveä, kivimurskaa tai soraa; yleiskielessä se esiintyy joidenkin lohkeavien mineraalien nimissä. Monissa kielissä maasälpää tarkoittava sana on peräisin suoraan saksan sanasta Feldspat (Feld ’maa, kenttä, tanner’ ja Spat ’sälpä, ei-metallinen mineraali’).

Koostumus ja kiderakenne 
Maasälpien yleinen kaava on XAl(Si,Al)Si2O8, jossa X on jokin seuraavista alkuaineista: K, Na, Ca tai Ba. Suurin osa kivien maasälvistä on kiinteitä liuoksia. Maasälpien puhtaat päätejäsenet ovat anortiitti (Ca-plagioklaasi), albiitti (Na-plagioklaasi), ortoklaasi, mikrokliini ja sanidiini (K-maasälvät eli kalimaasälvät). Albiitin ja ortoklaasin muodostamaa seossarjaa kutsutaan alkalimaasälviksi, ja anortiitin ja albiitin välistä sarjaa plagioklaasimaasälviksi. K-maasälvän ja Ca-maasälvän päätejäsenten välistä seossarjaa ei luonnosta tunneta.

Alkalimaasälpiä ovat: 
 anortoklaasi
 sanidiini
 mikrokliini
 ortoklaasi

Plagioklaasimaasälvät eli plagioklaasit nimetään niiden anortiittipitoisuuden mukaan seuraavasti:
 albiitti
 oligoklaasi
 andesiini
 labradoriitti
 bytowniitti
 anortiitti

Kiinteässä liuoksessa alkuaineiden atomit tai kationit korvaavat toisiaan mineraalin kidehilassa.  Korvautuminen voi tapahtua kuitenkin vain jos toisiaan korvaavien atomien tai ionien väliset koko- ja varauserot eivät ole liian suuret.

Alkalimaasälvissä Na+ korvaa K+ -ionia, ja plagioklaasissa Na+ ja Ca2+ -ionit korvaavat toisiaan. Alkalimaasälvän ionien välillä on selvä kokoero, ja niiden välinen korvautuminen voi tämän vuoksi tapahtua vain korkeissa lämpötiloissa (>660 °C). Alemmissa lämpötiloissa faasit suotautuvat erilleen toisistaan, jolloin muodostuu ns. eksoluutiolamelleja. Eksoluutiossa vähäisempinä määrinä esiintyvä komponentti muodostaa juovaisia lamelleja runsaampana esiintyvän komponentin sisään.

Tällaisten eksoluutiolamellien aikaansaamaa tekstuuria kutsutaan pertiitiksi, kun Na-pitoinen maasälpä (albiitti) esiintyy eksoluutiolamelleina K-pitoisessa isäntämaasälvässä (ortoklaasi). Tekstuuria kutsutaan antipertiitiksi, kun K-pitoinen maasälpä (ortoklaasi) esiintyy lamelleina Na-pitoisessa maasälvässä (albiitti). Tällaiset pertiittijuomut ovat alkalimaasälville tyypillinen piirre.

Plagioklaasissa korvautuminen tapahtuu helposti, koska sen Na+ ja Ca+ ionit ovat hyvin samankokoisia. Niillä on kuitenkin erilainen varaus, ja varausten tasapainottamiseksi osa plagioklaasin Si4+:sta korvautuu Al3+:lla.  K- ja Ca-maasälpien välimuotoa ei ole olemassa, koska em. ionien väliset koko- ja varauserot ovat liian suuret, jotta niiden välillä voisi olla kiinteä liuos.

Alumiinin ja piin atomit ovat korkeissa lämpötiloissa epäjärjestyksessä mineraalin kidehilassa. Alemmissa lämpötiloissa nämä atomit ovat kuitenkin järjestäytyneet tietyllä tavalla. Hyviä esimerkkejä tästä ovat sanidiini ja mikrokliini. Sanidiini on K-maasälvän korkean lämpötilan polymorfi, ja sen kidejärjestelmä on monokliininen. Sen Al- ja Si-atomit esiintyvät sattumanvaraisessa järjestyksessä sen kidehilassa. Lämpötilan laskiessa sanidiini muuttuu mikrokliiniksi, joka on K-maasälvän alhaisen lämpötilan polymorfi. Mikrokliinin kidejärjestelmä on trikliininen, ja sen Al ja Si atomit ovat järjestäytyneet tietyllä tavalla. Sanidiini voi kuitenkin säilyä nopeasti jähmettyneissä vulkaniiteissa eli tulivuorikivissä, joissa faasimuutosta ei ehdi tapahtua nopean jähmettymisen vuoksi. Tästä järjestäytyneisyydestä johtuu myös alkalimaasälville tyypillinen kaksostus (albiittikaksostus (010)- pinnalla ja perikliinikaksostus [010] pinnalla). Jos mineraalissa ovat molemmat kaksostustyypit yhtä aikaa, muodostuu ns. "risuaitakaksostus". Tutkimalla alkalimaasälpien Al-Si-atomien järjestäytyneisyyttä, voidaan selvittää syväkivien jäähtymishistoriaa .

Käyttö 
Koostumukseltaan labradoriittista plagioklaasia käytetään korukivenä. Labradoriitille tunnusomainen piirre on kirkas värileikki, joka aiheutuu valon diffraktiosta sen mikroskooppisen pienissä eksoluutiolamelleissa. Tällaista labradoriittia esiintyy esimerkiksi Ylämaalla, Kaakkois-Suomessa. Ylämaan labradoriitti tunnetaan kaupallisesti myös nimellä spektroliitti, ja se on Suomen tärkein korukivi.  Alkalimaasälpiä (varsinkin ortoklaasia) käytetään keramiikkateollisuuden raaka-aineena.

Lähteet

Aiheesta muualla 

Silikaattimineraalit
Luonnonvarat
Seulonnan keskeiset artikkelit