Teksti ja kuva t: Kari A. Kinnunen , Geologian tutkimuskeskus .. LUUMAEN KAIVOKSEN HISTORIAA: Kvartsi louhoksesta jalokivikaivokseksi Luumäen pegmatiitin erikoisen väriset kvartsit kiinnittivät ensimmäiseksi Kauko Sairasen huomiota. Samassa kiteessä saattoi olla sav11kvartsia, p1111aista kvartsia ja v11orikidettä, jossa oli hematiittia ja goethiittia su /keumina. Kuvassa on tällaisesta kvartsista hiottu levy. Ja/oberylliä löytyi pegmatiitista vasta myöhemmin. Luumäen sa v11kvartsit ovat kiteytyneet niin suolaisesta vedestä, että sulkeumien sisään 011 muodost111111t v11orisuo /akuutioita, haliittia. Sulke11ma11 halkaisija on 0,14 mm. Luumäen vuorikiteitten sulkeumat ovat kuin taideteoksia. Hematiittipalloset ovat kiinnittyneetgoethiitti!evyihin. Ne ovat kasvaneet kvartsin kidepi1111oi//a j a jääneet kvartsin sisään. 14 alokiviesiintymillä kuten malmikaivoksilla on usein vuosikymmenten historia talcanaan ennen kuin tuotanto pääsee alkamaan. Näin on ollut Lahtojoen timanttipitoisella kimberliitilläkin, 50 vuotta. Luumäen jaloberyllikaivos oli ensin kvartsilouhos, kuten monet pegmatiittien jalo- ja korukiviesiintymät Suomessa. Luumäen esiintymä löydettiin yli 70 vuotta sitten. Olen koonnut aikajärjestykseen kaivokseen liittyviä tietoja. Niitä olen etsinyt GTK:n ja mediatalojen digiarkistoista, julkaisuista, raporteista, omista muistiinpanoista ja kuva-arkistoistani sekä haastattelemalla toiminnassa mukana olleita. Luumäen Kännätsalon tietä rakennettaessa puhkaistiin samalla kvartsipahku. Siitä oli jossain vaiheessa kokeeksi louhittu kvartsia. Louhinnasta säilyi vain hajanaisia arkistotietoja. Kiviharrastaja Kauko Sairanen tovereineen tarkasteli Luumäen seudulla kivipaikkoja iltaisin, kun hän oli Ylämaalla hiontalmrssilla. Kännätsalosta Kauko etsi tietoonsa tulleen vanhan kvartsilouhoksen kivistä mahdollisia korukiviä tienpenkasta. Paikka osoittautuikin pegmatiitiksi. Aluksi Sairasta kiinnostivat paikan erikoisen muotoiset ja väriset kvartsikiteet, sillä niissä oli hematiittia ja goethiittia kauniina sulkeumina. Tarkkasilmäisenä kiviharrastajana Kauko löysi irtomaasta myös hänelle tuntemattoman, vihreänkeltaisen kiteen kappaleen. Se jäi lähes vuoden ajaksi tunnistamatta. Lopulta Ka~ko näytti vihreänkeltaista kiveä Tauno Paroselle. Tässä vaiheessa he olivat SJHY:n aktiivisimpia jäseniä ja vuorotellen seuran puheenjohtajina. Tauno hioi ja kiillotti kivestä yhden sivun tasaiseksi ja mittasi siitä taitekertoimet refralctometrillään. Tauno tunnisti kiven jaloberylliksi. Paikan tarkempi etsintä alkoi. Suurin Kaukon alkuvaiheessa löytämä jaloberylli painoi 199 karaattia. GTK teki esiintymästä valtausvarauksen, mutta se ei vielä johtanut jatkotudcimulcsiin. Tieto löydöstä jäi sekin pienen piirin tietoon . Edes GTK:ssa me muut kollegat emme olleet asiasta tietoisia. Sama salaaminen toistui lähes saman kaavan mukaan pohjoisempana Kaavilla, josta tehtiin samoihin aikoihin Suomen ensimmäiset timanttilöydökset. GTK aloitti Luumäellä kallioperäkartoi tuksen. Maastotyön teki Matti Huuskonen ja töitä johti geologi Marjatta Virkkunen. Paikan maapeitettä paljastettiin ja pegmatiittipalj as tumalla havaittiin kolme kideonteloa. 1, ivill arrastaj an K11 val e l1ti
Kauko Sairasen kaivoksesta sen ensimmäisinä toimintavuosina löytämä j aloberylli, korkeus 19 111111. Kiteen poikki vinottain kulkevat juovat ovat kohdissa, joissa kidettä leikkaavat sulkeumatasot. Niissä on säilynyt halkeamiin noin 1620 miljoonaa vuotta sitten t11nkeut111111tta suolavettä (ks. kuva s. 20). GTK kokeili maatutkaluotausta esiintymällä, mahdollisesti syvemmällä olevien onteloiden havaitsemiseksi. Onteloita ei pystytty laitteella havaitsemaan, mutta pegmatiitin ulottuvuuksista syvemmällä saatiin uutta tietoa. Kalliota ei tässä vaiheessa kuitenkaan louhittu. Korukiviharrastajat Kauko Sairanen, Matti Lång ja Risto Pitkänen perustivat yrityksen esiintymän hyödyntämiseksi. Se sai kunnianhimoisen nimen, SuomenJalokivikaivos Oy, sillä toiveet olivat tässä vaiheessa kaikilla korkealla. Sairanen ja kumppanit hakivat esiintymälle valtausoikeuksia, jotka valtio heille myönsi. Esiintymästä tuli minulle GTK:lle tutkittavaksi erikoiMIN ERALI A • 2 / 20 16 sia korukiviä mahdollisina berylleinä. Ne kuitenkin osoittautuivat kvartsikiteiksi, joilla oli harvinaisen laattamainen ulkomuoto ja hyvin outoja värisävyjä sekä kauniita hematiittisulkeumia. Suuria kideonkaloita ja kookkaita jaloberyllikiteitä alkoi lopulta tulla esiin louhinnassa. GTK:ssa tutkijat pääsivät viimein tutkimaan pegmatiittia ja sen mineraaleja. Seppo I. Lahti määritti mineraaleja XRD:llä. Kari A. Kinnunen alkoi tutkia jaloberyllien sulkeumia ja morfologiaa. GTK:n pegmatiittitutkijat puolestaan luokittelivat Luumäen NYF-tyypin ontelopegmatiitiksi. Reijo Alviola otti Luumäen mineralogisten tutkimustensa kohteeksi hänkin, sillä Reijo kokosi jo tässä vaiheessa aineistoa koko Suomen pegmatiiteista. Kauko Sairanen ja Matti Lång hioivat enimmäkseen itse jaloberyllejään. He myös alkoivat kumpikin koota omaa kotimuseotaan kaivoksen mineraaleista ja jaloberylleistä. Matti Lång keräsi museoonsa kaivoksen monia kvartsimuunnoksia. Niitä ovat savukvartsi, vuorikide, ametistikvartsi, punainen kirkas kvartsi, vihreä kirkas kvartsi, sitriini, ruusukvartsi, raitakvartsi ja jaspis. Lisäl<Si onkaloiden viereisistä kvartsikiteistä löytyi aina vain lisää kiinnostavia sulkeumalG'artseja, joissa goethiitti ja hematiitti esiintyvät neulamaisina, pallomåisina ja mitä kummallisimpina ralcennelmina kvartsikiteiden ulkovyöhykkeillä. Varsinaiset esiintymän jalokivet ovat olleet berylliä: kellanvihreää heliodoria, keltaista kultaberylliä ja sinivihreää