Nieuweschoot-keileem
Dit is de oorspronkelijke, kalkrijke keileem, die door het afsmelten van de Hondsrug- ijsstroom op een ondergrond van Noordhorn-keileem is afgezet. Emmen-keileem is door verwering en uitloging hieruit ontstaan. Beide keilemen komen vooral voor op de hogere delen van de zandruggen van het Hondsrug-complex. Het zwerfsteengezelschap in deze keileem is extreem Oost-Baltisch van samenstelling.
Keileemontsluiting langs de N33 bij Gieten (Dr.)
Op de oostelijke tak bij Gieten bezit de keileem een dikte van minimaal 7 meter. De afzetting bestaat uit twee verschillende Oost-Baltische keilemen. Op de foto bestaat de vloer van de bouwput uit leverbruine Noordhorn/Assen-keileem. Op de achtergrond wordt de intensiever gekleurde, roodbruine Nieuweschoot/Emmen-keileem weggegraven.
De dubbele naam van beide keileemtypen heeft betrekking op het kalkgehalte. De eerste naam geeft het kalkrijke type aan, de tweede naam is de door verwering en uitloging ontkalkte versie.
Nieuweschootkeileem wordt door zijn typische roodbruine kleur ook wel 'Rode keileem' genoemd - Hertenlaan, Haren (Gr.)
Kenmerken van Nieuweschoot-keileem
De laagdikte van de Nieuweschoot-keileem schommelt tussen de 2 en 7 meter. De kleur in onverweerde toestand is roodbruin; verweerd is deze meestal roestbruin. De roodbruine kleur van de Nieuweschoot-keileem is veroorzaakt door opname van een hoog percentage klei- en zandpartikels uit de Vroeg-Devonische Old Red Zandsteen in Estland/Letland en de onderzeese voortzetting daarvan op de bodem van de Oostzee.
Nieuweschootkeileem langs de N33 bij Gieten (Dr)
Deze keileem vormt in het Hondsruggebied op de zandruggen de bovenste van de twee belangrijkste keileemtypen. De typische roodbruine kleur komt door opname van componenten uit de Vroeg-Devonische Old Red Zandsteen in het Oost-Baltisch gebied (Estland en Letland en de onderzeese voortzetting op de Oostzeebodem)
Nieuweschootkeileem, detail - N33 bij Gieten (Dr.)
De rijkdom aan zwerfstenen is in dit keileemtype bijzonder groot. In sommige bevallen maken Paleozoïsche kalkstenen meer dan 70% van het totaal aan zwerfstenen uit.
Terzijde:
Old Red Zandsteen
In Noordwest-Europa was in het Vroeg-Devoon door het botsen van continenten een grote landmassa ontstaan uit de oercontinenten Baltica en Laurentia. Dit nieuwe continent noemt men het Old Red Continent. Over grote oppervlakten werd tussen 408-370 miljoen jaar geleden in een droog, warm klimaat een kilometers dik pakket zand afgezet met kleiïge inschakelingen. Het vele zand was vooral afkomstig van verwerende Silurische gesteenten, die tijdens de Caledonische gebergtevorming opgeheven waren. Behalve Engeland, Ierland en Schotland, maakten ook Estland, Letland en het aangrenzend gedeelte van de Oostzee deel uit van dit paleocontinent.
De opvallend rode kleur van de zandsteen wordt veroorzaakt door hematiet, dat dunne huidjes om de zandkorrels vormt. De kleur is een aanwijzing voor een warm continentaal klimaat, vergelijkbaar met dat in het latere Trias (Bontzandsteen).
De binding van de zandkorrels in Old Red Zandsteen is doorgaans slecht, waardoor deze makkelijk tot los zand verweert. Langs het grote Peipusmeer in Estland, bestaan de kleurige stranden op talrijke plaatsen uit zand van verweerde Old Red Zandsteen. Ook de kleiafzettingen in de Old Red Zandsteen zijn bruinrood van kleur.
De roodbruine keileem van de Nieuweschoot-keileem in het Hondsrug-gebied dankt zijn karakteristieke rossig roodbruine kleur aan opname van materiaal uit deze Old Red Zandsteen. Ook de talrijke inschakelingen en lenzen van smeltwaterzand in Nieuweschoot-keileem bestaan voor een belangrijk deel uit zandkorrels afkomstig van verweerde Old Red Zandsteen.
