Iežu un minerālu brīvdabas ekspozīcija

ARHAJS (pirms 4-2,5 miljardiem gadu, granīts un gneiss)

ARHAJA EONA ir senākais laiks Zemes vēsturē, par ko ir saglabājušās kādas liecības – ieži un minerāli, fosilijas. Mūsu planētas iekšpuse un ārpuse tolaik bija daudz karstāka nekā mūsdienās. Arhajā jau bija izveidojušies kontinenti un okeāni. Arhaja eonas beigās atmosfērā parādījās skābeklis. Pirmās dzīvās būtnes uz mūsu planētas bija mikroorganismi.

Latvijas teritorija arhajā vēl nebija izveidojusies. Domājams, ka Zemes garozas gabali, kas veido vienotu cietu bloku Latvijas teritorijā, atradās attālu viens no otra. Arhaja vecuma ieži Latvijā ir mazākā daļa oļu un laukakmeņu, kurus kvartāra perioda ledājs pie mums atnesis no Somijas. Laukakmeņi īpaši labi apskatāmi Vidzemes jūrmalā un citos Baltijas jūras pludmales posmos. Latvijas lielākais laukakmens ir Nīcgales Lielais akmens (virszemes tilpums ir aptuveni 170 m³).

Latvijā ir tikai viena laukakmeņu atradne – Kaltene – starp Roju un Kalteni, bet tajā ieguves darbi nenotiek. Laukakmeņus iegūst daudzās smilts un grants atradnēs, atlasot tos no smalkgraudaināka materiāla. Granītu, gneisu, amfibolītu, gabro un citu iežu laukakmeņi ir izturīgākie Latvijā sastopamie ieži, tādēļ izsenis tos izmanto mūra ēku būvniecībā, ielu bruģēšanā un pieminekļiem.

Latvijas akmeņainajās pludmalēs ir īsta laukakmeņu brīvdabas izstāde – tur mijas dažāda sastāva, uzbūves, krāsas un izcelsmes magmatiskie un metamorfie ieži.

Vidzemes jūrmalā pie Veczemju klintīm. Granīti, gneisi un citi ieži, kas šeit sastopami, ir veidojušies proterozojā un, iespējams, arhajā Skandināvijā un Somijā. Kvartāra periodā ledājs tos no turienes atstūmis uz Latviju.

PROTEROZOJS (pirms 2,5-0,54 miljardiem gadu)

PROTEROZOJA EONĀ mūsu planēta (iekšpuse un āriene) jau lielā mērā līdzinājās mūsdienām. Eksistēja sauszemes līdzenumi, kalni, okeāni un jūras. Proterozoja dzīvību pārstāvēja prokarioti (baktērijas), taču parādījās arī pirmie eikarioti un daudzšūņi.

Periodu pirms 1,9–1,5 miljardiem gadu var uzskatīt par Latvijas kā teritorijas dzimšanas laiku. Veidojās kalni, darbojās vulkāni. Šo procesu rezultātā tika “uzbūvēta” pašreizējā Zemes garoza, kas joprojām veido Latvijas pamatklintāju. Proterozoja ieži Latvijas pamatklintājā ir daudzveidīgi, taču atrodas 300–1900 m dziļumā. Tas ir kā cieta, izturīga pamatne daudz jaunākajiem nogulumiežiem. Tomēr, līdzīgi arhaja iežiem, arī proterozoja iežus varam atrast Latvijas akmeņainajās jūrmalās, laukos, mežos un pauguros starp kvartāra ledāja atnestajiem oļiem un laukakmeņiem.

PROTEROZOJA PAMATKLINTĀJS Latvijā mūsdienās netiek praktiski izmantots, jo atrodas pārāk dziļi. Iespējams, rokot dziļas šahtas, nākotnē varēs izmantot pamatklintājā pie Staiceles, Gārsenes un citur konstatētās kvalitatīvās dzelzsrūdas. Pamatklintājā iespējama arī citu metālu rūdu klātbūtne. Proterozoja laukakmeņi tiek izmantoti mūra ēku celtniecībā, pieminekļu un bruģakmeņu izgatavošanā.

Laukakmeņus bieži kopā ar ķieģeļiem izmanto ēku sienās un pamatos.

