Aru-Lõuna uuringualalt toodi uuringuteks maa peale 28,6 tonni fosforiiti ning umbes kaks tonni graptoliitargilliiti ja kaks tonni glaukoniitliivakivi. Nendega tehtavad katsed peavad näitama, kui väärtuslik on Eesti maapõues asuvad maavarad ja kas nende uurimisega on mõtet edasi minna kaugema eesmärgiga neid kaevandama ja väärindama hakata.

Esimesed uuringud fosforiidiga tehakse juba lähiajal Soome ettevõttes, kes kasutab uuringuteks tõenäoliselt Iirimaa laboreid. "Need uuringud pole suur tööstuslik pilootkatse, vaid rutiinne, meie jaoks tavaline geokeemiline analüüs, mida me oleme ka uuringu eelnevas etapis teinud. Need on väikesed kogused ning sealt saame teada fosforiidi täpse keemilise koostise koos mikroelementide ja kõige muu kaasneva infoga," ütles Eesti geoloogiateenistuse vanemgeoloog Johannes Vind.

Eesti geoloogiateenistuse jaoks on käimas fosforiidi ja kaasnevate ressurside uuringu teine, kolm aastat kestev ja 6,1 miljonit eurot maksma minev etapp, mille aruanded tuleks esitada järgmise aasta lõpuks. Kuna tehnoloogiliste testide tegijate leidmine on veninud oodatust pikemaks, ütles geoloogiateenistuse nõunik Erki Peegel, et testide tegijatega tehtavatest lepingutest sõltub, kas suudetakse kokkuvõtte valitsusele esitamise algsest tähtajast kinni pidada.

Käib uuringute teine etapp

Uuringu esimene etapp toimus aastatel 2018-2022. Selle keskmes olid ajaloolised andmed ja nende võrdlemiseks tehti Virumaale Toolse, Rakvere ja Aseri maardlasse 37 uuringuauku. Saadud andmete põhjal otsustati uuringutega keskenduda Aru-Lõuna uuringualale, sest seal on juba tegutsev lubjakivikarjäär.

Kuna uuringualalt oli juba varem osa lubjakivikihti ära kooritud, on tekkinud erinevus infos, mis puudutab maavarade asukohta maapinna sügavuses. Uurimise puurimisalal algas fosforiit 21,4 meetri sügavusel. Koos fosforiidiga uuringuteks välja toodud kaaliumi sisaldav glaukoniitliivakivi asus 14,6 kuni 16,4 meetri sügavusel ning uraani ja vanaadiumi ning vähesel määral molübdeeni sisaldavat graptoliitargilliiti toodi välja 18,5 kuni 19,9 meetri sügavuselt.

"Praeguselt puurimisalalt on eemaldatud umbes 4,5 meetrit katendit, sealhulgas pudedat pinnast. Puurimisalal ei ole lubjakivi sügavamalt kaevandatud, sest seal levib ilmselt maavaraks mitte sobinud dolomiidistunud paekivi. Vahetult puurimisala kõrvalt on eemaldatud umbes 7,5 meetrit kivimeid. Ehk algsest rikkumata maapinnast arvestades algab fosforiit u 26 m sügavusel, praegusest maapinnast arvestades 21,5 m sügavusel. Kolme väikese diameetriga puuraugu järgi arvestades esinevad sügavustes looduslikud variatsioonid vähem kui 0,3 m ulatuses. Kogu laiendatud Aru-Lõuna uuringualal varieerub fosforiidi sügavus viieteistkümnest kolmekümne viie meetrini, kusjuures põhja pool asub fosforiit maapinnale lähemal," ütles vanemgeoloog Johannes Vind.

Fookuses on haruldased muldmetallid

Üks uuringu eesmärke on saada teada, kui palju on fosforiidis haruldasi muldmetalle. "Varasema uuringu andmetel on Toolse maardla fosforiidi kogukivimi haruldaste muldmetallide keskmine summaarne sisaldus (kõik haruldaste muldmetallide sisaldused kokku liidetuna) 0,036 protsenti. Üksikutes asukohtades ulatub summaarne sisaldus 0,06 protsendini, kuid sisaldused võivad ka tunduvalt väiksemad olla," viitas Johannes Vind eelmisel aastal avaldatud uuringutele, mille eestvedajaks oli Eesti geoloogiateenistuse projektijuht Lauri Joosu.

"Selline sisaldus ei vasta veel maavara kriteeriumile ning teoreetiline kasutamine tulevikus eeldab toimivat eelrikastamist. Selle tõttu vaatleme fosforiidi puhul fosforit kui peamist võimalikku väärtust omavat komponenti ning teisi elemente kui võimalikke kaasnevaid komponente. Toolse maardla keskmine fosforpentoksiidi (P₂O₅) sisaldus on umbes 9 protsenti, Aru-Lõuna uuringuala keskmine fosforpentoksiidi sisaldus umbes 11 protsenti," ütles Vind.

