09. Sedimentaire gesteenten

 

Onder noordelijke zwerfstenen vind je veel zandstenen. Zandsteen is een afzettingsgesteente, dat een heel eigen zwerfsteengroep vormt naast die van de stollings- en metamorfe gesteenten. Afzettingsgesteenten worden ook wel sedimentaire gesteenten of sedimentgesteenten genoemd. Die laatste naam heeft de voorkeur.

Zandsteen ontstaat door verkitting van los zand en wat los zand is, hoeft eigenlijk geen vraag te zijn. Iedereen kent het, kinderen speler er mee, er wordt op gewoond, geboerd, gerecreëerd en we bouwen er mee. Zonder zand zou onze maatschappij niet kunnen bestaan, want geen beton, geen baksteen, geen asfaltwegen en zo kunnen we nog even door gaan.

OLYMPUS DIGITAL CAMERA

OLYMPUS DIGITAL CAMERA

 

 

 

 

 

 

 

Zand bestaat uit losse korrels. In ons land zijn die meestal van kwarts, maar elders kan zand ook uit andere mineraalkorrels bestaan. Er bestaat groen olivijnzand, rood granaatzand, zwart ilmeniet- en magnetietzand, gipszand enz. Zand noemen we zo omdat de korrels een maximale afmeting hebben: 2mm. Zijn de korrels groter dan spreken we van grind.

Het zand in onze bodem is niet ter plekke ontstaan, het is van vreemde oorsprong.  Al ons zand is in het verleden aangevoerd uit de ons omringende landen. Dit was een van de argumenten die keizer Napoleon destijds aanvoerde om de bezetting en inlijving van ons land in het Franse rijk te rechtvaardigen. Hij vond dat ons land aanslibsel was van de Maas, en de Maas was een Franse rivier…..

Fijn smeltwaterzand, glimmerhoudend - Langelo (Dr.). Dit fijnkorrelige zand bestaat uit kleine, heldere kwartskorreltjes. Dit zandtype is op het eind van de Elster-ijstijd door smeltwaterrivieren in dikke lagen in geulen en bekkens in Noord-Nederland afgezet. Het staat bekend als Peelo-zand.

Fijn smeltwaterzand, glimmerhoudend – Langelo (Dr.).
Dit fijnkorrelige zand bestaat uit kleine, heldere kwartskorreltjes. Dit zandtype is op het eind van de Elster-ijstijd door smeltwaterrivieren in dikke lagen in geulen en bekkens in Noord-Nederland afgezet. Het staat bekend als Peelo-zand.

Glaukonietzand - Sellingerbeetse (Gr.). In Oost-Groningen komt zo ongeveer het meest groene zand voor dat we in Nederland kennen. Het vrij grove rivierzand dankt zijn groene kleur aan dunne huidjes van glaukoniet, een zwartgroen mineraal dat uitsluitend in zeemilieus ontstaat. De donkere, bijna zwarte korrels in het zand zijn van glaukoniet.

Glaukonietzand – Sellingerbeetse (Gr.).
In Oost-Groningen komt zo ongeveer het meest groene zand voor dat we in Nederland kennen. Het vrij grove rivierzand dankt zijn groene kleur aan dunne huidjes van glaukoniet, een zwartgroen mineraal dat uitsluitend in zeemilieus ontstaat. De donkere, bijna zwarte korrels in het zand zijn van glaukoniet.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Zwaar zand op het strand van Weissenhaus (Dld.). Door golfwerking worden zwaardere zandkorrels gescheiden van de lichtere kwartskorrels. het zand bevat veel zware mineralen als granaat, ilmeniet en magnetiet.

Zwaar zand op het strand van Weissenhaus (Dld.).
Door golfwerking worden zwaardere zandkorrels gescheiden van de lichtere kwartskorrels. Het zand bevat veel zware mineralen als granaat, ilmeniet en magnetiet.

Zwaar zand - Strand Weissenhaus (Dld.). Het zand vbevat naast wittte kwartskorrels veel rode granaat, groene epidoot en vooral veel zwarte korrels van ilmeniet en magnetiet.