Proterozoja iežu paraugs, iegūts Kurzemē, Durbes urbumā, 1,3 kilometru dziļumā. Kv – kvarcs, L – laukšpats.

Proterozoja dzelzsrūda no vislabāk izpētītās atradnes Staicelē. Urbuma serdes paraugs no apmēram 700 m dziļuma.

DEVONS (pirms 420-360 miljoniem gadu, dolomīts)
Latvijā devona nogulumos ir vairāki vērtīgi dabas resursu veidi – dolomīts, ģipsis, māls, kvarca smilts, dzeramais ūdens un minerālūdeņi.

DEVONA DOLOMĪTA (CaCO3+MgCO3) prognozētie resursi Latvijā ir 26 miljardi m3. Nozīmīgākās dolomīta atradnes ir pie Ogres, Tīnūžiem, Pļaviņām, Jēkabpils, Viļāniem, Kārsavas, Apes, Kalnciema un Iecavas. Dolomītu galvenokārt izmanto šķembu ražošanā autoceļiem, dzelzceļa uzbērumiem, betonam, kā arī saistvielu ražošanā, augsnes kaļķošanai, apdares akmeņu un būvakmeņu izgatavošanā. Dolomīts ir Latvijas izturīgākais nogulumiezis. Latvijas devona dolomīti ir violeti, sarkani, dzelteni vai pelēki. Tajos var atrast fosilijas – stromatoporas, brahiopodus, gliemežus u.c. Agrāk būvniecībai un apdarei plaši izmantoja Saulkalnes gliemeždolomītu, bet tagad tā resursi ir izsmelti un karjers appludināts.

Biržu karjera dolomīta plānslīpējuma fotoattēls. Plānslīpējums ir 0,03 mm bieza ieža plāksnīte, kas pielīmēta pie stikla. Latvijas devona dolomītu stiprību nosaka ciešais saaugums.

Augšējā devona Daugavas svītas dolomīti Kranciema karjeras sienā. Rūsganās krāsas laukumus rada dzelzs oksīdi un hidroksīdi gruntsūdeņu izplūdes vietās.

DEVONA ĢIPSIS (ĢIPŠAKMENS) ir viens no vērtīgākajiem Latvijas derīgajiem izrakteņiem. Latvijas ģipsis ir veidojies vēlā devona epizodē, kad klimats kļuva ļoti sauss un karsts. Tas sekmēja ūdens iztvaikošanu un jūras daļēju izžūšanu. Ūdens kļuva tik sāļš, ka no tā izgulsnējās ģipsis (CaSO4•2H2O). Seklajā un sāļajā jūrā bieži mainījās apstākļi, tāpēc ģipša nogulsnēšanās mijās ar dolomīta un māla kārtiņu izveidošanos, kas atspoguļojies iežu kārtainajā uzbūvē. Ģipsis ir viens no skaistākajiem Latvijas minerāliem – tas veido brūnas ziediem līdzīgas rozetes, baltas un oranžas šķiedrainas kārtiņas un dzīsliņas, caurspīdīgus kristālus. Visizplatītākie ir kārtainie ģipši, ko veido baltu un brūnu kārtiņu mija, bieži kombinācijā ar pelēkām dolomīta kārtiņām.

SIA “Knauf” ģipsi iegūst Salaspils novadā. Tā šobrīd ir vienīgā vieta Baltijas valstīs, kur notiek ģipša ieguve. No Latvijas ģipša ražo ģipškartona plātnes, dekoratīvos apmetumus, līmjavas, mūrjavas, flīžu līmes, apmetumus, špakteļmasas un citus izstrādājumus.

Šķiedru ģipsis mikroskopā, polarizētā gaismā. Ģipša šķiedras ir vertikāli izvietotie kristāli, kas auguši no t.s. sutūrlīnijas (norādīta ar bultiņu) uz abām malām.

Augšējā devona Salaspils svītas ģipšu paveidi: 1 – kārtainais ģipsis; 2 – rozešu (špata) ģipsis; 3- šķiedru ģipsis ar zīda ģipša kristāliem apakšējā daļā; 4 – šķiedru ģipsis ar stroncija minerāla celestīna zilpelēkiem konusiem.

