Lemland-graniet, maar dan anders

Bij Grollo is een grote zwerfsteen gevonden, met een bijzondere uiterlijk. Het betreft een apliet-graniet in een heel bijzondere combinatie met pegmatiet en een randje graniet. De kei is door het Hunebedcentrum verworven en ligt nu in het Kenniscentrum, in de gang naar de ijstijd-expositie.

De grillige structuur van deze zwerfsteen wordt veroorzaakt door een combinatie van drie gesteentesoorten: apliet, pegmatiet en graniet. De zwerfsteen is gevonden bij Grollo (Dr.). Het blijkt een variant (ganggesteente) te zijn van Lemland-graniet, afkomstig van Aland in zuidwest-Finland.

Gesteenten die uit magma zijn gekristalliseerd, noemt men stollingsgesteenten ofwel magmatieten. Dit kan op verschillende manieren gebeuren: op kilometers diepte in de aardkorst, in scheuren en spleten van de bovenste aardkorst of aan het aardoppervlak. Stollingsgesteenten bestaan uit hecht verbonden kristallen van mineralen. Duurt de kristallisatie lang, dan ontstaan vaak grote kristallen, zijn het lavagesteenten, dan ontstaan door de snelle afkoeling aan de atmosfeer alleen kleine tot zeer kleine kristallen.

De samenstelling van gesteenten bepaalt hun naam. Daar bestaan afspraken over. Graniet bestaat uit kristallen van een viertal mineralen: kaliveldspaat, plagioklaas, kwarts en glimmer. Vind je een (zwerf)kei van deze samenstelling, en schat je het percentage kwarts op 20% of meer, dan weet je zeker dat je met graniet te maken hebt, hoe verschillend deze er ook uit kunnen zien.

Waar komt de kei van Grollo vandaan?

Apliet en pegmatiet zijn geen geschikte gidsgesteenten. Beide gesteenten komen op bijzonder veel plaatsen in Zweden en Finland voor. Bovendien zijn de voorkomens vaak onbetekenend. Maar, er zijn uitzonderingen.

De eerste betreft een voorkomen van pegmatiet op het Zweedse eiland Utö, zuidelijk van Stockholm. Deze bevat kleine blauwe kristallen van toermalijn. Indigoliet noemt men die. Van Utö-pegmatiet is tot dusver één klein zwerfsteentje bekend van Noordbroek (Gr.). De tweede uitzondering is Aland-apliet. Deze is ook als gidsgesteente te beschouwen. Niet dat een specifieke locatie op Aland aangewezen kan worden voor de herkomst van zwerfstenen.  Roodachtige Aland-apliet is een gidsgesteente in de zin ‘sensu lato’. Dit betekent, dat het op meerdere plaatsen voorkomt, maar alleen op Aland.

Utö-pegmatiet - Zwerfsteen van Noordbroek (Gr.)

Pegmatiet bevat vaak accessorische mineralen als granaat, toermalijn, lithiumglimmer e.d.. De meeste toermalijn is zwart. Deze variëteit noemt men 'Schorl'. Op het kleine eiland Utö bij Stockholm in Zweden komt pegmatiet voor met blauwe toermalijn (indigoliet) 

De zwerfsteen van Grollo blijkt na onderzoek een gangvariant te zijn van Lemland-graniet. Deze graniet vormt een klein voorkomen in het zuidwesten van Aland. Hoewel Lemland-graniet oppervlakkig bekeken enige gelijkenis vertoont met een porfierische rapakivi-graniet, is van verwantschap geen sprake. Lemland-graniet ontstond op een andere wijze en is ook vele miljoenen jaren ouder dan rapakivi’s in de naaste omgeving.

Binnen het omcirkelde gebied op de kaart komt Lemland-graniet voor. 

Een zwerfsteen van Lemland?

De kei van Grollo kreeg vanwege zijn bijzondere uiterlijk een plaats in de ijstijd-expositie in het Kenniscentrum. Daar herkende Xander de Jong van het Natuurmuseum Nijmegen de steen als een variant van Lemland-graniet. De Jong was meerdere keren op Aland. Hij verzamelde onder meer gesteentemonsters van Lemland-graniet op een paar eilanden voor de kust. Uit zijn onderzoek bleek dat de zwerfkei van Grollo een ganggesteente van Lemland-graniet was. Op zich niet bijzonder, Lemland-graniet komt als zwerfsteen in het Hondsrug-gebied meer voor.