Zwaar zand – Strand Weissenhaus (Dld.).
Het zand bevat naast wittte kwartskorrels veel rode granaat, groene epidoot en vooral veel zwarte korrels van ilmeniet en magnetiet.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

De Eridanos was een sterk verwilderde rivier, die al tijdens het Tertiair, maar vooral in het Vroeg-Pleistoceen enorme hoeveelheden kwartszand en dito grind uit Scandinavië naar het Noordzeegebied heeft afgevoerd.

De Eridanos was een sterk verwilderde rivier, die al tijdens het Tertiair, maar vooral in het Vroeg-Pleistoceen enorme hoeveelheden kwartszand en dito grind uit Scandinavië naar het Noordzeegebied heeft afgevoerd.

Wit kwartszand - Zuidlaren (Dr.). Het zand dat de Eridanos aanvoerde bestaat uit zuiver kwartszand. Het bevat zeer weinig verontreinigingen en is opvallend wit van kleur.

Wit kwartszand – Zuidlaren (Dr.).
Het zand dat de Eridanos aanvoerde bestaat uit zuiver kwartszand. Het bevat zeer weinig verontreinigingen en is opvallend wit van kleur.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Grof Eridanoszand met veel blauwe kwartskorrels - Noordbroek (Gr.)

Grof Eridanoszand met veel blauwe kwartskorrels – Noordbroek (Gr.)

Kindagraniet - Weissenhaus (Dld.). veel Smalandgranieten uit Zuid-Zweden voeren blauwgrijze tot blauwe kwarts. Ook elders in Zweden en Finland komen granieten voor met blauwe kwarts. De blauwe zandkorrels in onze Vroeg-Pleistocene zanden zijn verweringsproducten van deze granieten.

Kindagraniet – Weissenhaus (Dld.).
Veel Smalandgranieten uit Zuid-Zweden bezitten blauwgrijze of blauwe kwarts. Ook elders in Zweden en Finland komen granieten voor met blauwe kwarts. De blauwe zandkorrels in onze Vroeg-Pleistocene zanden zijn verweringsproducten van deze granieten.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Dat mag voor delen van Zuid-en Midden-Nederland op gaan, in Noord-Nederland komt het zand vooral uit Scandinavië en Noord-Rusland, hoewel ook Duitsland het nodige heeft geleverd. Het fundament van Noord-Nederland, inclusief de Noordzeebodem, bestaat merendeels uit grof rivierzand. Enorme hoeveelheden van dit zand zijn in het Vroeg-Pleistoceen door een grote, inmiddels verdwenen, oerrivier uit het noorden van Europa aangevoerd.

In de Elster- en Saale-ijstijd werd het zandtransport door Scandinavisch gletsjerijs overgenomen. Het landijs in deze koudeperioden heeft veel zand, samen met klei, grind en stenen naar ons land getransporteerd. Bij het afsmelten van het ijs in de Elster-ijstijd is door het vele smeltwater in meren en diepe geulsystemen veel zand (Peelozand) en klei (potklei) afgezet. In de Saale-ijstijd bleef na het verdwijnen van het ijs vooral een taaie laag leem achter, die doorspekt was met grind en stenen. Deze keileemlaag lag oorspronkelijk overal in Noord-Nederland aan het oppervlak, maar werd vooral in de laatste ijstijd op grote schaal geërodeerd en verspoeld. De zware bestanddelen als grind en stenen bleven ter plaatse liggen, terwijl de zandige bestanddelen verstoven of door sneeuwsmeltwater werden verspoeld. De fijnste fractie, voornamelijk heel fijn zand en klei, ging op de wind en is tientallen en soms honderden kilometers verderop als löss afgezet.

Keileem - Gieten (Dr.). Keileem is een taaie leemsoort die uit een ongesorteerd mengsel bestaat van klei, zand, grind en stenen. Het is na afsmelting van het gletsjerijs aan het eind van de Saale-ijstijd in het landschap achter gebleven.

Keileem – Gieten (Dr.).
Keileem is een taaie leemsoort, die uit een ongesorteerd mengsel bestaat van klei, zand, grind en stenen. Leem en stenen zijn na afsmelting van het gletsjerijs aan het eind van de Saale-ijstijd in het landschap achter gebleven.