DEVONA MĀLI ir plaši izplatīti Latvijā, tomēr atsegumos tie redzami reti, jo noplūst un aizaug. Māli ir veidojušies devona seklās jūras, upju deltu rāmākajās vietās, kur bija ļoti lēni plūstošs vai stāvošs ūdens. Māls, līdzīgi smiltij, ir ienests šajās vietās no ziemeļu kalniem un līdzenumiem. Šajos nogulumos dažkārt var atrast labi saglabājušās fosilijas. Liepas mālu atradne ir pasaulslavena devona bruņuzivju, akantožu, daivspurzivju, vēžveidīgo un citu fosilo organismu atradumu vieta. Mālus šobrīd Latvijā iegūst tikai vienā karjerā – Liepā (Lodē) starp Cēsīm un Valmieru, taču savulaik tie iegūti arī Kupravā, Tūjā un daudzviet citur. Perspektīvo devona mālu ir ļoti daudz, galvenokārt Gaujas upes baseinā un Ziemeļvidzemē.

Liepas atradnes mālus SIA “Lode” izmanto ķieģeļu, klinkera bruģakmens, žoga pārsedzes elementu, apdares plāksnīšu un citu materiālu ražošanā. Savulaik ražotas arī drenu caurules un jumta kārniņi. Kupravas atradnes (Viļakas novads) māli ir perspektīvi kā keramzīta izejviela, bet pašlaik tos neiegūst.

Ežurgu klintis Vidzemes jūrmālā. Virs oranžiem smilšakmeņiem ieguļ ķiršsarkani māli un pelēki putekļaini nogulumi (aleirolīti). To slāņu mija ir izveidojusies paisuma un bēguma darbības rezultātā. Vidējais devons, Burtnieku svīta.

Devona dzeltenīgi pelēkie, “treknie” māli Liepas māla atradnē (attēla vidū). Dažādo krāsu mālaino nogulumu slāņu slīpo sagulumu radījušo noslīdeņi devona perioda upes deltā un krietni vēlāka kvartāra perioda ledāja iedarbība.

DEVONS (pirms 420-360 milj. gadu, smilšakmeņi)

DEVONA PERIODS ir bruņuzivju laiks, kad tās plaši attīstījušās senajās jūrās. No zivīm attīstījās pirmie četrkāji, kuru pārstāvis Ventastega curonica atrasts Latvijā, Kurzemē. Devona jūras apdzīvoja arī stromatoporas (sūkļu grupa), gliemji, koraļļi, trilobīti, jūras lilijas. Strauji evolucionēja sauszemes augi: devona sākumā – rīnijas un staipekņveidīgie, vēlāk attīstījās paparžveidīgie, kā arī pirmkailsēkļi, kas veidoja pirmos mežus.

Latvijas teritorija tolaik bija daļa no Eiramerikas kontinenta, kas atradās dienvidu puslodē. Līdz 815 m biezie devona nogulumi Latvijā ir sastopami tieši zem kvartāra segas. Devona dolomītus un smilšakmeņus var aplūkot atsegumos – upju krastos, Vidzemes jūrmalā, karjeru sienās. Tie ir veidojušies seklā jūrā, kā arī upju grīvās. Devona nogulumos Latvijā ir vairāki vērtīgi resursu veidi: dolomīts, ģipsis, māls, kvarca smilts, dzeramais ūdens un minerālūdeņi.

DEVONA SMILŠAKMEŅI ir atsegti vairāku Latvijas upju krastos, piemēram, pie Gaujas, Salacas un Amatas, kā arī Vidzemes jūrmalā starp Vitrupi un Tūju. Tie devonā bija irdenas smilts saskalojumi upju deltās. Sarkano un dzelteno krāsu rada no senajiem kalniem atnestie dzelzs oksīdi un hidroksīdi, bet slīpslāņojums un ripsnojuma slāņojums liecina par straumju darbību. Smilšakmeņi Latvijā šobrīd nav perspektīvi kā derīgie izrakteņi, tomēr šo iežu slāņi satur kvalitatīvu dzeramo ūdeni un minerālūdeni.

Vidējā devona Gaujas svītas smilšakmeņi Ērgļu klintīs. Viens no lielākajiem smilšakmeņu atsegumiem Latvijā (klinšu posma garums 300 m, augstums līdz 20 m). Klinšu sienā redzamas vairākas seklas, garas, horizontālas nišas, kas atbilst izskalojuma virsmām devona perioda upes deltā.