alG'amariinia. Jalotopaasia on löytynyt vain muutama epämääräinen kide. Epäjaloa topaasia sitä vastoin tavattiin todella isoja kireitä. Louhimaa jatkettiin kolmen metrin syvyyteen Suomen Jalokivikaivoksen toimesta. Tähän mennessä kaivoksen omistajat arvioivat käyttäneensä jo 4000 työtuntia etsintöihin. Ulkopuolista apua heillä ei ollut. Kultaseppä Aarne Alhonen suunnitteli ja valmisti korusarjoja, jossa Luumäen jaloberylliä oli yhdistetty Lapin kultahippuihin. Heliodorit ja kultaberyllit sointuivat hienosti Lapin kultaan. Alhosen korut innostivat pian muitakin koruseppiä käyttämään Luumäen kiviä tuotannossaan. Heinäkuussa löytyi erityisen puhdas ja kaunis jaloberyllikide, joka painaa noin 450 grammaa. Löytöpäivänsä mukaan se ristittiin Elliksi. Siitä tuli todellinen median suosikki televisiosta sanomalehtiin. Nettiä ja somea silloin ei vielä ollut. Helsingin Sanomien kilpailussa Suomen kauneimman tittelistä Elli jopa voitti vuoden Miss Suomen Åsa Lövdahlin. Koko kilpailun voitti Eino Leinon runo. 1. 5
1989 heinäkuussa Luumäeltä löytyi Elliksi nimetty berylli, 11 cm, 150 g. Kuvattu Helsingin yliopiston Arppea1111mi11 Mineraa!ikabi11eti11 Elliä varten pystytetyssä omassa vitriinissä. Lemmenjoen ku!tahipuista ja viistehiott1ista Luumäen jaloberyl!eistä koottu riipw. Korun 011 valmistanut kultaseppä Aarne Alhonen, Lemmenjoki. Kuva: Jari Väätäinen, GTK Geokuvat 1. 6 Kauko Sairanen yritti alkaa myydä Elliberylliä. Hän tuli näyttämään sitä GTK:n johtajille, mutta ensin hän piipahti työhuoneessani. Kauko kaivoi kulahtaneesta kauppa.kassista~ tyylikkään jalopuurasian. Sen sisältä paljastui kyllä kaunein jalokivikide, mitä koskaan olen saanut pitää käsissäni. Elliä ei ollut turhaan ylistetty. Ikävä kyllä jo silloin GTK:n ja valtion määrärahat olivat tiukassa, eikä Elli päätynyt GTK:n Kivimuseoon. Kauko jatkoi Ellin myyntikierrosta. Eniten kiinnostusta osoitti tietenkin kivitohi:ori Martti Lehtinen, joka halusi saada Ellin silloiseen Mineraalikabinettiin, Luonnontieteelliseen keskusmuseoon. Kauppa on~istui lopulta, mutta myyntihinta jäi paljon pienemmäksi kuin mitä Kauko ja kaivoskumppanit olivat toivoneet. Kaukon mukaan kaupassa painoi eniten Martin ja museon hyvä maine. Ellihän oli jo tavallaan kansallisomaisuutta. Lahden kultaseppäopiston opiskelijat Petri Tuovinen ja Eeva Ehrnrooth tekivät opinnäytetyön Luumäen beryllien lämpökäsittelystä. He havaitsivat kellertävän beryllin usein muuttuvan alcvamariinin siniseksi kun lämpötila nousi 400- 500 asteeseen. Lämpökäsitt_elyä onkin käytetty sittemmin Luumäen b_eryllien kaupalliseen käsittelyyn. Aito<&evamariini oli ja on lcaivoksessa erittäin harvinainen. ' Kaivosyhtiö antoi tässä vaiheessa kivikerhojen vierailla esiintymällä. SJHY teki kaivokselle useammankin päiväretken. Luumäen jaloberyllitutkimus sulkeumista ja beryllin pinta.rakenteesta valmistu'u, lkirjoittajana Kari A. Kinnunen. Ensi~mäinen laajempi kuvaus Luumäen pegmatiitin geologiasta, mine;c raaleista ja syntytavasta julkaistiin Kivilehdessä. Kirjoittajina Seppo I. Lahti ja Kari A. Kinnunen. l'\i vih'clr rast ajan 1,uvalel1ti
Kirjoittajan ottama mikroskooppikuva Luumäen jaloberyllikiteen syöpymisralcenteista palkittiin Nikon Small World valokuvauskilpailussa NewYorkissa. John I. Koivula sai samassa kilpailussa palkinnot kahdesta kuvastaan:. dinosauruksen luu ja rutiilikvartsi. Voittokuvista järjestettiin näyttely, joka kiersi seuraavana vuonna Amerikan ja Kanadan tiedekeskulcsissa. Näyttely toi Amerikasta monia tiedusteluja Luumäen uudesta jaloberyllilöydöstä. Kerroin asiasta Kauko Sairaselle. Hänen kanssaan pohdittiin, että Luumäestä pitäisi saada seikkaperäinen selostus johonkin kansainväliseen jalokivialan lehteen. Kaivosyhtiön siunauksella Luumäen jaloberyllipegmatiitin tutkimus julkaistiin Amerikassa arvostetussa Gems & Gemology -sarjassa. Kirjoittajina olivat Seppo I. Lahti ja Kari A. Kinnunen. Julkaisussa kuvattiin Luumäeltä tunnistetu t mineraalit, jaloberyllin gemmologiset ja mineralogiset ominaisuudet ja sulkeumat sekä esiteltiin kaivoksen sen hetkinen tuotanto. Yhteensä pegmatiitista oli tuossa vaiheessa identifioitu jo 26 eri mineraalia. Jaloberylliä oli löytynyt yhteensä 15 kiloa, josta noin 40 prosenttia oli viistehiontaan soveltuvaa. Lisäksi julkaisussa kuvattiin kaivoksesta löytyneet isoimmat jaloberyllit, kuten Elli. Kaivosyhtiö tutki Kännätsalon pegmatiitin pohjois- ja eteläpuolisia alueita uusien pegmatiittien toivossa. Kalcsi uutta pegmatiittia löytyi, mutta toisessa oli vain heikkolaatuista topaasia. Jaloberylliä tai onkaloita ei ollut kummassakaan. Kaivos päätettiin sulkea ja se maisemoitiin. Matti Lång, yksi kaivoksen omistajista, kertoi minulle, että toiminta oli heillä kolmella täysin harrastajapohjalMINERALI A • 2 / 2016 ta. Edes laite- ja materiaalikustannuksia ei saatu kivien myynnillä talcaisin monen vuoden työstä. Matti ei kumminkaan ollut tästä katkera. Hän keskittyi oman kotimuseonsa rakentamiseen ja Lahden vanhan kivikerhon pyörittämiseen. Suljetun louhoksen ohi ajava Timo Rönkä pysähtyi maisemoidulla, hylätyllä kaivoksella ja alkoi etsiä Jari Vepsäläisen kanssa korulciviä. Timo Rönkä hioi jo tuolloin itse kiviä. Kaverukset innostuivat vähitellen tosissaan kaivo~hommiin ryhtymisestä kotiseutunsa kohteella. He saivat mukaansa vielä Jukka Ruuskasen, jolla oli ammattitaitoa louhinnassa. Kaivos avattiin uudelleen kesällä 2002, kun Timo Rönkä, Jari Vepsäläinen ja Jul<lca Rusanen perustivat Karelia Beryl Oy:n. Karelia Beryl Oy hanl<lci Luumäen kaivosoikeudet ja aloitti louhinnan uudelleen. Kesän töissä ei vielä löytynyt jalokiviä, mutta lokakuussa tärppäsi. Jaloberyllejä alkoi taas löytyä hyvin läheltä sitä louhinnan tasoa, johon Suomen Jalokivikaivos oli toimintansa lopettanut. Kaivospiirin nimeksi tuli Karelia Mining. Kideonteloita löytyi lisää toukokuussa ja niistä löytyi Elliälcin isompia jaloberyllikiteitä. Suurin kaivoksen jaloberyllikide oli pituudeltaan 22 cm. Se painoi 1600 grammaa. Karelia Beryl Oy nimesi sen Kekkoseksi! Jaloberylliä saatiin louhinnan tässä vaiheessa talteen arviolta 110 kiloa, mutta vain pieni osa siitä oli korkealaatuista ja viistekivien hiomaan soveltuvaa. Edellinen kaivosyrittäjä oli saanut jaloberylliä koko aikana noin 15 lciloa. 