Tuffi

• 

• 

Tuffi on verrattain pehmeää ja huokoista kiveä, joka on muodostunut tuhkasta ja muusta sedimentistä, joka on jähmettynyt kallioksi. Heittymisen ja laskeutumisen jälkeen tuhka tiivistyy kiinteäksi kiveksi prosessissa, jota kutsutaan konsolidoinniksi. Kalliota, joka sisältää yli 50 prosenttia tuffia, pidetään tuffiittisena. Se voidaan luokitella joko sedimenttikiveksi tai magmakiveksi. Niitä tutkitaan yleensä magmakivipetrologian yhteydessä, vaikka niitä joskus kuvataankin käyttäen sedimentologisia termejä.

Nimen alkuperä: Nimi Tuff ajettu italian tufo, alsooknown as volcanic tuff

Texture: Pyroklastinen

Alkuperä: Ekstruusiivinen/Vulkaniittinen

Kemiallinen koostumus: Felsinen

Väri: Vaalean- tai tummanruskea

Mineraalikoostumus: Pääasiassa lasi

Muut: Jos kivessä on hajanaisia, herneen kokoisia fragmentteja tai paloja, sitä kutsutaan yleensä hitsatuksi lapilli-tuffiksi. Hitsautumisen aikana lasinsirut ja hohkakivifragmentit tarttuvat toisiinsa, deformoituvat ja tiivistyvät.

Rhyoliittinen tuffi

Tuffi luokitellaan yleensä sen mukaan, millaisesta vulkaanisesta kivestä se koostuu. Rhyoliittituffi sisältää hohkakiveä, lasimurskaa ja pieniä skoriitteja, joissa on kvartsia, emäksistä maasälpää, biotiittia jne. Rikkoutunut hohkakivi on kirkasta ja isotrooppista, ja hyvin pienillä hiukkasilla on usein sirpin, sirpin tai kaksoiskuperan muotoiset ääriviivat, mikä osoittaa, että ne ovat syntyneet rakkulamaisen lasin murskaantuessa, jota joskus kutsutaan tuhkarakenteeksi.

Trakyyttituffi

Trakyyttituffi sisältää vähän tai ei lainkaan kvartsia, mutta paljon sanidiinia tai anortoklaasia ja joskus oligoklaasimaasälpää sekä satunnaisesti biotiittia, augiittia ja sarvivälkettä. Sään vaikutuksesta ne muuttuvat usein pehmeiksi punaisiksi tai keltaisiksi savikiviksi, joissa on runsaasti kaoliinia ja sekundaarisesti kvartsia.

Andesiittinen tuffi

Väriltään ne ovat punaisia tai ruskeita; niiden scoriae-fragmentit ovat kaikenkokoisia valtavista lohkareista pieniin rakeisiin pölyihin. Ontelot on täytetty monilla sekundäärisillä mineraaleilla, kuten kalsiitilla, kloriitilla, kvartsilla, epidootilla tai kalcedonilla; mikroskooppileikkauksissa alkuperäisen laavan luonne voidaan kuitenkin melkein aina selvittää hajonneessa lasimaisessa pohjassa esiintyvien pienten kiteiden muodoista ja ominaisuuksista.

Basalttituffi

Basalttituffia esiintyy myös laajalti sekä alueilla, joilla tulivuoret ovat nykyään aktiivisia, että alueilla, joilla purkaukset ovat jo kauan sitten päättyneet. Ne ovat väriltään mustia, tummanvihreitä tai punaisia; ne vaihtelevat suuresti karkeudeltaan, ja jotkin niistä ovat täynnä pyöreitä sienimäisiä pommeja, joiden läpimitta on metrin tai enemmän; ja koska ne ovat usein merenalaisia, ne voivat sisältää liusketta, hiekkakiveä, soraa ja muuta sedimenttimateriaalia, ja ne ovat toisinaan fossiilipitoisia.