Keizand - Balloërveld, Rolde (Dr.). Keizand noemt men het ca. 10cm dikke laagje grofzand met stenen dat in het landschap achter bleef nadat in de laatste ijstijd fijner zand en kleibestanddelen door wind en sneeuwsmeltwater zijn uitgespoeld en afgevoerd.

Keizand – Balloërveld, Rolde (Dr.).
Keizand noemt men het ca. 10cm dikke laagje grof zand met stenen dat in het landschap achter bleef, nadat in de laatste ijstijd fijn zand en kleibestanddelen door wind en sneeuwsmeltwater werden uitgespoeld en afgevoerd.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Hoe ontstaat zand?

In ons land bestaat zand vooral uit kleine korreltjes kwarts. Deze ontstaan aan het aardoppervlak door verwering van andere gesteenten. Dat kan een oude zandsteenformatie zijn, een magmatisch gesteente als graniet of porfier, maar veel zandkorrels ontstaan door verwering van metamorfe gesteenten als schist en gneis. Doorgaans blijven zandkorrels niet lang op de ontstaansplaats liggen. Ze worden door zwaartekracht en stromend water en soms ook door de wind over grote afstanden verplaatst. Hierbij worden de zandkorrels, voordat ze uiteindelijk in lagen boven elkaar wordt afgezet, door slijtage afgerond en op grootte en gewicht gesorteerd.

Verwerend granietgebergte - Pikes Peak, USA. Graniet bevat veel kwarts en veldspaat. Bij verwering lvergruisd de graniet tot steeds kleinere korrels. Die worden door zwaartekracht, wind en vooral water afgevoerd.

Verwerend granietgebergte – Pikes Peak, USA.
Graniet bevat veel kwarts en veldspaat. Bij verwering vergruist de graniet tot steeds kleinere korrels. Die worden door zwaartekracht, wind en vooral water afgevoerd.

Granietgruis van een verweerde rapakivigraniet - Groningen. Bij chemische verwering verandert wordt veldspaat (roodachtig) omgezet in kleimineralen. Kwarts is chemisch zo resistent dat het alleen op mechanische wijze door storen en botsen verkleind tot zandkorrels en daarbij ook afgerond wordt.

Granietgruis van een verweerde rapakivigraniet – Groningen.
Bij chemische verwering wordt veldspaat (roodachtig) omgezet in kleimineralen. Kwarts is chemisch zo resistent dat het alleen op mechanische wijze verkleind wordt tot zandkorrels. De korrels worden daardoor ook afgerond.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Een kenmerk van sedimentgesteenten is gelaagdheid. Onderbrekingen in de aanvoer of wisselende (stroom)snelheden van water en wind veroorzaken onregelmatigheden in de afzetting van zand. Gelaagdheid is hiervan het gevolg. Daarom zijn zandsteenrotsen vaak zo mooi gelaagd. Vaak is de gelaagdheid regelmatig en liggen de lagen horizontaal boven elkaar. Soms is er sprake van scheve gelaagdheid omdat groepen evenwijdig gerangschikte zandlagen een hoek maken met een daaronder of daarboven gelegen, ander gelaagd zandpakket. Dergelijke scheve gelaagdheden zien we vaak in duinzanden. Ze zijn het gevolg van wisselende windsterkten en verandering van windrichting.

Gelaagd smeltwaterzand - Werpeloh (Dld.)

Gelaagd smeltwaterzand – Werpeloh (Dld.).

Smeltwaterzand met scheve gelaagdheid - Breetze, Dld.). Scheve gelaagdheid ontstaat in ondiepe, snelstromende rivieren.

Smeltwaterzand met scheve gelaagdheid – Breetze, Dld.).
Scheve gelaagdheid ontstaat in ondiepe, snelstromende rivieren.

 

 

 

 

 

 

 

 

Rode kwartsietische zandsteen - Borger (Dr.). Zandstenen splijten meestal vrij makkelijk volgens de gelaagdheid in platte stukken.

Rode kwartsietische zandsteen – Borger (Dr.).
Zandstenen splijten meestal vrij makkelijk in platte stukken, volgens de gelaagdheid.

Grijze Balkazandsteen - Borger (Dr.). Veel zwerfstenen van zandsteen zijn vlak of tonen afgeplatte vormen.