Old Red Zandsteen bij Kallaste aan het Peipusmeer
Old Red Zandsteen komt vooral voor in de zuidelijke helft van Estland, Letland maar ook westelijk daarvan op de bodem van de Oostzee. Het landijs heeft uit deze Devonische afzettingen veel componenten opgenomen, inclusief rode kleiìge bestanddelen. De Nieuweschoot-keileem en ook de verwante Voorst-keileem in het Hondsrug-gebied danken daaraan hun karakteristieke roodachtige tint.
De Old Red Zandsteen is op talrijke plaatsen langs het Peipusmeer in Estland slecht verkit. Door erosie vervalt de zandsteen makkelijk weer tot zand. Het zand heeft een roodachtige tot geelbruine kleur.
Los zand dat door verwering van Old Red Zandsteen ontstaat, is op een aantal plaatsen in Estland, langs het Peipusmeer, door de wind tot duinen opgewaaid. De gelaagdheid en de kleur van het zand komt overeen met het rossig gekleurde zand dat in Nieuweschoot-keileem op de noordelijke Hondsrug en bij Gieten wordt aangetroffen.
Een bijzonder keileem-type
Het lithologische karakter van Nieuweschoot-keileem op het noordeinde van de Hondsrug tussen Haren en Groningen en ook zuidelijker bij Gieten en in Emmen is bijzonder. Het glacigene pakket bestaat op deze locaties namelijk niet uitsluitend uit keileem. Roodbruine, onregelmatige lenzen, plaatvormige pakketten en slierten keileem wisselen af met allerlei typen smeltwaterafzettingen en onregelmatige scherpbegrensde partijen van rossig-rode, kleirijke Voorst-keileem. Meestal over korte afstand wisselt keileem, zowel in horizontale als in verticale richting, af met metersdikke steenpakkingen, smeltwatergrinden, grofkorrelige smeltwaterzanden en andere glacifluviatiele afzettingen, waaronder fijnzandige afzettingen met dropstones.
Zo ziet Nieuweschoot- en Voorst-keileem er uit
Nieuweschoot-keileem - Langs de N33 bij Gieten
De zwerfstenen in de keileem zijn voornamelijk Paleozoïsche kalkstenen. Nieuweschoot-keileem is er zeer rijk aan.
Profiel in Nieuweschoot-keileem langs de N33 bij Gieten
Op de foto is duidelijk de grillige opeenvolging zichtbaar van smeltwater-afzettingen, al of niet met zwerfstenen, afgewisseld met slierten en pakketten keileem
Keileemprofiel langs de N33 bij Gieten (Dr.)
Keileem, smeltwaterzand en niveaus met zeer zandige keileem en veel zwerfstenen liggen naast en boven elkaar.
De afzetting van Nieuweschoot-keileem maakt een onrustige indruk. In lithologisch opzicht bezit deze keileem een totaal ander karakter dan de onderliggende Noordhorn-keileem. Op plaatsen waar de keileemafzetting een relatief grote dikte bereikt zien we vaak een grillige afwisseling van keileem, (grind- en stenenhoudende) smeltwaterwater-afzettingen en schollen Voorst-keileem.
Voorstkeileem - N33 bij Gieten
Dit is een kleirijke keileem, arm aan zwerfstenen. Het vormt scherp begrensde geïsoleerde partijen (='schollen') in Nieuweschoot-keileem.
Smeltwaterzand in Nieuweschoot-keileem - N33 bij Gieten (Dr.)
In het wisselend korrelige smeltwaterzand zijn hier en daar dunne slierten keileem aanwezig (=smalle scherpbegrensde, donkere strook onderaan op de foto). De onregelmatig verlopende bruine banden worden veroorzaakt door grofkorreliger zand en/of door de aanwezigheid van veel leemdeeltjes. Secundaire roestvorming speelt hier geen rol. Bovenaan gaat zand over in zandige keileem met kleine zwerfsteentjes.