Ultramafinen tuffi

Ultramafiset tuffit ovat erittäin harvinaisia; niille on ominaista oliviinin tai serpentiinin runsaus ja maasälvän ja kvartsin vähäisyys tai puuttuminen. Harvinaisia esiintymiä voivat olla eteläisen Afrikan ja muiden alueiden timanttikenttien kimberliittien maarien epätavalliset pintakerrostumat. Kimberliitin pääkivi on tumman sinertävänvihreä, serpentiinipitoinen brekki (”sinimaasälpä”), joka perusteellisesti hapettuneena ja sään vaikutuksesta muuttuu murenevaksi ruskeaksi tai keltaiseksi massaksi (”keltamaasälpä”).

Taittuminen ja metamorfoosi

Aikojen kuluessa muutkin muutokset kuin sään vaikutuksesta tapahtuva muuttuminen voivat vallata tuffiesiintymät. Joskus ne joutuvat taittumaan ja leikkautuvat ja halkeilevat. Vihreä väri johtuu kloriitin suuresta kehittymisestä. Monien alueiden kiteisissä liuskeissa esiintyy vihreitä kerrostumia tai vihreitä liuskeita, jotka koostuvat kvartsista, sarvivälkkeestä, kloriitista tai biotiitista, rautaoksideista, maasälvästä jne. ja jotka ovat todennäköisesti uudelleenkiteytyneitä tai metamorfoituneita tuffiitteja. Ne ovat usein epidioriitin ja sarvivälkkeen muodostamien massojen mukana, jotka ovat vastaavia laavoja ja silttejä. Jotkin kloriitti-kiillegneissit ovat luultavasti myös muuttuneita vulkaanisen tuffin kerrostumia.

Tuffimuodostuma

Useimmat tuffimuodostumat sisältävät erilaisia palakokoja ja -lajikkeita. Nämä vaihtelevat hienorakeisesta pölystä ja tuhkasta (tuhkatuffi) keskikokoisiin fragmentteihin, joita kutsutaan lapilliiksi (lapilli-tuffi), suuriin vulkaanisiin lohkareisiin ja pommeihin (pommituffi). Tuffit syntyvät, kun vaahtoava magma nousee pintaan kuumien kaasujen ja hehkuvien hiukkasten seoksena ja heitetään ulos tulivuoresta. Olosuhteet, joissa purkautunut tuhka jähmettyy, määräävät tuffin lopullisen luonteen. Tuffi voi vaihdella sekä koostumukseltaan että kemialliselta ja mineralogiselta koostumukseltaan, mikä johtuu vaihteluista muodostumisolosuhteissa ja ulosheitetyn materiaalin koostumuksessa. Jos pyroklastinen materiaali on tarpeeksi kuumaa sulautuakseen, muodostuu heti hitsattu tuffiitti (ns. ignimbiitti). Muut tuffit kivettyvät hitaasti tiivistymisen ja sementoitumisen kautta, ja ne voivat kerrostua, kun ne kerääntyvät veden alle.

Tuffien käyttö

Tuffi on suhteellisen pehmeää kiveä, joten sitä on käytetty rakentamiseen antiikin ajoista lähtien. Koska se on yleistä Italiassa, roomalaiset käyttivät sitä usein rakentamiseen. Rapa Nuin kansa käytti sitä useimpien pääsiäissaarella sijaitsevien moai-patsaiden valmistamiseen.

Sen ensisijainen taloudellinen arvo on rakennusmateriaalina. Antiikin maailmassa tuffi oli suhteellisen pehmeää, joten sitä käytettiin yleisesti rakentamiseen siellä, missä sitä oli saatavilla. Se on yleistä Italiassa, ja roomalaiset käyttivät sitä moniin rakennuksiin ja siltoihin.

Roomassa ja Napolissa rakennuskivenä paljon käytetty peperino on trakyyttituffi. Pozzolana on myös hajonnut tuffi, mutta luonteeltaan emäksinen, jota on alun perin saatu Napolin lähistöllä ja jota on käytetty sementtinä, mutta tätä nimeä käytetään nykyään useista aineista, jotka eivät aina ole luonteeltaan samanlaisia. Saksassa Eifelin alueella trassiksi kutsuttua trakyyttistä hohkakivituffia on käytetty laajalti hydraulisena laastina.