1992 Ni A. Kinn syöpy11ee Jnloberyllit olivat usei11 kii1111itty11eet 011kn/on reunustnviin 111i11ernnleihin, knlimnnsälpää11 ja joskw kvnrtsii11. Usei11 11e olivat 011knlo11 snvini11eksessn irtonnisinn. Matti Lå11gi11 kotimuseo. ~?, f 1-bl' ·---~ ,i '· "'; ,~ >"" :f )!: '. • :,! .• •:- ~- Viistehiottujn harvinaisin Luumäen kvnrtsejn. Kirkasta vihreää kvartsin ei mllunltn Suomesta ole tavattu. Matti Lång hionta ja kokoelma. Matti Lång esittelee helmik1111ssn 2006 Lahden kotimweossnnn professori Martti Lehtiselle L1111111äki-vitriiniää11. 1. 7 0 (.:, ,\ .l,.v ,• ~
Erikaksi nimetty jaloberylli löytyi L11umiieltii toukokuussa 2004. Kiteen korkeus 15 cm. Oikeanpuoleisessa kuvassa niikyy tarkemmin Erikan prismapi11tojen rakennetta, joka on syntynyt pegmatiitin viimeisten vesiliuoste,z syövytyksestii. Karelia Beryl Oy alkoi hiottaa pienempiä kiviä ulkomailla, missä teetettiin lähemmäs kymmenentuhatta viistekiveä ja caboa. Isoimmat jaloberyllit hioi viistekiviksi Timon isä, Raimo Rönkä. Peter Lyckbergin artikkelit Luumäen beryllistä ulkomaisissa alan lehdissä nostivat osaltaan hiottujen kivien myyntiä tässä vaiheessa. Samoin myyntiä edisti kaivosyrittäjien ahkera kiertäminen kansainvälisillä messuilla myymässäAmerikassa ja Sal{Sassa. Raakakivien myynti kuitenkin rajoittui oikeastaan vain keräilyk.ivien myyntiin monilla kotimaisilla kivimessuilla. Uusia onteloita ei enää tullut esiin tavanomaisella tutkimuslouhinnalla pegmatiitin pituussuunnassa. Yhtiö konsultoi jatkeiden etsinnässä monia geologeja mm. Seppo I. Lahtea ja Markku Lehtistä, ja laati etsintäsuunnitelmia jalok.ivituotannon turvaamiseksi . Ehdotuksia noudattaen yhtiö anoi apurahaa etsintään timanttikairauksella. Lopulta kairaukseen saatiin apurahaa Renlundin säätiöltä. Karelia Beryl Oy pääsi timanttikairaamaan 16 reiällä Luumäen esiintymää uusien kideonteloiden löytämiseksi. Yhteensä kairattiin Karelia Beryl Oy:11 isot kivet hioi Raimo Rönkii. Niitii myytiin kivimess11illa ja myös netin kautta. Tiimii11 jälkeen myynti keskittyi helsinkiläiseen kultasepiinliikkeeseen. Timo Rönkii (oik.) ja Jari Vepsiiliiinen esittelemiissii kaivoksensa 1111sia jaloberyllejii Lahden messuilla vuonna 2004. 1.8
Pegmatiitin tutkimmlouhintaa toukokuussa 2005 kvartsiytimen löytämiseksi Luumäen Kä1111ätsalon kaivoksen luoteispäästä. 360 metriä pegmatiittia ja sivukiveä. Uusia onkaloita ei kuitenkaan löytynyt. Renlundin säätiöltä saaduilla apurahoilla saatiin kuitenkin pegmatiitin rajoja ja vyöhykkeitä tarkemmin määritettyä. Pegmatiitin leveys oli parhaimmillaan 40 metriä ja pituus vähintään 120 metriä. Yhtiö on pyrkinyt vuosittain tutkimuslouhinnalla jäljittämään uusia kvartsiytimiä ja niihin mahdollisesti liittyviä kideonkaloita. Louhinta oli pienimuotoista, vain 100-500 kuutiota vuodessa. GTK tutki esiintymää hi-tech-mineraalien löytömahdollisuuksien kannalta. Seppo 1. Lahti ja Niilo Kärld{äinen kirjoittivat tutkimuksista raportin, mutta se tuli julkiseksi vasta vuonna 2016. Yhtiö jatkoi tutkimuslouhintaa uusien kideonteloiden löytämiseksi. Ziirichin yliopiston malmigeologian opiskelijat ja tutkijat tekivät Luumäelle ekskursion heinälmun 12. He kirjoittivat käynnistään kiinnostavan matkaraportin. Myös Venäjän yliopistojen tutkijoita vieraili kaivoksella tutkimusnäytteitä hal{emassa. Ulkomaisista yliopistoista tuli pyyntöjä tutkimusnäytteistä Luumäen jaloberyllistä. Tutkimuksia oli meneillään mm; hivenaineista ja isotoopeista. Kari A. Kinnunen lähetti sopivia näytteitä MIN ER LI A • 2/2016 Panoraamakuva Kä1111ätsalon eteläpään louhintatilanteesta vuonna 2007. Vaalea11 kvartsiytimen ympärillä on vyöhykkeenä suurten kvartsi- ja maasälpäkiteide11 muodostamaa pegmatiittia. Tt1mmanhar111aata rapakivigraniittia vasten on pakS11 vyöhyke vaalean punaista kirjomaasä/päkiveä. ulkomaisille kollegoille. Tutkimusnäytteiden lähettäminen tai vaihtaminen kuuluu perinteisesti tieteen pelisääntöihin. Kalleimpia kit~itä ei analyyseillä rikottaval{si tietenkään lähetetty. Näytepyynnöt tulivat ennen itseoikeutetusti Martti Lehtiselle, mutta hänen eläköidyttyään ja lopulta sairastuttuaan pyynnöt ovat ohjautuneet GTK:lle. GTK:n tutkijat julkistivat tutkimuksen Luumäen esiintymän REE-YTh-U-rikkaista, harvinaisista mineraaleista arkistoraporttina. Timo Röngän voinnin talcia kaivoksessa oli vain ylläpitotoimia. Myös rahoitusvaikeudet hidastivat jalokivien etsintää. Tutkimuslouhintaa ei jatkettu. Helsingin yliopiston geologian laitoksen tutlcijat alkoivat tutlcia Luumäen jalolcivipegmatiitin mineraaleja laboratoriossa EPMA ja LA-ICPMS laitteilla. Alustavat tulokset maasälvän hivenaineista osoittivat kideonteloiden synnyn liittyvän berylliumrildrniden hydrotermisten fluidien suotautumiseen pegmatiitin kiteytymisen viime vaiheissa. Yliopistolaiset tullcitsivat pegmatiitin tunkeutuneen paikoilleen, kun ympäröivä rapakivigraniitti oli vielä kuumaa ja osittain sulaa. Mielenlciintoisia uusia tuloksia on siis pialdmin odotettavissa. Kanadalainen opiskelijaryhmä telci kaivokselle ekskursion. Samoin Tampereen Kivikerho vieraili louhoksella. Kideonteloiden etsintä tulee hivosyhtiön mukaan jatkumaan tutlcimuslouhinnoilla. D Karelia Beryl esitteli beryllejään Ylämaan jalokivimessuilla. Kideonkalosta rikkoutrmeena löydetty kide on ristitty Krokotiiliksi. Sen yhteispaino on 210 grammaa ja pituus 125 mm. Ylämaan messut 2007. Luumäen kaivosmontt11 täyttyy hitaasti vedellä. Ennen louhintaa se on joka kerta pumpattava kuivaksi. Kuva vuoden 2011 syksyltä. Viimeinen laajempi lo11hinta tapahtui vuonna 2014 peräseinällä näkyvän vaalean kvartsiytimen kohdilta. Muutaman karaatin raakakiviä k11ltaberylliäja akvamariillia oli myynnissä Lahden mesS11illa 2013. Suurimmat jaloberyllit yhtiö hioi itse tai myi kokoelmiin. 19