Vooral de steenpakkingen zijn indrukwekkend. De metersdikke lagen bestaan uit duizenden grote en kleine dicht opeengepakte, vaak sterk afgeronde zwerfstenen. De ruimten tussen de keien zijn opgevuld met zeer grof, sterk leemhoudend, grindhoudend zand. Niet zelden bestaan de steenpakkingen voor het overgrote deel uit kristallijn materiaal, waaronder bijzonder veel rapakivi’s. In andere gevallen maken veel Paleozoïsche kalkstenen in allerlei groottes onderdeel uit van het stenengezelschap in deze keienpakkingen.
Glacigene Nieuwesschoot-afzettingen op de bouwputvloer van het Prefectenhof - Kreupelstraat, Groningen
Het totale pakket afzettingen ligt bijna 90 graden gekanteld. Van links naar rechts wisselen smeltwaterzanden, al of niet grindhoudend af met keienpakkingen, smeltwaterzand, keileem en keileemslierten en opnieuw grindhoudend smeltwaterzand.
Smeltwaterzand in Nieuweschootkeileem - Prefectenhof, Kreupelstraat, Groningen
Op deze foto is te zien dat het grofkorrelige smeltwaterzand in 90 graden gekantelde positie ligt.
Englaciale of supraglaciale erosieverschijnselen aan kalkzwerfstenen
In tegenstelling tot die uit de keileem, zijn zwerfstenen uit steenpakkingen en smeltwaterafzettingen sterk afgerond en bezitten vooral de zachtere kalkstenen een geblutst oppervlak. Gletsjerkrassen en polijsting, die anders zo gewoon zijn op kalkstenen, ontbreken geheel. De zwerfstenen zijn door smeltwater/moddertransport mat afgeschuurd en meestal ook geblutst.
Opvallend is ook het relatief grote aantal gebroken en/of vergruisde zwerfstenen. Dit beeld zien we zowel bij kristallijne zwerfkeien als onder kalkstenen. Op een aantal locaties komen concentraties voor van gebroken en/of verbrijzelde kalkzwerfstenen, die door secundaire kalkafscheiding tot breccies aaneengekit zijn. Deze merkwaardige zwerfstenen duidt men aan als Quetschsteine, een niet te vertalen Duitse uitdrukking voor dit type zwerfstenen.
De gebroken en deels weer aaneengekitte stenen doen vermoeden dat de keien dicht op elkaar, wellicht al in de vorm van steenpakkingen, door het landijs zijn getransporteerd of anderszins ‘door het ijs gezakt’ zijn. Hierbij zijn de stenen blijkbaar onder stevige druk tegen elkaar geperst, met als gevolg dat talloze zwerfstenen braken of verbrijzeld werden.
Quetschsteine van paleozoïsche kalkzwerfstenen
Quetschstein - Zwerfsteen van het Engels Kamp, Groningen
Quetschstein van een tabulate koraal (Favosites) - Zwerfsteen van het Engels Kamp, Groningen
Quetschstein van Ordovicische kalksteen - Zwerfsteen van het Engels Kamp, Groningen
Keienrijkdom met een Oost-Baltische samenstelling
In Nieuweschoot-keileem is het gehalte aan zwerfstenen bijzonder groot, vele malen groter dan in de onderliggende Noordhorn-/Assen-keileem. Op het noordeinde van de Hondsrug in Groningen en Haren zijn de aantallen zwerfstenen, vergeleken met locaties elders in het Hondsrug-complex, enorm. De rijkdom aan zwerfstenen daar wordt nergens in ons land overtroffen.
Het kristallijne zwerfsteengezelschap is meer nog dan in de Noordhorn-/Assenkeileem Oost-Baltisch getypeerd. Hesemann-tellingen leveren formules op van 10.000, 9100 enz. Rapakivi’s vormen veruit de belangrijkste zwerfsteengroep. In zwerfsteentellingen maken zij vaak meer dan 90% uit van de verzamelde gidsgesteenten. Op de noordelijke Hondsrug tussen Haren en Groningen valt daarnaast de enorme rijkdom op aan Ordovicische en Silurische kalkstenen. Deze zwerfstenen worden nog aangevuld met talloze dolomietische kalkstenen, die deels van Vroeg- en Midden-Devonische ouderdom zijn. Een opvallend verschil met Noordhorn-keileem is dat vuursteen in Nieuweschoot-keileem ontbreekt. Zwerfsteensoorten uit Midden- en Zuid-Zweden, die altijd in Noordhorn-/Assenkeileem voorkomen, ontbreken eveneens.