Yucca Mountain -ydinjätevarasto, Yhdysvaltain energiaministeriön loppusijoituslaitos käytetyille ydinreaktoreille ja muulle radioaktiiviselle jätteelle, on tuffissa ja ignimbiitissä Basin and Range -provinssissa Nevadassa. Napa Valleyssa ja Sonoma Valleyssa, Kaliforniassa, niistä tehtyjä alueita kaivetaan rutiininomaisesti viinitynnyreiden varastointia varten.

Pääsiäissaarella asuva Rapa Nui -väestö käytti Rano Rarakusta peräisin olevaa tuffia suurimman osan kuuluisista moai-patsaistaan valmistamiseen.

Johtopäätökset

• Tuffikerrostumat voivat olla satoja kilometrejä paksuja, ja purkautumisen kokonaistilavuudet voivat olla useita kuutiometrejä. Tämä paksuus voi olla peräisin yhdestä tai useista purkauksista pitkän ajanjakson aikana.
• Matalan kraatterin ympärillä olevaa pientä, matalarintaista tulivuorikartiota kutsutaan tuffirenkaaksi. Kraattereita kutsutaan maareiksi, ja ne muodostuvat räjähdyksistä, jotka johtuvat kylmän pohjaveden ja kuuman magman kosketuksesta. Rengas muodostuu, kun materiaalit putoavat takaisin maahan.
• Hitsattu tuffi on kiveä, joka muodostuu, kun ejekta on tarpeeksi kuumaa laskeutuessaan ja hiukkaset ovat pehmeitä ja tahmeita. Ejektoituneet hiukkaset hitsautuvat yhteen. Kerrostumat voivat olla lähellä purkausaukkoa ja ”hitsautumaton” tuffi kauempana, jossa kylmemmät, pienemmät hiukkaset putosivat maahan.
• Tuffiksi kutsutaan usein monenlaista materiaalia. Usein ainoa vaatimus on, että materiaalit ovat syntyneet tulivuorenpurkauksessa.
• Tuffi voi sisältää erikokoisia hiukkasia pölyn kokoisista hiukkasista lohkareiden kokoisiin hiukkasiin, ja se voi koostua monista erityyppisistä materiaaleista.
• Suuri määrä tuffiesiintymiä voi sisältää fragmentteja, jotka eivät liity vulkaaniseen toimintaan. Osuus on peräisin maan alla tapahtuneista vulkaanisista räjähdyksistä.
• Lukuiset tuffiesiintymät muodostuvat koostumukseltaan rhyoliittisesta magmasta, mutta myös basalttinen, andesiittinen ja muunlainen magma voi osallistua niiden muodostumiseen.
• Ne ovat tavallisesti koostumukseltaan ja koostumukseltaan merkittävästi muuttuneita laskeutumisen jälkeen. Muuttuminen voi alkaa kuuman tuhkakerroksen hauduttamisesta omissa kaasuissaan ja kondensoituneissa nesteissään tai kuumaan tuhkaan lisätystä ulkopuolisesta vedestä.
• Tällaisia kiviä voi esiintyä Yhdysvaltojen luoteisosissa, suuressa osassa Washingtonia ja Oregonia Pyhän Helensin vuoren räjähdyksen seurauksena. Muita alueita ovat Uusi-Seelanti, Pääsiäissaari, Kreikka ja Peru.
• Sitä on käytetty rakennusmateriaalina jo antiikin ajoista lähtien, koska sitä on helppo työstää ja se on suhteellisen pehmeää.
• Viime aikoina tuffista tehtiin suuria veistoksia, ja Pääsiäissaarella on kuuluisia patsaita, jotka on tehty tuffista.
• Tuffi on tavallista Italiassa, ja roomalaiset käyttivät sitä rakennuksiin ja siltoihin. Roomalaiset ajattelivat myös, että mehiläiset pesivät tuffissa.
• Kun tuffi muodostuu kuumasta tuhkavirrasta, se voi luoda kuoria esineiden tai ihmisten ympärille.
• Vesuviuksen purkaus ja tuffi johtivat siihen, että purkauksen ja peittävän tuhkan loukkuun jääneiden ihmisten muodot ja asennot säilyivät.
• Yuccavuorella sijaitseva ydinjätteiden loppusijoituspaikka, joka on käytetyn ydinreaktorin ja radioaktiivisen jätteen loppusijoituspaikka, on tuffia ja ignimbiittiä.