(!) ~~ ~" ~ cC -=~ • 0 0 , crxo 0 0 ~ f"' c;;sz.;, ~ 0 !==> 0 'C7 6 ~ dl) 0 O> (9 - 0 (J ~ crO ca.> ~ ~ ,&tif) 0 El ~) (10) ~ 0 ~ D • - ~ , 11a, ,c:, -~ 0~ ~ 0 Ov° -- ~ Luumäen jaloberylleissä on mikroskooppisia pisaroita noin 1620 miljoonaa vuotta vanhaa mineraalivettä. Tästä suolaisesta vedestä jaloberyllit kiteytyivät noin 400-490 asteen lämpötilassa. Suolapitoirnus oli 7 prosenttia NaCl ekvivalenttia (noin 7 kertaa rnolaisempaa kuin Itämeren vesi). Kuva-alan leveys on 1,2 mm. Kuva: Kari A. Kinnunen Kari A. Kinnunen , Geologian tutkimuskeskus Pegmatiitit ovat oikukkaita armaan joka kiviharrastaja alkaa etsiä jalokiviä, kun näkee karkeita graniittisia kiviä, joita myös pegmatiiteiksi kutsutaan. Mutta miksi niin harvassa pegmatiitissa lopulta on jalokiviä? Ja miksi jalokiviä sisältäviä onkaloita on tavattoman vaikea paikallistaa kaivostoiminnan suunnittelemiseksi, kuten Luumäen kaivoksen historia osoittaa. Ensin geologiaa. Tavalliset pegmatiitit ovat kiteytyneet pelkästään kivisulasta eli magmasta. Tällöin niissä on yleensä vain kvartsia, maasälpää ja kiilteitä sekä joskus tavallista turmaliinia ja granaattia. Niissä ei siis ole jalokiviä ja hyvin harvoin edes korukiviä, kvartseja lukuun ottamatta. Eräissä harvinaisissa pegmatiiteissa, kuten Luumäellä, kiteytyminen on ensin alkanut kivisulasta, mutta lopuksi kiteytyminen on vielä jatkunut kivisulasta erottuneesta kuumasta ja harvinaisia alkuaineita sisältäneestä vesiliuoksesta. Tällaisessa pegmatiitissa voi olla kideonkaloita ja niissä keräilymineraaleja ja jopa jalokiviä. Nämä pegmatiitit ovat kiteytyneet lähellä maanpintaa, korkeintaan muutaman kilometrin syvyydessä. Pelkästä magmasta syntyneet ovat kivettyneet syvemmällä. Edellytyksenä on lisäksi se, että graniittinen sula on sisältänyt haihtuvien ainesten, kuten veden ja hiilidioksidin lisäksi fluoria, booria, fosforia ja joskus litiumia. Nämä alkuaineet pystyvät alentamaan sulasta kiteycyvien mineraalien syntylämpötilaa, jolloin haihtuvien aineksien osuus pääsee kasvamaan. Lisäksi ne ovat juuri niitä raaka-aineita, joita jalokivien syntyyn kaivataan. Jalokiviluokan kiteet tarvitsevat myös vapaata tilaa kasvaakseen. Jalokivikiteenhän pitää olla kaikin puolin täydelliseksi kasvanut ja puhdas yksilö. Pegmatiitissa pitää siis olla onkaloita, jotta jalokiville olisi kasvunvaraa. Avoimia onkaloita voi olla vain melko lähellä maanpintaa syntyvissä pegmatiiteissa, sillä syvemmällä maankuoren paine puristaisi avoimet tilat ja niiden kiteet kasaan. Onkaloiden lisäksi jaloberyllien ja muiden jalokivien kiteytyminen edellyttää tarpeeksi suuria määriä kuumaa vettä, johon on liuennut noiden mineraalien synnyn vaatimia ainesosia. Muutaman kilometrin syvyydellä maankuoressa on aina kuumaa vettä, mutta se on liian puhdasta synnyttääkseen erikoisempia kiteitä, kalsiittia ja kvartsia lukuun ottamatta. Lisäksi halkeamissa piilevä vesi voi pysytellä lähes paikallaan jopa miljoonia vuosia. Jalokivien synty on siis vaatinut aivan erityistä, virtaavaa ja suolapitoista sekä harvinaisista alkuaineista, kuten jaloberylli berylliumista, rikastunutta vettä. Joissakin pegmatiiteissa nämä kaksi tärkeintä edellytystä, onkalot ja kuuma mineraaleja synnyttävä vesi, ovat täyttyneet. Jalokivipegmatiitit ovatkin hyvin vesipitoisia ja samalla harvinaisia alkuaineita sisältäviä graniittipegmatiitteja. l(1v1harrastajan Kuvalehti
Kun ne kiteytyvät verrattain matalalla, muutaman kilometrin syvyydellä maankuoressa, niin jalokiviä on päässyt kiteytymään. Lisäksi pegmatiitin synnyttäneen graniitin on pitänyt sisältää hieman tavanomaista enemmän niitä harvinaisia alkuaineita, joita sisältyy jalokiviin, esimerkiksi berylliumia. Luumäen tapauksessa pegmatiitti on NYF-tyyppinen, eli se sisältää runsaasti myös mm. niobia, yttriumia ja fluoria. Pegmatiitin syntyyn maankuoressa pitää siis liittyä todella monta onnekasta yhteensattumaa, jotta lopputuotteeksi saataisiin jalokivipegmatiittia. Luumäellä graniittisen magman vesipitoisin ja kevein osa purkautui voimalla vielä jähmeään maankuoreen. Siihen se pullisti magmapussin, joka alkoi kiteytyä reunoilta sisäänpäin. Ensin kiteytyi kerros kirjomaasälpää, sitten kookkaista maasälvistä ja kvartsista koostuvaa massaa ja lopulta keskustaan muotoutui vaaleanharmaasta kvartsista koostuvaa kiveä, niin sanottua kvartsiydincä. Jalokivipegmatiitti onkin ral<enteeltaan kuin jättiläiskokoinen geodi , kuin eräänlainen al<aattimuodostuma, vaikka sen mineraalit ovat aivan muuta kuin kuie-uista kvarts1a. Kun ja jos pegmatiitista jää vielä tässä vaiheessa ylimääräistä kuumaa suolapitoista vettä, niin se pystyy pegmatiitin pääosin jo muotouduttua liuottamaan ja avaamaan kvartsiytimen vierelle vesitaskuja. Niihin yleensä muodostuvat esiintymän parhaimpia jalokiviä sisältävät kideontelot. Näin tapahtui Luumäen jaloberyllejä sisältävässä pegmatiitissa. Luumäellä kuuma, lähes kaasumainen vesi, geologien kielellä fluidi, liotti pegmatiitin aikaisemmin kiteytyneitä mineraaleja, kuten tavallista