Grijze Balkazandsteen – Borger (Dr.).
Veel zwerfstenen van zandsteen zijn vlak of tonen afgeplatte vormen.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Gelaagde kwartsietische zandsteen - Zwerfsteen van Borger (Dr.). Veel zandstenen tonen een fraaie gelaagdheid.

Gelaagde kwartsietische zandsteen – Zwerfsteen van Borger (Dr.).
Veel zandstenen tonen een fraaie gelaagdheid.

Gelaagde glimmerzandsteen - Hoge Veld, Norg.

Gelaagde glimmerzandsteen – Hoge Veld, Norg (Dr.).

 

 

 

 

 

 

 

 

We kennen ook zandafzettingen, vooral die uit rivieren en getijdeafzettingen, waar de gelaagdheid van het zand een onrustiger beeld laat zien. In snelstromende ondiepe rivierbeddingen worden grof- en fijner gekorrelde zandlaagjes vaak kruislings over elkaar heen afgezet, waarbij erosie en sedimentatie elkaar afwisselen. Op plaatsen waar zeewater bij eb en vloed snel stroomt, ontstaan in geulen getijdeafzettingen. Deze kunnen dezelfde zigzag- of kriskrasgelaagdheid laten zien als zandlagen die door rivieren zijn afgezet.

Sedimentatiestructuren als gelaagdheid, scheve gelaagdheid, kriskrasgelaagdheid en zelfs golfribbelpatronen komen we regelmatig in zwerfstenen van zandsteen tegen. Het zijn weliswaar losse objecten, maar ooit maakten deze zwerfstenen deel uit van een pakketten sedimentair gesteente, die onder woestijnomstandigheden ontstonden of gevormd werden in het strandbereik van ondiepe zeeën of in rivieren. In zwerfstenen kunnen we dus allerlei sedimentatiestructuren, korrelgrootteverschillen en ook kleuren aantreffen.

Kwartsietische vlekkenzandsteen met golfribbels - Eext (Dr.)

Kwartsietische vlekkenzandsteen met golfribbels – Eext (Dr.).

Golfribbelzandsteen - Exloo (Dr.).

Golfribbelzandsteen – Exloo (Dr.).

 

 

 

 

 

 

 

Smeltwaterzand met kriskrasgelaagheid - Werpeloh (Dld.).

Smeltwaterzand met kriskrasgelaagheid – Werpeloh (Dld.).

Kwartsietische zandsteen met kriskrasgelaagdheid - Zwerfsteen van Borger (Dr.). Zandstenen zijn van alle tijden en uit alle geologische perioden bekend. Deze grove zandsteen is in het Precambrium, meer dan 1200 miljoen jaar geleden, verkit tot een hard gesteente. De structuurovereenkomst met het losse zand op de foto hiernaast is treffend.

Kwartsietische zandsteen met kriskrasgelaagdheid – Zwerfsteen van Borger (Dr.).
Zandstenen zijn van alle tijden en uit alle geologische perioden bekend. Deze grove zandsteen is in het Precambrium, meer dan 1200 miljoen jaar geleden, verkit tot een hard gesteente. De structuurovereenkomst met het losse zand op de foto hiernaast is treffend.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Verkitting of diagenese

Hierboven werd al aangegeven dat los zand door verkitting of cementatie over gaat in zandsteen. Door circulerend poriewater, door ontwatering e.d. kunnen in grondwater opgeloste bestanddelen als kalk, kiezel, ijzer en ook klei zandkorrels verkitten. Dit is een langzaam verlopend proces, waarbij druk en temperatuur geen rol spelen. Het verkitten van los materiaal noemt men diagenese. Onder bepaalde omstandigheden vindt diagenese al zeer ondiep onder het oppervlak plaats.