De zwerfsteen bevat in de grovere delen oranjerode kaliveldspaat en vrij veel witte plagioklaas. De kleur van de kaliveldspaat wijkt af van die welke we gewoonlijk in pegmatiet aantreffen. Deze is vaak lichter van tint. Ook de glans van de kaliveldspaat is minder hard dan in de meeste andere pegmatieten. Kwarts is veel aanwezig. In de pegmatietische delen is de kleur ervan donkergrijs tot diep rookkleurig.  De fijnkorrelige apliet bestaat uit een gelijkkorrelig mengsel van kaliveldspaat en kwarts. De korreling is zo fijn dat de afzonderlijke mineralen alleen met de loep zijn te onderscheiden.

Vanuit het granietvoorkomen op Aland zijn talrijke gangen van Lemland-graniet en ook van apliet en pegmatiet in de omringende Precambrische (Svecofennische) gesteenten doorgedrongen. Was de zwerfsteen van Grollo kleiner geweest, en had een klein randstuk van normale Lemland-graniet ontbroken, dan zou herkenning uitgesloten zijn geweest.

In de gesteenten van het grondgebergte op Bergö op Aland komen gangen voor van Lemland-pegmatiet en Lemland-apliet

De combinatie van apliet, pegmatiet en graniet in één zwerfsteen is reden om hieronder iets meer te schrijven over beide eerstgenoemde gesteentesoorten, want…..

Wat is apliet voor gesteente?

Apliet is een ganggesteente. Het is een fijnkorrelig stollingsgesteente dat doorgaans smalle spleetvullingen vormt in andere gesteenten. Meestal gaat het om het granietmassief zelf, dat door aplietgangen doorsneden wordt. De korrelgrootte van apliet is fijn tot zeer fijn. In sommige gevallen zijn de afzonderlijke kristallen alleen met de loep te zien. De fijnkorreligheid wordt veroorzaakt doordat het magma waaruit apliet ontstaan is, relatief lang vloeibaar bleef om vervolgens plotseling te kristalliseren. Door de korte tijd die het kristalliseren in beslag neemt, ontstaat een mozaïek-achtige massa van kleine kristallen.

De meeste aplieten bestaan uit kaliveldspaat en kwarts. Daarom spreekt men ook wel van graniet-apliet. Donkere mineralen komen weinig of niet voor. In het fijnkorrelige gesteente kunnen niettemin grotere kristallen aanwezig zijn. Dit zijn vooral eerstelingen van veldspaat en kwarts. Onder rapakivi’s komen die voor. Deze typen noemt men porfier-apliet. Voorwaarde is wel dat de fijnkorrelige grondmassa uit (kali)veldspaat en kwarts bestaat. Zijn daarnaast ook veel kleine, donkere mineralen aanwezig, dan is het geen apliet, maar waarschijnlijk een porfierische micro-graniet, ook wel granietporfier genoemd.

Apliet is licht van kleur: wit, lichtgrijs, geel, roze, grijsrood. Een uitzondering is Aland-apliet, een lid van de rapakivi-familie.  Zwerfstenen hiervan zijn vaak geelrood, bruinrood of zelfs steenrood. De rode kleur in rapakivi-gesteenten wordt veroorzaakt door hematiet (=ijzeroxide), dat in zeer geringe hoeveelheden kaliveldspaten rood kleurt.

Biotiet komt in apliet nauwelijks voor, maar hierop vormen rapakivi’s ook weer een uitzondering. Prick-graniet is een porfier-aplietische rapakivi met donkere vlekjes van biotiet. Zilverwitte muscoviet komt in apliet vaker voor, soms in combinatie met zwarte toermalijn. Verder zijn sommige aplieten doorspekt met kleine rode granaatjes.