berylliä ja kalimaasälpää. Avautuneisiin vesi taskuihin kiteytyi lopulta albiittia, jaloberylliä, savimineraaleja ja raudan sekundaariaineksia ruskeana täytteenä. Vesi oli tässä vaiheessa hapanta ja se liuotti aikaisemmin syntyneen topaasin pois. Samoissa onkaloissa ei tästä syystä Luumäelläkään tavata berylliä ja topaasia, vaan pelkästään jompaa kumpaa. Luumäen jaloberyllej ä synnyttänyttä mineraalivettä on säilynyt näihin päiviin saakka. Sitä löytää mikroskooppisina pisaroina jaloberyllin sulkeumina. Mineralogiassa niitä kutsutaan fluidisulkeumiksi, kiteytymisen vaiheisiksi nestejäänteiksi. Monet hiotutkin jaloberyllit sisältävät niitä, vaikka luuppipuhtaita olisivat. Harva voi kehua korussaan olevan peräti 1620 miljoonaa vuotta vanhaa mineraalivettä! Luumäen pegmatiitti onkin yksi vanhimmista tunnetuista jalokivipegmatiiteista. Maailmalla jalokivipegmatiitit ovat yleensä noin 500 miljoonan vuoden ikäisiä tai sitä nuorempia. D KIRJALLISUUTTA Kinnunen, Kari A. 1991. Luumäen jaloberyllin sulkeumatutkimus, gemmologiset ominaisuudet ja kuvaopas tyyppisulkeumista. GTK arkistoraportti M 19/ 3123-3133/91/1, 33 s. Netissä GTK hakkupalvelussa: http/ /hal<lm.gtk.fi/fi/reports Luumäen jalokivikaivoksen omistajan Timo Röngän pihalla säilyttämä suurehko näyte Luumäen jaloberyllejä sisältävästä onkalon kappaleesta mahdollisti jaloberyllin kiteytymishistorian tarkemman selvittämisen. Näytteen perusteella kvartsiytimen viereisissä kideluolissa (yläkuva) jaloberylli on kiteytynyt yhtä aikaa albiittisälöjen kanssa (kuva oikealla). Lopuksi jaloberyllin pinnat oat syöpyneet ja siinä vaiheessa onkaloon on kiteytynyt limoniittimaista savimineraalimassaa, jossa on mm. kaoliniittia sekä raudan vesipitoisia oksideja. Kuvat: Kari A. Kinnunen MINERALIA • 2; 2016 21
Keväällä 2016 kultaseppä Petri Ttwviselta tiedusteltiin, voisiko Kultaseppäopistossa vuonna 1989 tehdyn Luumäen beryllien lämpökäsittelytutkimuksen julkaista Mineralia-lehdessä. Tuovinen sai julkaisuluvan myös entiseltä opiskelukaveriltaan, kultaseppä Eeva-Kaisa Ehrnroothilta, jonka kanssa hän tutkimuksen teki. Tutkielman aihe saatiin silloisen opettajan, Esko Timosen, kautta. Tarkoituksena oli selvittää eräiden harrastajien Luumäen pegmatiitista löytämien beryllien mahdolliset värimuutokset lämpökäsittelyn avulla. Tutkimusraportti valmistui 22.5 1989 ja se julkaistiin ilman kuvia Suomen Gemmologisen Seuran lehdessä, Gemmologian Työsaralra N:o 18, 13.12. 1989 . Tähän Mineraliassa nyt julkaistuun artikkeliin on tehty pieniä muutoksia mm. kieliasuun. Lisäyksenä on ennen julkaisemattomia kuvia lämpökäsitellyistä berylleistä. nnen varsinaisiin käytännön kokeisiin ryhtymistä oli tärkeä perehtyä lämpökäsittelymenetelmistä ja aiemmista kokeista saatavilla olevaan kirjallisuuteen. Päälähteinä käytettiin John Sinkankasin kirjaa Emerald and other Beryls sekä Kurt Nassaun Gemstone Enhancement. Aikaisemmissa kokeissa oli saatu sekä kellertävät että vihertävät beryllit muuttumaan värittömiksi tai sinisiksi. Smaragdiin sen sijaan lämmittäminen ei ollut vaikuttanut. Kultaseppäkoulussa aloitimme lämpökäsittelykokeet laittamalla pieniä kiviä lasiputkeen, jota lämmitettiin kaasuliekillä. Suuremmat kivet lämmitettiin koulun emaliuuneilla. Beryllin ominaisuudet ja rakenne Berylli on heksagoniseen kidejärjestelmään kuuluva mineraali, jonka kemiallinen koostumus on Be3Al/SiO)6 x 22 Taulukko 1. Beryllin ominaisuudet ja rakenne. Asu ja pinnat prismaattinen; prisma- ja pyramidipintoja sekä asematasoja. usein pituussuuntaisia uurteita. Lohkeavuus Kovuus hyvin heikko; asematason suuntainen 7,25-7,75 muunnoksesta riippuen Ominaispaino 2,7-2,9 Taitekerroin 1,56-1,59 Kahtaistaitto 0,004-0,009 Optinen luonne yksiakselinen, negatiivinen Dispersio 0,014 Kiilto Lasikiilto LUUMÄEN BERYLLI Taitekerroin 1,568-1,572 (voimakkaan vihreä), l ,565-1,570 (keltainen, haalean vihreä ja sininen) Kahtaistaitto 0,005 H2O. Kaavassa x voi vaihdella välillä 0-2. Koostumuksessa veden mukanaolo vaihtelee. Beryllin rakenne sisältää (Si-O\ -renkaiden hahmottamia kanavia. (SiO\-renkaat kiinnittyvät toisiinsa jättäen kanavien sisäpuolelle tyhjän tilan vedelle ja epäpuhtauksille. Berylli on väritön, kun se on vapaa epäpuhtauksista (Cr, V, Fe, Mn), tai mistä tahansa säteilytyksen aiheuttamasta väristä. Kromi ja vanadiini antavat beryllille smaragdinvihreän värin. Molemmat ovat yleensä läsnä, mutta yhtäpitävyytKivi ha, 1 astaj a,1 l-<uva l,:,l1t i
1 1 1 1 1 I • 1 1 1 1 i 1 1 1 1 ,-J=:::---:.,_---+-___ 1 6:)- 1 ~ 1- ----'- "\ 1 ,,,.--!:=::::,,.-' ' '-..... 1 1 ~ , ._____ 1 ~ 1 : ~~ 1 • ---------- : 1 ~ I ,__-~ I : r-::::s;-----...,, ; ~--T I Ef::>-+-~ r \ i$-1 lEbJ 1 q?>---------- l--~--i-~1~ ; --1 1 ~'-C:J.__.,I 1 ,--:~ 1 ~ 1 ' -- ;~I ~ 100 50 Co 1 1 , ~ i j : --'<:::Is?-1 lr-:=!~ , cs~ i ---------- f --:--'<f=7-~; ~ 0 1 • ' 1 ---__:_- ' 1 1 1 1 1 0 ' ' : ' 1 L : 1 1 0 1 1 : : 1 'k , ---1' , 1 I 1 '1 1 1 Kanavatyhden- l suuntaisia c-akselin kanssa Kaavio: Perspektiivikuva be,yllin rakenteesta. '----------Oo_______, Kaaviokuva beryllin rakenteesta ensimmäisen lohkon prismatasossa (1010) . Taso on kohtisuorassa perustasoon (0001) eli asematasoon nähden. tä siitä, miten smaragdi pitäisi määritellä; joidenkin mukaan k.romin läsnäolo on määräävä tekijä. Mangaani aiheuttaa vaaleanpunaisen värin morganiitille. Mangaanin tuottama väri haalistuu 500 °C:ssa, mutta väri voi muuttua alhaisemmassakin lämpötilassa, jos Ml ERALI A • 2 / 2 016 läsnä on raudan aiheuttamaa keltaista. Beryllille keltaiset, vihreät ja siniset värit aiheuttaa rauta (FeO, Fe203 ), joka voi olla beryllissä kahdessa eri paikassa; niistä ensimmäinen sijaitsee alumiinin paikalla. Mikäli alumiinia korvaa Fe3+, beryllin väri on keltainen, mutta Fe2 + aiheuttaa sen, että valon absorptiota ei tapahdu ja berylli on väritön. Lämpökäsittely aiheuttaa varaussiirron Fe3+ -+ Fe2 + ja keltainen berylli muuttuu värittömäl<si. Toinen raudan paikka sijaitsee kanavissa ja antaa sinisen värin. Tällöin kuumentaminen ei vaikuta kiven väriin. Jos molemmat raudat ovat läsnä, kuumentaminen muuttaa vihreän värin siniseksi. Berylli, joka sisältää molemmat raudat ja mangaanin, muuttuu lämpökäsittelyssä oranssinvärisestä vaaleanpunaiseksi morganiitiksi. Lämpökäsittelymenetelmistä yleensä Vuosien mittaan on tehty lukuisia tutkimuksia lämpökäsittelyn vaikutuksista kiviin ja mineraaleihin erilaisissa olosuhteissa ja lämpötiloissa. Tutkimuksissa on pyritty selvittämään kivien värien aiheuttajat. 