Vidējā devona Burtnieku svītas smilšakmeņi Veczemju klintīs Vidzemes jūrmalā. Pēc slīpo slānīšu krituma virziena var noteikt, kurp devona periodā upes deltā tecēja ūdens.

PERMS (pirms 300-250 miljoniem gadu, kaļķakmens)

PERMA PERIODĀ klimats bija sauss un karsts, uz sauszemes dominēja rāpuļi. Jūrās dzīvoja gliemji, adatādaiņi, zivis. Pakāpeniski iznīka kosas un paparžveidīgie, kurus nomainīja kailsēkļi – skujkoki, cikadejas un ginki. Perma beigās izmira ap 90% jūras organismu sugu.

Latvijas teritorija tolaik atradās ziemeļu puslodē, Pangejas superkontinenta ziemeļu daļā. Šobrīd Latvijā perma nogulumi – kaļķakmeņi,  dolomīti – atrodami Kurzemes dienvidos. Tie ir veidojušies seklā jūrā. Pelēkajos kaļķakmeņos var atrast gliemeņu fosilijas, to ejas, tukšumus nereti aizpilda kalcīta kristāli.

PERMA KAĻĶAKMENS (CaCO3) ir vērtīgs derīgais izraktenis, ko SIA “Cemex” iegūst Kūmu karjerā. Kaļķakmens kopā ar mālu, ģipsi un citiem komponentiem tiek izmantots cementa ražošanā. To izmanto arī augšņu kaļķošanai, kā lopbarības piedevu, cukurrūpniecībā, stikla ražošanā, metalurģijā. Jau 13.–14. gs. Latvijā no kaļķakmeņiem ieguva kaļķu javu mūra ēku celtniecībai. 1936. gadā ir uzņemta filma par Latvijas kaļķakmeni “Mūsu pelēkais dārgakmens” (režisors Voldemārs Pūce, scenārija autors Jānis Greste). 

Kūmu karjers ir viens no lielākajiem karjeriem valstī. Tā ir vienīgā vieta Latvijā, kur iegūst perma kaļķakmeņus.

Perma kaļķakmeņu ģeoloģiskais griezums Kūmu karjera sienā. Sienas augstums 5 m. Augšējo daļu veido ar tukšumiem bagāti kaļķakmeņi. Tie ir piesātināti ar dzelzs savienojumiem, kas piešķir iežiem dzeltenīgu krāsu.

JURA (pirms 200-145 milj. gadu, kvarca smiltis)

JURAS PERIODS plašāk pazīstams kā dinozauru laiks, tomēr tajā parādījās arī pirmie putni un ķirzakas, agrīnie zīdītāji. Plašas teritorijas aizņēma meži, ko veidoja cikadejas, priedes, ginki un araukārijas, bet zemsedzi – sūnas, papardes un staipekņi.

Latvijas teritorija tolaik bija daļa no milzīgā Laurāzijas kontinenta. Latvijā juras nogulumi ir tikai Kurzemes dienvidos. Tie veidojušies upju un seklas jūras apstākļos. Atsegumos tos var apskatīt Lētīžas, Dzeldas, Loses un Zaņas krastos.

Juras nogulumos no derīgajiem izrakteņiem Latvijā ir sastopamas kvarca smiltis, kā arī nedaudz kaolinīta mālu un brūnogļu. KVARCA SMILTIS ir izmantojamas stikla ražošanā, jo satur daudz silīcija dioksīda (SiO2), bet ļoti maz krāsojošo – dzelzs, titāna un hroma savienojumu, ko apliecina gandrīz sniegbaltā krāsa. Tomēr pirms izmantošanas tās ir jābagātina – jāattīra no krāsojošajiem savienojumiem. Valmieras apkārtnē ir sastopamas arī devona kvarca smiltis. Tās ir lielākā apjomā, taču zemākas kvalitātes. Kurzemes un Zemgales hercogistē stiklu ražoja no vietējām izejvielām – domājams, no podzola smiltīm. Līvānu stikla rūpnīcā līdz 20. gs. 70. gadiem izmantoja Latvijā iegūtas smiltis, bet vēlāk – ievestas no Ukrainas. AS “Valmieras stikla šķiedra” ražošanā izmanto ievestas smiltis. Tur arī līdz 2014. gadam tikušas ražotas stikla lodītes, kas tālāk izmantotas šķiedras ražošanā. Juras brūnogles ap 20. gs. 30.-40. gadiem tikušas izmantotas kā piejaukums importētajām akmeņoglēm. Juras mālu kopējais apjoms ir pārāk mazs rūpnieciskai ieguvei.