Nieuweschoot-keileem met Paleozoïsche kalkstenen
Kalkzwerfstenen in Nieuweschoot-keileem - N33 bij Gieten (Dr.)
Het percentage kalkzwerfstenen in dit keileem-type ligt regelmatig rond 70% van het totaal
Ordovicische en Silurische kalkstenen in Nieuweschoot-keileem - Haren (Gr.)
Kalkstenen in Nieuweschoot-keileem - N33 bij Gieten (Dr.)
Kalkzwerfstenen in deze keileem zijn vrijwel zonder uitzondering aan de buitenzijde mat afgeschuurd en vaak ook geblutst door lokaal smeltwatertransport.
Dolomietische kalksteen (Devoon) - Zwerfsteen van Groningen
Dolomietische kalkstenen komen in Nieuweschoot-keileem bijzonder veel voor. De meeste zijn van Vroeg- en Midden-Devonische ouderdom.
Wesenbergerkalk (Ordovicium) - Zwerfsteen van Emmen (Dr.)
Dit is een fijnkorrelige harde kalksteen, vaal met karakteristieke rode vlekken en lokale roodverkleuringen.
Verschillen in de samenstelling van het zwerfsteengezelschap
Tussen Nieuweschoot-/Emmen-keileem en Noordhorn-/Assen-keileem treden opmerkelijke verschillen aan de dag. Beide keileemgroepen bezitten weliswaar een Oost-Baltisch zwerfsteengezelschap, maar beide verschillen op onderdelen duidelijk van elkaar. Åland-rapakivi’s zijn in beide keilemen algemeen. Het percentage rapakivi’s echter, afkomstig van het Kökar-satellietmassief (zuidoostelijk van de Aland-archipel), ligt in het Nieuweschoot-/Emmen- keileemtype duidelijk hoger dan in de Noordhorn-/Assen-keileem. Opmerkelijke verschillen komen ook tot uitdrukking in andere zwerfsteengroepen. Zo ontbreken in Nieuweschoot-/Emmen-keileem gidsgesteenten uit de Zweedse provincies Dalarne en Småland, terwijl deze in Noordhorn-/Assen-keileem altijd aanwezig zijn.
Zwerfsteenvondsten van rapakivi's uit het Kökar-gebied
Porfierische biotiet-rapakivi van Kökar - Zwerfsteen van Emmerschans (Dr.)
Pyterliet van Kökar - Zwerfsteen van Hoogkerk (Gr.)
Finse graniet-porfier - Zwerfsteen van Emmerschans (Dr.)
Grote verschillen tussen kalkzwerfstenen in beide Hondsrug-keilemen
Ook onder de Paleozoïsche kalkstenen zien we in beide keileem-typen significante verschillen. Kalkzwerfstenen uit Nieuweschoot-keileem zijn meestal geelgrijs, geelbruin tot groengrijs. In het Noordhorn keileem-type zijn deze grijswit tot grijsblauw. Bovendien zijn de kalkzwerfstenen gemiddeld een stuk kleiner.
In de samenstelling van de Paleozoïsche fossielen zien we eveneens verschillen. Tabulaten en rugose koloniekoralen komen in Nieuweschoot-keileem in veel hogere percentages voor. Bovendien zijn deze veel gedifferentieerder qua soortensamenstelling dan in Noordhorn-keileem. Tenslotte – het werd hierboven al even aangegeven – komen Silurische en Devonische dolomietische kalkstenen uitsluitend voor in het Nieuweschoot-keileem. Dolomieten vormen hierin ruim 19% van de paleozoïsche kalkstenen.
Kalksteenvondsten uit Nieuweschoot-keileem
Acervularia ananas - Zwerfsteen van het Engels Kamp, Groningen
Een kolonievormende rugose koraal. De gelijkenis met beschreven koraalsoorten uit de fossiele rifafzettingen op de Estische eilanden Hiuumaa en Saarema is treffend.
Favosites sp.- Zwerfsteen van het Engels Kamp, Groningen
Favosites is een veelvoorkomende tabulate koraal. Het sortiment koralen dat in de loop van de tijd in de keileem van de noordelijke Hondsrug is gevonden, komt nagenoeg geheel overeen met de soorten die in Estland beschreven zijn.