1970-luvulra lähtien on lämpökäsittely lisääntynyt huomattavasti ja on selvää, että lämpökäsittelymenetelmät ovat pysyvästi kehittyneet vuosien aikana. Taulukossa (katso sivu 24) on muutamien jalokivien yleisiä värimuutoksia. Lämpökäsittely alhaisilla lämpötiloilla voidaan tehdä lasisessa koeputkessa lämmittämällä sitä tavallisella kaasuliekillä. Tämän yksinkertaisen menetelmän hyvänä puolena on, että värinmuutos nähdään ja lämmitys voidaan lopettaa heti, kun haluttu väri on saavutettu. Toinen yksinkertainen menetelmä on pitää käsiteltävää kiveä tavallisessa sähköuunissa. "Teollinen" versio on puuhiiliuuni, jolla saavutetaan korkeampia lämpötiloja palkeiden avulla. Nykyään käytetään uudenaikaisia sulatusuuneja, joita lämmitetään sekä sähköisesti että kaasulla. Näissä uuneissa on mahdollista seurata helposti lämpötilaa. Johdonmukaisen lämpökäsittelyn tuloksena raakalcivestä voidaan saada haluttu väri. Useimmat jalokivet vaativat hitaan lämmönnousun. Tämä saadaan aikaan asettamalla kivi upokkaaseen ja upottamalla se esim. booraksiin. Upokas laitetaan kylmään uuniin, jota ei avata ennen kuin lämmitys on suoritettu loppuun ja kivi on jäähtynyt huoneen lämpötilaan. Jos lcivi on imenyt itseensä kosteutta, on lämmitys tehtävä hitaas23
Taulukko 2. Muutamien jalokivien yleisiä värimuutoksia. Berylli , akvamariini vihreä siniseksi , keltainen värittömäksi, oranssi vaaleanpunaiseksi. Korundi , sininen safiiri syvänsininen, vaaleansininen; syventää tai muuttaa asterismia, syventää väriä. väritön rubiini keltaiseksi, vihreäksi tai siniseksi; syventää väriä. purppurasta rusehtavan punaiseksi, vaaleanpunainen oranssiksi; syventää tai muuttaa asterismia, syventää väriä. Kvartsi , ametisti ja savukvartsi värittömäksi, keltaiseksi, ruskeaksi, vihreäksi tai maitomaiseksi vaaleampi, vihertävän keltainen tai väritön. karneoli, tiikerinsilmä ym. keltainen tai ruskea punaruskeaksi tai punaiseksi. Spodumeeni , kunziitti vaaleampi tai väritön; purppura, sininen tai vihreä vaaleanpunaiseksi tai violetiksi. Topaasi keltainen, ruskea tai sininen värittömäksi. Turmaliini sininen tai sinivihreä vihreäksi; punainen vaaleammaksi tai värittömäksi. Zirkoni ruskea punertavaksi, värittömäksi tai siniseksi; vihreä siniseksi tai keltaiseksi. Tansaniitti syvän purppuransiniseksi. ti 100 °C:een, jotta vältyttäisiin kiven rikkoontumiselta. Sulkeumien laajeneminen voi aiheuttaa kivien rikkoontumisen lämmittämisen aikana. Lämpökäsiteltyjen kivien muutokset ovat yleensä pysyviä, sillä menetelmä muistuttaa luonnon omaa prosessia. Sen vuoksi lämpökäsiteltyjä kiviä pidetään hyväksyttävinä jalokivimarkkinoilla. Aikaisemmat beryllin lämpökäsittelyt Varhaisimmista beryllin lämpökäsittelyistä on vain vähän tietoa. Vain se tiedetään, että keskiajalla tunnettiin smaragdin menettävän värinsä sitä voimalckaasti kuumennettaessa ja jäähdyttyään saavan värinsä takaisin. Doelter kirjoitti 1893 Edelsteinkunde-nimisen kirjan, joka käsittää ensimmäisen kerran huomattavaa tieteellistä tietoa värimuunnoksista, jotka on saatu aikaiseksi lämpökäsittelymenetelmällä. Julkaisussaan hän mainitsi mm. pystyneensä muuttamaan keltaiset beryllit siniseksi lämmittämällä niitä hapettavassa tilassa, ja että hän pystyi muuttamaan keltais~t komponentit sinivihreissä berylleissä sinisiksi. Schmetzer, Berdesinski ja Bank jul24 kaisivat vuonna 1974 lämpökäsittelyllä saaduista muutoksista tutkimuksen, joka osoitti, että sininen pysyi muuttumattomana, kun taas vihreä muuttui siniseksi ja keltainen muuttui vihreälcsi . Kokeita tehtiin myös smaragdin värin muutoksista, mutta muutokset, jos niitä olikaan, olivat vähemmän merkittäviä. He myös osoittivat, että morganiitti menetti värinsä lämmittämällä. Luumäen esiintymä Tieralcennuksen yhteydessä jo 1940luvulla on Luumäen Jurvalan kylästä löydetty valkoista kvartsia sisältänyt pegmatiittiesiintymä. Esiintymää ryhdyttiin tutkimaan tarkemmin vasta 1980-luvun alkupuolella, jolloin eräs kiviharrastaja kiinnostui pegmatiitista, joka on harvinainen rapakivialueella. Esiintymästä löydettiin harvinaisia kvartsin muunnoksia. Kvartsikiteet olivat hematiitin punaiseksi värjäämiä ja joissakin kappaleissa oli viuhkamaisia kullankeltaisia götiittineulasia. Vuonna 1982 harrastaja löysi irtomaata kaivaessaan vihertävän, läpinäkyvän kiteen, joka osoittautui tutkimuksissa berylliksi. Ensimmäisten jaloberyllien löytäjä haki kahden alan harras tajan kanssa yhdessä oikeutta tutkia esiintymää perusteellisesti ja valtausoikeus myönnettiin 1986, minkä jälkeen esiintymää tutkittiin kartoituksen, seulonnan ja koelouhinnan avulla. Esiintymän luonteesta johtuen tutkimustyö oli hidasta ja se tehtiin lähes kokonaan käsityönä. Luumäen beryllien lämpökäsittely KOEKIVET Koekiviksi saadut beryllit olivat väriltään kellertävästä vihertävään. Kivien värisävyt vaihtelivat keltaisissa kellertävästä vihertävään