"Võrreldes teadmistega fosfori sisaldustest on haruldaste muldmetallide esinemist fosforiidis suurusjärkude võrra vähem uuritud. Haruldased muldmetallid on perioodilisustabelis nimetatud kui lantanoidid ning fosforiidis leidub peaaegu kõiki viitteistkümmet haruldast muldmetalli, välja arvatud promeetiumi. Promeetiumi kõik isotoobid on looduslikes oludes radioaktiivsed ja lagunevad kiiresti ning selle tõttu seda kivimites sellisel kujul ei esine nagu teisi lantanoide. Individuaalselt on iga haruldase muldmetalli sisaldus väga erinev. Tööstuslikult pakuvad aga rohkem huvi magnetites kasutust leidvad praseodüüm, neodüüm ja düsproosium ning veel mõned. Mitmeid teisi haruldasi muldmetalle kasutatakse samuti tööstuses, kuid lantanoidide ebavõrdse jaotuse tõttu maakoores ja maakides toodetakse teatud lantanoide, näiteks tseeriumi ja lantaani, liiaga, ning selle tõttu on nende hind madal," sõnas Vind, kes on 2015. aastal uuringuid tutvustanud Novaatori loos "Eesti geoloog aitab Kreekas lahendada haruldaste muldmetallide tasakaaluprobleemi".

Eesti fosforiidi eeliseks on madal kaadmiumi ja uraani sisaldus

Vindi sõnul on praktiliselt kogu Mendelejevi tabeli keemilisi elemente võimalik tuvastada nii mullast, maakoorest kui mereveest. "Märkimist väärib, millised keemilised elemendid on mingis kivimis, näiteks Eesti fosforiidis, maakoore keskmise koostise suhtes rikastunud. Kõik maagistunud kivimid on mingi võrdlemisi ebatavalise protsessi tulemus, mis on teatud maakoores levivad keemilised elemendid ümber jaotanud, ja inimesed on leidnud, et talle võiksid need kasulikud olla. Näiteks võib ette kujutada ookeanide keskahelike "musti tossutajaid", mille ümbrusesse sadeneb kõrgendatud hulgal raua, tsingi ja vase sulfiide. Selline on üks näide tänapäevalgi toimuvast maagitekkest. Geoloogilises ajas on selliseid "mustade tossutajate" ümbruse kivimeid geoloogiliste protsesside poolt töödeldud ning ümber jaotatud. Mõnikord leiavad geoloogid need kivimid üles ja neid hakatakse tööstuses kasutama. "Mustade tossutajate" tekitatud kivimeid leidub näiteks Soome rohkem kui miljardi aasta vanustes moonde läbinud kivimites. Mitmed raportid ja metaanalüüsid näitavad, et uusi maavarade leiukohti avastatakse aina harvem ning neis leiduva kasuliku ainese sisaldus on järjest madalam. Harilikud geoloogilised protsessid on näiteks setete kuhjumine jõgede deltadesse, lubimudade settimine, millest tekib paekivi, mäestikuteke jne," sõnas Vind.

"Nii Eesti karpliivakivi (fosforiit) kui must kilt (graptoliitargilliit) on tekkinud ebaharilike protsesside tagajärjel. Nii on kunagistest rannikul elanud ebaharilikult rohkest hulgast käsijalgsetest (karbiga molluskid) tekkinud kivim, mida me nimetame fosforiidiks. Selles kivimis on fosforit rohkem kui maakoores keskmiselt (keskmiselt üle 70 korra rohkem). Fosforiga kaasnevatest elementidest on karpliivakivis kõrgenenud peamiselt haruldaste muldmetallide ehk lantanoidide sisaldused. Teised kaasnevad elemendid, nagu kaadmium ja uraan, mis võivad teistes maailma fosforiitides olla problemaatilised, esinevad siin väga madalate sisaldustega. Uraani sisaldus on meie fosforiidis rohkem kui 6 korda madalam, kaadmiumil lausa rohkem kui sada korda madalam kui keskmises fosforiidis," rääkis teadlane.

Huvi pakuvad ka graptoliitargilliit ja glaukoniitliivakivi

Karpliivakivi tekkele järgnes aeg, kus meie tänapäevastel aladel asus sügavam meri ning siia settisid mudad, mida nüüd nimetatakse graptoliitargilliidiks. "Nimetame seda kivimit lihtsalt (metalliderikkaks) mustaks kildaks. Must kilt on samuti tekkinud ebaharilikes tingimustes, kus veesamba teatud sügavustel valitses pikka aega hapnikuvaesus. Teatud keemilised elemendid, nagu vanaadium, molübdeen ja uraan, settivad sellistes hapnikuvaestes tingimustes mereveest välja. Mõnes mõttes on musta kilda tänapäevaseks analoogiks Läänemeri, mille hapnikuvaestes setetes sadeneb samuti molübdeeni ja uraani.

Põhiosa sellest kivimist moodustavad räni, alumiinium ja raud. Metalliderikkas mustas kildas on kõrgenenud sisaldusega keemilisteks elemenditeks vanaadium, uraan ja molübleen. Mõnevõrra suurenenud on lisaks reeniumi, hõbeda, arseeni ning kohati tsingi sisaldused. Mitmed nimetatud komponendid vajavad suuremat keskkonnakaitselist tähelepanu, millega Eesti geoloogiateenistus ka tegeleb," ütles geoloog.

Glaukoniitliivakivi koosneb põhiosas alumiiniumist ja ränist ning teistest laia levikuga elementidest, nagu raud. "Suurenenud sisaldusega on selles kivimis kaalium, mida võib leiduda 2,5 korda rohkem kui ülemises maakoores keskmiselt. Kaalium on aga seotud küllaltki vastupidava mineraali glaukoniidi koostisesse, millest on kaaliumi raske taimede kasvuks vabastada," tõdes Johannes Vind.