Een geoloog is iemand die bij de term “hardrock” denkt aan een mooie steen…
Wat is gesteente?
De aarde is opgebouwd uit gesteenten, een gesteente is opgebouwd uit mineralen. De vorm en samenstelling van de mineralen waaruit een gesteente bestaat is afhankelijk van de oorsprong van het gesteente. De classificatie van gesteenten berust dan ook op de oorsprong en samenstelling van de steen. Wij kunnen gesteenten overal om ons heen zien.
Niet alleen als bouwsteen of zwerfsteen, maar volgens de classificatie worden ook zand en klei tot de gesteenten gerekend. Iedere steen kan een verhaal vertellen, en daarop berust vaak de passie van “stenenverzamelaars” – niet alleen zijn heel veel stenen mooi om naar te kijken maar als je ze bestudeert vertellen ze je ook hoe ze gevormd zijn, waar ze vandaan komen en hoe ze zijn beland waar je ze vindt.
Bazaltzuilen Namibie (foto H. v. Dennebroek)
Petrologie
Om iets te weten te komen over de steen die je bekijkt moet je dus eerst de samenstelling bekijken. Kun je individuele mineralen herkennen of is het een uniforme massa waaraan je alleen met de microscoop details kunt zien? En als je mineralen kunt herkennen, liggen die dan als puzzelstukjes tegen elkaar aan, of als korrels in een fijnere massa (de matrix)? En uit welke mineralen bestaat het gesteente? De studie van al deze kenmerken heet petrologie (petros = steen, logos=kennis). Soms heb je hiervoor apparatuur nodig, maar zelfs met het blote oog of eventueel met een loep kom je meestal heel ver. Door lid te worden van een geologische vereniging of deel te nemen aan een cursus kun je in korte tijd hier veel over leren. Hoewel er honderden mineralen bestaan, zijn er maar een paar die heel algemeen zijn.
Classificatie
Geologen onderscheiden drie hoofdgroepen gesteenten, gebaseerd op hun ontstaanswijze:
Stollingsgesteenten of magmatische gesteenten zijn ontstaan door stolling van magma ten gevolge van afkoeling (voorbeeld: graniet, bazalt).
Sedimenten of afzettingsgesteenten ontstaan door het bezinken of neerslaan van kleine deeltjes (voorbeeld: zand, klei)
Metamorfe gesteenten ontstaan door veranderingen van stollingsgesteenten of sedimenten onder invloed van hoge druk en/of temperatuur, waarbij doorgaans vervorming optreedt en nieuwe mineralen gevormd worden (voorbeeld: marmer, leisteen)
Stollingsgesteenten
Graniet, Frankrijk (foto S.v.Heck)
Magma is gesteente dat zo heet is dat het vloeibaar is. Als magma vloeibaar aan de oppervlakte komt, noemen we het lava, en dat koelt snel af tot een gesteente. Doorgaans gaat de afkoeling zo snel dat de mineralen niet of nauwelijks kans hebben om kristallen te vormen. Als een vulkanische uitbarsting ten einde komt blijft er in de pijp van de vulkaan magma achter die daar veel langzamer afkoelt, en grotere kristallen heeft. Er zijn meer voorkomens van magma die het oppervlak niet halen, maar die zich langs breuken of tussen lagen verplaatst heeft en daar is blijven steken. Al deze voorkomens noemen we ganggesteenten. Er zijn ook hele grote massa’s magma die diep in de ondergrond stollen, en langzaam afkoelen. Dit zijn dieptegesteenten, zoals graniet. Zo’n granietmassa, een batholiet genaamd, kan vele kilometers groot zijn.
Sedimenten
Zandsteen met scheve gelaagdheid, Spanje (S.v.Heck)
Sedimenten worden onderverdeeld in drie hoofdgroepen: Klastische sedimenten, carbonaten en evaporieten. Klastische sedimenten zijn afbraakproducten van andere gesteenten. Onder invloed van factoren aan het oppervlak van de aarde, zoals water, vegetatie, ijs, wordt een gesteente langzaam afgebroken. Hoe verder het van de oorsprong afkomt, hoe fijner het doorgaans zal worden. Zo ga je van grind naar zand naar klei. Klastische sedimenten vertonen vaak gelaagdheid en allerlei structuren. Carbonaten zoals kalksteen, worden meestal gevormd door de skeletjes van organismen – van koralen tot microscopisch planton. Ten slotte hebben we dan nog de evaporieten: afzettingen die uit een oplossing neerslaan, zoals zout.
Metamorfe gesteenten
Als sedimenten net afgezet zijn, hangen ze meestal als los zand aan elkaar. Maar als ze begraven worden gaan door het circulerende grondwater sommige mineralen oplossen en andere kristalliseren, waarbij ze de sedimentdeeltjes als meteen cement aan elkaar plakken. Dit proces heet diagenese, en hierdoor verandert zand in zandsteen. Maar als het sediment(of ander gesteente) nog dieper begraven wordt, wordt de druk van het bovenliggende gesteente steeds hoger, en vindt er uiteindelijk een omzetting plaats naar andere mineralen.
Welke mineralen gevormd worden hangt af van het uitgangsgesteente en van de druk en temperatuur. Het gesteente kan sterk vervormen en alle oorspronkelijke structuren gaan verloren. Tenslotte kan het volledig smelten en overgaan in een magma, waarna de cyclus opnieuw begint. Op deze manier wordt zand, via zandsteen omgezet in kwartsiet, en klei via kleisteen en schalie naar leisteen.
Glimmerschist met granaat, een metamorf gesteente (foto S.v.Heck)