ja vihreissä vihertävästä ruohonvihreään. Tämän takia kivet lajiteltiin huolellisesti värisävyjen mukaan ennen lämpökäsittelyä. Kivet myös pestiin ja puhdistettiin kaikista irtoavista ulkoisista epäpuhtauksista, joita oli kivien kidepinnoilla ja lohkeam1ssa. LÄMPÖKÄSITTELYT KOEPUTKESSA Lämpökäsittelyt aloitettiin pienillä kivillä lämmittämällä niitä lasisessa koeputkessa suuntaamalla kaasuliekki koeputken pohjaan; värinmuutos tapahtui suhteellisen nopeasti, noin 5-10 minuutissa. Kivistä ne, jotka olivat jo alkuaan rikkonaisia, rikkoo ntuivat nopean lämmittämisen seurauksena. Tehdyistä kokeista saatiin seuraavat muutokset aikaiseksi: vihertävä muuttui haalean sinisenvihertäväk:si ja kellertävä lähes värittömäl<:si. Muita mainittavia muutoksia ei saatu aikaiseksi tällä menetelmällä. LÄMPÖKÄSITTELYT UUNEISSA Suurempien kivien lämpökäsittelyt tehtiin koulun kahdella emaliuunilla. Kokeet aloitettiin pienellä uunilla, jossa lämpötila saatiin nousemaan nopeammin. Kivet laitettiin tavallisessa sulatusupokkaassa kylmään uuniin, vihertävät ja kellertävät erillään. Ensimmäisessä kokeessa lämpötila nostettiin tunnissa 350 °C:een, jolloin vihertävä oli haalistunut hieman, kellertävän pysyessä muuttumattomana. Seuraavan puolen tunnin aikana lämpötila nostettiin 435 °C:een jolloin vihertävä oli saanut sinertävän sävyn ja kellertävä oli muuttunut värittömälc-
!D Kuva 1. Emaliuuni, jossa beryllien lämpökäsittelyt tehtiin . si. Lämpötilaa nostettiin edelleen seuraavan 40 minuutin aikana 535 0 C:een, jonka jälkeen kivet otettiin uunista pois. Väreissä ei ollut tapahtunut enää muutoksia, mutta osa kivistä oli rikkoontunut. Hitaan lämmönnousun aikaansaamiseksi ja kivien rikkoontumisen estämiseksi kokeita jatkettiin isolla uunilla, jossa lämpötila nousi pienempää uunia hitaammin (kuva 1). Kivet laitettiin uuniin, kuten aikaisemminkin. Ison uunin ensimmäisessä kokeessa lämpötila nostettiin kahdessa tunnissa ja 43 minuutissa 380 °C:een, jolloin vihertävä oli saanut harmaansinertävän sävyn. Lämpötilaa nostettiin edelleen viidessä tunnissa ja kahdeksassa minuutissa noin 500 °C:een jolloin väri oli haalistunut. Kellertävä muuttui lähes värittömäksi, kun lämpötila oli nostettu koi~ messa tunnissa ja 38 minuutissa 420 0 C:een. Väri pysyi samana, kun lämpötila oli nostettu noin 500 °C:een viidessä tunnissa ja kymmenessä minuutissa (kuva 2). Seuraavissa kokeissa kivet upotettiin booraksiin samanlaisessa upokkaassa kuin aikaisemmissa kokeissa oli käytetty. Lisäksi toinen upokas asetettiin kanneksi. Näin pyrittiin edelleen turvaamaan tasainen lämmönnousu. Ensimmäisessä booraksiin upotetussa kokeessa vihertävä ja kellertävät kivet lämmitettiin viidessä tunnissa 550 °C:een? jolloin vihertävä muuttui selvästi siniseksi. Sen sijaan kellertäville ei tapahM INE ALI A • 2 / 2016 tunut m1taan uutta aikaisempiin kokeisiin verrattuna (kuva 3). Tämän kokeen jälkeen päädyttiin siihen, että keltaisilla kivillä ei kokeita kannattanut jatkaa. Jatkossa vihreät kivet jaettiin värisävyjen mukaan kahteen eri upokkaaseen. Vaaleampi kuitenkin särkyi 400 0 C:een, jolloin väri oli vielä vihertävän sävyinen. Lämpötilaa nostettiin edelleen 560 °C:een noin 5-5 tunnissa ja 30 minuutissa ja nyt väri oli muuttunut selvästi sinertäväksi, mutta kivi oli rikkoontunut sisältä. Vastaavasti tummemman sävyinen sai sm1sen värin, kun lämpötila oli nostettu 6 tunnissa 600 °C:een. Kahdelle viimeiselle kivelle tehdyissä kokeissa lämmitysaikaa pidennettiin. Ensimmäisessä kokeessa lämpötila nostettiin 7 tunnissa 20 minuutissa 655 0 C:een, jolloin vihertävä muuttui siniseksi. Toisessa kokeessa kivi oli 620 °C:ssa vielä vihertävä, jolloin lämpötila nostettiin 720 °C:een ja aikaa käytettiin 8 tuntia ja 20 minuuttia. Kivi oli edelleen vihertävä, kun se otettiin pois uunista, mutta jäähtyessään muuttui siniseksi (kuva 4) . Tehdyistä kokeista saadut tulokset olivat sen verran merkittäviä, että kokeita jatkettiin laadukkaammilla kivillä. Väriltään kivet olivat kellertävän vihreitä. Osalla kivistä oli tarkoitus löytää lämpötilalle raja, jossa väri muuttuu vihreästä siniseksi. Uudesta erästä otettiin kolme kiveä, joista kal<:si oli vihertäviä ja yksi seiväsKuva 2. Kuva 3. Kuva 4. ti sinertävämpi. Lämpötila nostettiin kolmessa tunnissa 10 minuutissa 460 0 C:een, jolloin kivien värit eivät olleet muuttuneet riittävästi. Lämpötilaa nostettiin edelleen 30 minuutissa 510 0 C:een, jonka jälkeen kivet otettiin pois uunista. Vihertävät olivat laadultaan heikompia ja niiden väri oli muuttunut harmaansinertäväksi. Sinertävän sävyinen oli muuttunut täysin siniseksi (kuvat 5 ja 6) . Seuraava koe tehtiin tummanvihre2
Kuva 5 . Kuva 6. Kuva 7. Kuva 8. 26 ällä kivellä. Lämpötila nostettiin kolmessa tunnissa ja 45 minuutissa 510 °C:een, jolloin kivi oli hajonnut kahtia, värin pysyessä kuitenkin edelleen vihreänä. Seuraavan 50 minuutin aikana lämpötila nostettiin 570 °C:een ja väri oli muuttunut hieman sinertävän vivahteiseksi. Kun lämpötila nostettiin edelleen 45 minuutissa 620 0 C:een, värin ollessa yhä vihertävä, kiven toinen puolisko otettiin uunista pois. Toista puoliskoa lämmitettiin vielä 45 minuuttia, lopullisen lämpötilan ollessa 650 °C. Vaikkakin kivi oli vielä edelleen vihreä, se otettiin pois uunista. Jäähtyessään'molemmat kiven puoliskot muuttuivat siniseksi (kuvat 7 ja 8, kuvan 7 keskellä alkuperäinen väri). Seuraavassa kokeessa oli kal{si kiveä, joista toinen oli pitkänomainen kide ja väriltään sameanvihreä (kuva 9). Toinen oli selvästi vihreä, laadultaan parempi ja se sahattiin kahtia. Kokeessa lämpötila nostettiin kolmessa tunnissa ja 45 minuutissa 510 °C:een, jolloin pitkänomainen kide ja toinen sahattu