In Drenthe vinden we vrijwel uitsluitend zandstenen die door een kiezelig bindmiddel verkit zijn. Dit type zandsteen is doorgaans erg hard. Verweren doen ze nauwelijks, hooguit verbleken de kleuren iets. Regelmatig vinden we zandstenen die zo dicht en sterk verkit zijn, dat men ze kwartsiet noemt. Meestal is dit ten onrechte, want kwartsiet is een metamorf gesteente en dat zijn onze zandstenen niet. Omdat dichte, kiezelige zandstenen wel kwartsietisch van karakter zijn, maar geen echte kwarsieten, volstaat een naam als diagenetische kwartsiet of nog beter kwartsietische zandsteen. Daarmee geven we aan dat het normale sedimentaire gesteenten zijn, die door kiezel (sterk) zijn verkit.

Diagenetische kwartsiet - Zwerfsteen van Ellertshaar (Dr.). De steen op de foto is niet door metamorfose ontstaan, zoals bij veel kwartsieten wel het geval is. De grove kwartskorrels zijn door kiezel zo sterk met elkaar verkit dat de breuk overal door de afzonderlijke kwartskorrels gaat. De verkitting is betrekkelijk dicht onder de oppervlakte ontstaan.

Diagenetische kwartsiet – Zwerfsteen van Ellertshaar (Dr.).
De steen op de foto is niet door metamorfose ontstaan, zoals bij veel kwartsieten wel het geval is. De grove kwartskorrels zijn door kiezel zo sterk met elkaar verkit dat de breuk overal door de afzonderlijke kwartskorrels gaat. De verkitting is betrekkelijk dicht onder de oppervlakte ontstaan.

Kwartsiet - Werpeloh (Dld.) Het gesteente op de foto is nog goed als zandsteen te herkennen, maar is door druk en temperatuur in de aardkorst gemetamorfoseerd tot kwartsiet. De oorspronkelijke gelaagdheid is nog goed herkenbaar. De geringe metamorfe streping is zichtbaar aan de strekking van nieuw gevormde mineralen. Deze gerichtheid loopt iets schuin van links naar rechts omhoog.

Kwartsiet – Werpeloh (Dld.).
Het gesteente op de foto is nog goed als zandsteen te herkennen, maar is door druk en temperatuur in de aardkorst gemetamorfoseerd tot kwartsiet. De oorspronkelijke gelaagdheid is nog goed herkenbaar. De geringe metamorfe streping is zichtbaar aan de strekking van nieuw gevormde mineralen. Deze gerichtheid loopt van links naar rechts iets schuin omhoog.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

In de zwerfsteenkunde wordt verder nog onderscheid gemaakt tussen zandsteen en kwartsietische zandsteen. We spreken van zandsteen als de breuk langs de afzonderlijke zandkorrels gaat en van kwartsietische zandsteen als de breuk er voor een groot deel dwars doorheen gaat. Bij diagenetische kwartsiet zijn de afzonderlijke kwartskorrels door verkitting en vooral ook door rekristallisatie zo sterk met elkaar vertand dat bij een afslag de breuk door alle zandkorrels gaat.

Kalkzandsteen komt als zwerfsteen, in Drenthe althans, zeer sporadisch voor. Het best bekend zijn nog de grijsgroene glimmerhoudende kogelzandstenen. Ze zijn van Devonische ouderdom. Het bindmiddel in deze zandsteen is calciet, dat op het breukvlak soms glimmende spiegelvlakken vormt. Kalkzandsteen komen we alleen tegen in onverweerde keileemafzettingen, zoals destijds bij Gieten. Ook van Emmen zijn ze bekend. Het meest komen we deze kalkzandstenen tegen in de kalkrijke keileem op de noordelijke Hondsrug tussen Noordlaren en de stad Groningen en in de Rolderrug van Noord- en Zuidhorn.

IJzerzandsteen - Nijbeets (Fr.). De zandkorrels in deze harde zandsteen zijn verkit door limoniet, een vorm van ijzeroxide.

IJzerzandsteen – Nijbeets (Fr.).
De zandkorrels in deze harde zandsteen zijn verkit door limoniet, een vorm van ijzeroxide.

Silurische kalkzandsteen - Zwerfsteen van Groningen. Het bindmiddel in deze zandsteen is calciet (kalk). Als de kalk door verwering oplost resteren alleen losse zandkorrels. Veel zandkorrels onder onze voeten hebben een lange, zeer lange en vaak ook bewogen geschiedenis achter de rug.