Beyrichiënkalk - Zwerfsteen van Groningen
Deze Beyrichienkalk bevat talloze schaalhelften van deze kleine ostracoden. Verder zijn ronde stengelleden van crinoïden te zien en helemaal rechts een kokervormig schelpje van Tentaculites.
Nuculakalk - Zwerfsteen van Groningen
Beyrichiënkalk is als fossiele wad-afzetting in sommige gevallen ontwikkeld als Nuculakalk met talloze kleppen en steenkernen van de brachiopode Camarotoechia nucula.
Glaciale stuwing of iets anders?
Bij Gieten langs de N33 was tijdens de reconstructie-werkzaamheden over een lengte van zo'n 250 meter een prachtig tot bijna 7 meter diep keileemprofiel ontsloten. Het tracé doorsneed in oost-west richting de oostelijke tak van de Hondsrug. Halverwege de ontsluiting langs de N33 was vanaf het maaiveld naar onderen een 5,5 meter hoog keileemprofiel vrijgelegd. Aan de bovenzijde werd de keileem begrensd door een ruim 1 meter dikke laag dekzand uit het Weichselien, dat overging in de donker gekleurde bouwvoor.
Profiel in Nieuweschoot/Emmen-keileem langs de N33 bij Gieten (Dr.)
In het ruw afgegraven profiel konden over een lengte van meer dan 100 meter grote en kleinere lenzen en pakketten gelaagd smeltwaterzand worden waargenomen. Vermoedelijk vormden de zandlenzen oorspronkelijk één geheel. Door smeltprocessen in het ijs is het zandpakket samen met keileem uit zijn verband geraakt, verbroken en deels ook geplooid geraakt.
Smeltwaterafzetting in Nieuweschoot-keileem langs de N33 bij Gieten (Dr.)
Met behulp van een graafmachine werd een groot gedeelte van het keileemprofiel schoongeschraapt. De afzonderlijke lenzen met smeltwaterzand kwamen hierdoor te voorschijn. Vervolgens konden met de schep de fijnere sedimentatiestructuren in het smeltwaterzand zichtbaar gemaakt worden. (zie onderstaande foto's).
De onderste 2-4 meter van het profiel werd ingenomen door Noordhorn- en Nieuweschoot-keileem, met in deze laatste onregelmatige, scherp begrensde schollen en partijen Voorst- en Oudemirdum-keileem. Daartussenin en deels ook erop liggend waren onregelmatige lagen en lenzen smeltwaterzand zichtbaar. Het smeltwaterzand was tamelijk grofkorrelig, duidelijk gelaagd en had een typische rossig bruingele kleur. Het zand komt geheel overeen met smeltwater-afzettingen, die eerder aan de Kreupelstraat in de stad Groningen en op het Hortus-terrein in Haren konden worden waargenomen.
Rossig gekleurde, gedeformeerde pakketten smeltwaterzand
Een lens van smeltwaterzand in Nieuweschoot-keileem, langs de N33 bij Gieten (Dr.)
Het zandpakket lijkt ijstektonisch te zijn vervormd. De vervormingen zijn echter het gevolg van smeltprocessen in het ijs van de Hondsrug-ijsstroom, waarbij een pakket aan glacigene afzettingen is afgegleden, verbroken en vervormd.
Van dichtbij blijkt dat de sedimentaire structuren in het zand flink verstoord zijn. Overschuiving en plooiing gaan hand in hand.
Van dichtbij is te zien dat de oorspronkelijke zandpakket gedeformeerd is. Aanwezige structuren als (scheve) gelaagdheid, zijn in het smeltwaterzand sterk verstoord.
Smeltwaterzand, detail - N33 bij Gieten (Dr.)
De onderbroken rossig bruine bandjes maken duidelijk dat delen van het zandpakket door kleinschalige afschuivingen gedeformeerd zijn. Van een afstand lijken de onderbroken bruine bandjes op golfribbelstructuren, wat ze niet zijn. Eén van de afschuivingsvlakken is duidelijk zichtbaar.
Smeltwaterzand, detail - N33 bij Gieten (Dr.)