puolisko otettiin pois uunista. Pitkänomainen kide oli saanut harmaansinertävän sävyn ja rikkoontunut kolmeen osaan (kuva 10) . Toinen sahatusta puoliskosta oli pois otettaessa vihreä, mutta jäähtyessään muuttuisiniseksi. Jälkimmäinen puolisko oli 15 minuuttia kauemmin samassa lämpötilassa. Näin pyrittiin selvittämään vaikutus kiven väriin, kun sitä pidetään pitempään samassa lämpötilassa. Kauemmin uunissa ollut kivi oli haaleampi (kuva 11). Viimeisen kokeen kivi sahattiin aluksi kolmeen osaan, joista yksi jäKuva 12. tettiin käsittelemättä. Kaksi muuta lämmitettiin kolmessa tunnissa ja 15 minuutissa 320 °C:een, jolloin toinen kappaleista otettiin uunista pois vihreänä. Jäljelle jäänyt kappale pidettiin uunissa 35 minuuttia pitempään, jolloin lämpötila nostettiin 400 °C:een. Aikaisemmin otetussa kappaleessa ei ollut selvää värimuutosta. Jälkimmäinen kappale oli muuttunut sinivihreKuva 9. Kuva JO. Kuva 11. äl{si. Aikaisemmin uunista otettu kappale lämmitettiin uudelleen seuraavana päivänä. Nyt lämpötila nostettiin kahdessa tunnissa ja 50 minuutissa 455 0 C:een, jonka jälkeen kivi otettiin pois uunista lievästi sinertävänä. Jäähtyessään kivi muuttui selvästi siniseksi (kuva 12, värisarja viimeisen kokeen kivistä). Kivi ha11 astaj a11 Kuval ent i
Taulukko 3. Yhteenveto tekstissä esiintyvistä kokeista Luumäen berylleillä. 1Vihertävä 1 haalistunut 350 60 min 2 Kellertävä 2 ei vaikutusta 1Vihertävä 1 sinertävä 435 +30 min 2 Kellertävä 2 väritön 1Vihertävä 1 ei muutoksia 535 +40 min 2 Kellertävä 2 ei muutoksia 2 1 Vihertävä 380 2 t43 min harmaansinertävä -500 +2t25min haalistunut edellisestä 3 1 Kellertävä 420 3 t 38 min lähes väritön -500 +2t26min ei muutoksia 4 1 vihertävä 550 5 t 1 sininen 2 kellertävä 2 ei muutoksia 5 1 vihertävä, vaaleampi 400 1 ei muutoksia, särkyi 2 vihertävä 2 lohkeillut 1 vihertävä, vaaleampi 560 5 t-5 t 30 min 1 sinertävä, rikkonainen 2 vihertävä 600 +30 min sininen 6 !vihertävä 655 7 t 20 min sininen 7 vihertävä 720 8 t 20 min jäähdyttyään sininen 8 1 vihertävä 460 3tl0min lievä värinmuutos 2 sinertävän vihreä 8 1 vihertävä 1 harmaansinertävä 510 3 t40 min 2 sinertävän vihreä 2 sininen 9 tumman vihertävä 510 3 t 45 min vihreä, hajonnut kahtia (A ja B) 570 +50 min Aja Bsinertävät, 620 +45 min A jäähdyttyään sininen B 650 +45 min B jäähdyttyään sininen 10 A ja Bvihertävä A pois uunista, jäähdyttyään sininen 510 3 t 45 min 2 samean vihertävä 2 harmaa sävy, hajonnut kolmeen osaan, pois uunista B 510 +15 min vihreä, jäähdyttyään sininen 11 A vihertävä A pois uunista, ei muutoksia 320 3 t 15 min B vihertävä Bvihertävä 400 +35 min jäähdyttyään sinertävän vihreä 11A uudelleen 455 2 t 55 min uunista pois sinertävänä, lämmitys jäähdyttyään sininen OLOSUHTEET. Erä 1: pieni emaliuuni, keraaminen upokas, ei suoja-ainetta. Erät 2 ja 3: iso emaliuuni, keraaminen upokas, ei suoja-ainetta Erät 4-11 : iso emaliuuni, kannellinen keraaminen upokas, suoja-aineena booraksi MIN ERALI A • 2 /'."> 016 Tulosten tarkastelua Yleisesti lämpökäsittelemällä keltaisia ja vihreitä beryllejä on saatu värittömiä ja sinisiä. Näissä kokeissa lämpötila on vaihdellut noin 250-600 °C:een. Lämpötila, jossa värimuutos tapahtuu, on riippuvainen veden määrästä kanavien tyhjissä tiloissa. Sen vuoksi ei ole tarkkaa rajaa, missä lämpötilassa keltaiset ja vihreät muuttavat värinsä. Luumäeltä löydettyjen beryllien karkea värijakauma on keltaisesta vihreään. Näistä selvästi keltaiset muuttuivat lämpökäsittelyllä lähes värittömiksi. Vihreiden muuttuminen sinisiksi oli odotettua, mutta värisävyissä oli suuriakin vaihteluita. Osa vihreistä muuttui siniseksi jo uunissa, kun taas osa vasta jäähtyessään. Tarkkaa lämpötilaa, missä vihreät muuttuvat sinisiksi, ei ole, mutta yleisesti muutos tapahtuu noin 400-510 °C:ssa. Booraksin käyttö näissä lämpötiloissa turvaa tasaisen lämmönnousun kivessä. Ennen lämpökäsittelyä kivien tulisi olla puhtaita kaikista ulkoisista epäpuhtauksista ja värisävyjen mukaan lajiteltuna. Kivien puhtaus - sulkeumat ja hallkeamat - on ratkaisevaa tuloksien kannalta. LÄHDELUETTELO EmeraldAnd Other Beryls: John Sinkankas, Chilton Book Company Gemstone Enhancement: Kurt Nassau, Butterworth Petri Tuovinen Kultaseppä, F.G.A Korupaja Kultainen Kuu Hallituskatu 33 90100 Oulu +358405201423 www.korupajakultainenkuu.fi 27
Tampereen kivikerholaiset Luumäellä ampereen Kivikerhon ryhmä vieraili lauantaina 18.6.2016 Luumäen Kännätsalon kaivoksella. Vaikka juuri kaivospäivälle osunut myrskyisä ja sateinen keli riepotteli sadeasuisia kivenetsijöitä, päivä koettiin mielenkiintoiseksi ja antoisalcsi. Ainalcin savukvartsikiteitä ja -sykeröitä löysi moni. Myös erivärisiä kvartseja löytyi. Berylliä ei tainnut löytää kukaan. Taidokkaita valokuvia mm. löytämistään hematiitti- ja goethiittipallosten kuorruttamista kvartseista kuvasivat ainalcin Ida Huolman ja Pirjo Koslci. Kiitokset kaivoksen omistajalle, Timo Röngälle, että saimme ison bussyiryhmän kanssa vierailla beryllikaivoksella. Järjestettyyn kiviretkeen kuului myös tutustuminen Pohjois-Kymen korulcivikerhoon Kouvolassa perjantaina 17.5. sekä lauantaina Lappeenrannassa järjestettyihin lcivi-, ja kädentaitomessuihin. Niistä tarkemmin Mineralian seuraavassa numerossa. Luumäen kaivokselta voi löytiiii näinkin harvinaisia kvartseja. Jopa kellertäviin värinen on kvartsin. K11va: Kari A. Kinnunen Goethiittipallosia kvartsin kidepi11110illa, k11va-ala noin 1 cm. Löytiijii ja kuvaaja Ida Huolma11 8 Kiv1 lvrn astaj a1, 1-< uva leh t i
MIN ERALI A • 2 / ~016 Hematiitti- ja goethiittis11/keumia kvartsissa, kuva-a lan leveys 4 cm. Löytiljil ja kuvaaja: Pirjo Koski 29
www.kareliaberyl.comRkJQdWJsaXNoZXIy Mjk0MTY=