Juras kvarca smiltis lielākajā atsegumā Latvijā – Zoslēnu ragā Dzeldas krastā. Juras smiltis izceļas ar savu sniegbalto krāsu. Attēla kreisajā apakšējā malā smiltīs redzami melni un pelēki mālu un ogļu ieslēgumi, kā arī dzelteni dzelzs savienojumu piemaisījumi.

Gaišajām juras kvarca smiltīm bieži ir ogļu un mālu piejaukums, kas tām piešķir melnu un pelēku krāsu. Pirms smilts izmantošanas stikla ražošanai šos un citus piejaukumus būtu nepieciešams nodalīt. 

KVARTĀRS (pirms 2,6 miljoniem gadu, kūdra)

Kvartārs, sācies pirms 2 600 000 gadu, turpinās vēl aizvien.

KVARTĀRA PERIODĀ mūsu planētas apstākļi kļuva līdzīgi mūsdienām. Kvartārs ir samērā īss, tādēļ nav notikušas būtiskas izmaiņas okeānu un kontinentu izvietojumā. Ledus laikmetos ziemeļu puslodē ledāji ar biezumu >1 km vairākkārt klāja arī Latvijas teritoriju. Starpledus laikmetos kļuva krietni siltāks un ledājs atkāpās. Augu un dzīvnieku valsts kvartāra periodā bija līdzīga kā mūsdienās.

KŪDRA ir nogulumi, kas sastāv no augu atliekām un ir veidojušies purvos ģeoloģiskās vēstures jaunākajā posmā. Purvi aizņem 10% no Latvijas teritorijas. Kūdra Latvijas purvos uzkrājas ar ātrumu līdz 4 mm gadā. Augsto purvu kūdra sastāv galvenokārt no sūnām, tā ir izmantojama siltumizolācijas materiāliem un audumiem, kaitīgo vielu sorbcijā. Zemo purvu kūdru veido dažādi zālaugi, tā ir piemērota kurināmajam, kosmētisko izstrādājumu, aktivētās ogles ražošanai. Latvijā iegūst ap 1 miljonu tonnu kūdras gadā. 2015. gadā tas notika 86 purvos.

Lielais Ķemeru tīrelis ir augstais purvs, kurā pārsvarā aug sfagnu sūnas.
Foto – aizaugošs ezeriņš, kas ar laiku pilnībā pārpurvosies, un to aizpildīs kūdra.

KVARTĀRS (pirms 2,6 milj. gadu, šūnakmens)

ŠŪNAKMENS ir savdabīgs derīgais izraktenis. Tas ir kaļķakmens, kas veidojies, kalcija karbonātam izgulsnējoties no avotu ūdeņiem un sacementējot apkārt esošās sūnas, augu stiebrus, lapas, kas saglabājušies šūnakmenī kā nospiedumi.

Unikālāko šūnakmens klinti – Daugavas Staburagu – appludināja, ceļot Pļaviņu HES. Staburaga klints gabals ir apskatāms ekspozīcijā pie baseina. Mūsdienās šūnakmens veidošanos var novērot Raunas Staburagā, un Lībānu–Jaunzemju atsegumā pie Cēsīm. Šūnakmens plaši izmantots apdarē un kā būvakmens. No Allažu apkārtnē iegūtā šūnakmens ir veidots Rīgas Brāļu kapu memoriālais ansamblis. Porainais, skābju iedarbībai pakļāvīgais šūnakmens laika gaitā sairst un to nepieciešams stiprināt vai aizvietot.

Lielākā daļa šūnakmens resursu Latvijā ir jau izsmelti. Tos vēl iegūst Pellāju– Radzīšu atradnē Bauskas novadā (ieguvi veic SIA “Sutras A”). Novērtējot šūnakmens unikalitāti, tas ir atzīts par Latvijas nacionālo ģeoloģisko simbolu.

Šūnakmeņi vēl aizvien turpina veidoties no avotu ūdeņiem Raunas jeb Mazajā Staburagā.  

Šūnakmens atbalsta mūrī Sējas parkā.