In delen van de grootste aangesneden zandlens was scheve gelaagdheid zichtbaar. Boven en onder deze secties is het zand fijnkorreliger. In het midden van de foto, direct boven de scheve gelaagdheid, zijn enigszins vervormde golfribbelstructuren zichtbaar.
De gelaagdheid van het smeltwaterzand was overal verstoord, soms zo sterk dat aan stuwing of aan cryoturbatie gedacht werd. De diepte onder het maaiveld maakte duidelijk dat vervorming door cryoturbatie uitgesloten was. De vervorming/verkneding moest van glaciale oorsprong zijn. De afzonderlijke lenzen en lagen smeltwaterzand waren zeker over meer dan 100 meter in het profiel te volgen. Hoewel de pakketten smeltwaterzand in horizontale richting los van elkaar in het profiel voorkwamen, maakten ze de indruk ooit één geheel te hebben gevormd. Uit de profielen komt een beeld naar voren van een pakket glacigene afzettingen dat kenmerken heeft van een ‘melt-out-till’ en mogelijk ook van een 'flow-till'
Voorst- en Nieuweschoot-keileem zijn door de Hondsrug-ijsstroom niet als grondmorene op de ondergrond afgezet. Het glacigene materiaal bevond zich op een hoger niveau, englaciaal of supraglaciaal, in het ijs van de Hondsrug-ijsstroom. Smeltwater op en in het ijs heeft dit keileempakket aangetast, geërodeerd en deels uitgespoeld. Afhankelijk van de hoeveelheid en stroomsnelheid van het smeltwater zijn gelaagde smeltwaterafzettingen gevormd. Deze bestonden uit fijngelaagd zand, pakketten grof, vaak grindhoudend zand en keienpakkingen, die door snelstromend water bijeengespoeld moeten zijn. De ruimten tussen de stenen zijn gevuld met zeer grof zand en grind.
Keileem-conglomeraat uit Nieuweschoot-keileem - Engels Kamp, Groningen
Op verschillende plaatsen zijn lagen met opeengepakte zwerfstenen, die in afwisseling met smeltwaterzanden en slierten keileem in Nieuweschoot-keileem aanwezig zijn, secundair door kalk verkit tot keihard conglomeraat. Dit fragment is afkomstig van een randgedeelte van een metersdikke keienpakking, die met pneumatische hamers 'weggegraven' moest worden.
Keileem-conglomeraat uit Nieuweschoot-keileem - Emmen (Dr.)
Aan dit door uitscheiding van kalk verkit brok is goed te zien dat de ruimten tussen de stenen in keienpakkingen opgevuld zijn met zeer grof zand en grind. De kalkzwerfstenen bezitten een mat en geblutst uiterlijk. De stenen zijn door smeltwater afgerond.
Het ongelijkmatige smelten van het ijs kan oorzaak zijn geweest dat smeltwaterafzettingen, keienpakkingen en keileem uit positie zijn geraakt en zijn vergleden, waardoor de sedimenten op een lager niveau of zelfs op de ondergrond zijn terechtgekomen. Een deel van het glacigene materiaal zou zelfs als een flow-till langs de ijshelling naar beneden kunnen zijn gegleden. Dat de samenhang van het glacigene pakket voor een belangrijk gedeelte verloren is gegaan, is het onvermijdelijk gevolg van verspoeling en het eventuele verglijden ervan. Het verschuiven leidde tot vervorming van smeltwaterpakketten, waardoor in het zand en keileem structuren ontstonden die aan glaciale stuwing doen denken.
Een complicerende factor is, dat de keileemafzettingen op de Hondsrug en de andere zandruggen, tijdens en na afzetting door het relatief snel bewegende ijs, geërodeerd zijn. Nieuweschoot- en Emmen-keileem komen in hoofdzaak voor op de oostelijke tak van de Hondsrug en verder vrijwel uitsluitend op de hoogste delen van de overige zandruggen. Op de flanken van de ruggen verdwijnt eerst Nieuweschoot-/Emmen-keileem, vervolgens wigt Noordhorn-/Assen-keileem op de overgang naar de tussengelegen laagtes uit. Waarschijnlijk gingen sedimentatie en glaciale erosie hand in hand in de Hondsrug-ijsstroom.