Devonische kalkzandsteen – Zwerfsteen van Groningen.
Het bindmiddel in deze zandsteen is calciet (kalk). Als de kalk door verwering oplost resteren alleen losse zandkorrels. Veel zandkorrels onder onze voeten hebben daarom een lange, zeer lange en vaak ook bewogen geschiedenis achter de rug.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

IJzerzandsteen komt in Drenthe als zwerfsteen eveneens sporadisch voor, het meest nog in Westbaltische zwerfsteengezelschappen, dus westelijk van de lijn Norg-Assen-Smilde. Het zijn meest harde, donkerbruine, soms roestbruine zandstenen waarvan de afzonderlijke zandkorrels door limoniet zijn verkit. Soms bevatten deze zandstenen bij het doorslaan afdrukken van kleine mollusken. De soortensamenstelling maakt duidelijk dat ze van Tertiaire (Oligocene of Miocene) ouderdom zijn en waarschijnlijk afkomstig zijn uit de zuidelijke Oostzee en/of Noord-Duitsland.

Plaatseigen zandsteen is lokaal verkit zand en grind dat door de afzetting van opgeloste bestanddelen uit circulerend grondwater – meestal kalk of ijzer – is ontstaan. Bij graafwerkzaamheden komen soms op de overgang van keileem naar het onderliggende zand lokaal verkitte zandpartijen voor. Deze ter plaatse gevormde zandsteen bestaat uit kalkzandsteen. De kalk is door naar onderen wegzijgend regenwater uit de bovenliggende kalkrijke keileem gespoeld en heeft op een lager niveau zandkorrels met elkaar verkit.

Op een vergelijkbare manier ontstaan plaatselijk ook grofzandige en soms grindhoudende moerasijzerzandstenen. Dit is met name het geval als ijzerrijk kwelwater zandafzettingen passeert en in combinatie met aanwezige zuurstof roestkleurige ijzerhuidjes om de afzonderlijke korrels vormt. Na verloop van tijd ontstaan hierdoor roestkleurige zandstenen en conglomeraten, die meestal zeer grillig van vorm zijn.

 

Plaatseigen zandsteen - Zuidbarge (Dr.). Deze harde kalkzandsteen is door oplossing en afzetting van kalk uit de bovenliggende keileemafzetting ontstaan.

Plaatseigen zandsteen – Zuidbarge (Dr.).
Deze harde kalkzandsteen is door oplossing en afzetting van kalk uit de bovenliggende keileemafzetting ontstaan.

Plaatseigen ijzerzandsteen - Wippingen (Dld.) Ijzerhoudend grondwater kan in de bodem, vooral in kwelsituaties, in contact met atmosferische zuurstof tot roestvorming leiden. Het roestmateriaal vormt huidjes om de zand- en grindkorrels, die daardoor stevig met elkaar verkitten. Deze ijzerzandstenen vormen dikwijls hoogwaardig ijzererts.

Plaatseigen ijzerzandsteen – Wippingen (Dld.).
IJzerhoudend grondwater kan in de bodem, vooral in kwelsituaties, in contact met atmosferische zuurstof tot roestvorming leiden. Het roestmateriaal vormt huidjes om de zand- en grindkorrels, die daardoor stevig met elkaar verkitten. IJzerzandstenen vormen dikwijls hoogwaardig ijzererts.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Hieronder volgt een overzicht van veel voorkomende zandstenen. Ze zijn gerangschikt naar ouderdom. Klik op een van de onderstaande links. Als U op een bepaalde foto klikt, wordt deze vergroot weergegeven.

Precambrische zandstenen

Eocambrische en Cambrische zandstenen

Cambrische zandstenen met levenssporen

Ordovicische en Devonische zandstenen

Tertiaire zandstenen

Recente zandstenen

Advertenties

Geef een reactie

Vul je gegevens in of klik op een icoon om in te loggen.

WordPress.com logo

Je reageert onder je WordPress.com account. Log uit / Bijwerken )

Twitter-afbeelding

Je reageert onder je Twitter account. Log uit / Bijwerken )

Facebook foto

Je reageert onder je Facebook account. Log uit / Bijwerken )

Google+ photo

Je reageert onder je Google+ account. Log uit / Bijwerken )

Verbinden met %s