Behalve apliet met een granietische samenstelling kennen we ook syeniet-apliet. Syeniet-apliet lijkt erg veel op graniet-apliet, maar mist kwarts. Zwerfstenen hiervan zijn uiterst zeldzaam. Nordmarkiet-apliet uit het Oslo-gebied in Zuid-Noorwegen is wel het bekendste type.

Van intermediaire en basische gesteenten als dioriet en gabbro zijn ook aplieten bekend, maar deze zijn erg zeldzaam. Bij zwerfstenen valt niet uit te maken of het werkelijk om apliet gaat. Zwerfsteenverzamelaars die een (zeer) fijnkorrelig type dioriet of gabbro vinden, noemen deze vaak dioriet- of gabbro-apliet. Omdat zwerfstenen context missen, is het beter is om deze fijnkorrelige zwerfsteentypen micro-dioriet en micro-gabbro te noemen.

Hoe zit het met pegmatiet?

Zwerfstenen van pegmatiet zijn niet moeilijk te vinden. Ze komen meer voor dan apliet. In de Oost-Baltische keileem in het Hondsrug-gebied is pegmatiet zelfs een algemeen zwerfsteentype. Ook het verwante schriftgraniet is niet zeldzaam. In West-Baltische zwerfsteengezelschappen, is pegmatiet veel minder algemeen. In Midden- en Zuid-Zweden, waar de meeste West-Baltische zwerfstenen vandaan komen, bevatten granieten weinig of geen pegmatiet. In het brongebied van Oost-Baltische keileem in Noord-Zweden, de Botnische Golf en vooral in Zuidwest-Finland komen pegmatieten veel meer voor.

Net als apliet is pegmatiet een ganggesteente. In tegenstelling tot deze vormt pegmatiet vaak onregelmatig gevormde uitstulpingen (apofysen) aan de buitenzijde van granietmassieven. Deze apofysen kunnen tientallen tot honderden meters groot zijn.  Bekend is ook dat neosomen (=nieuwvormingen) in migmatietgneis vaak uit pegmatiet bestaan.

Pegmatiet vormt gangen en onregelmatige uitstulpingen van graniet-batholieten. Pegmatiet vinden we daarom meestal in gesteenten van het omringende grondgebergte. De voorkomens van pegmatiet kunnen tientallen tot vele honderden meters groot zijn.

Pegmatiet lijkt in samenstelling op graniet, maar bevat in tegenstelling tot deze vaak grote tot zeer grote kristallen, vooral van (kali) veldspaat. De kleur van pegmatiet varieert, maar is meestal lichtkleurig : wit, geel-oranje, oranje tot roodachtig. Op maakt het gesteente een levendige indruk door de spiegelende splijtvlakken van kaliveldspaat. De naam van het gesteente komt uit het Latijn (pegma = balk). Dit, omdat glazig grijze kwarts in sommige pegmatieten (lees schriftgraniet) smal lijstvormig is gekristalliseerd. Op dwarsdoorsnede vormen de kwartslijsten karakteristieke wig- en haakvormige figuurtjes, die aan (Sumerische, Hebraïsche of Arabische) schrifttekens doen denken.

Het voornaamste bestanddeel in pegmatiet is kaliveldspaat. Dit veldspaatmineraal verleent de zwerfsteen ook zijn kleur. In de meeste gevallen vormt kwarts lichtgrijze aggregaten en klodders tussen de veldspaten. 

Zwerfstenen van pegmatiet zijn doorgaans niet groot. Zwerfblokken van 50 cm en meer zijn erg zeldzaam. Pegmatiet met accessorische, dus toevallig aanwezige, mineralen zijn als zwerfsteen eveneens zeldzaam. Rondachtige rode granaat komt ook geregeld voor, hoewel de granaatkristallen door omzetting en verwering vaak roestachtig tot bijna zwart zijn. Pegmatiet met gitzwarte, soms centimeters lange, kristallen van toermalijn (= schorl) worden ook geregeld opgeraapt. Bepaald zeldzaam is pegmatiet met het potlood-grijze ijzermineraal hematiet of met roze lithiumglimmer.

Zwerfblok van pegmatiet - Zwerfsteen van Langö, Hindsholm, Fünen (Dk.)

Deze pegmatiet bestaat uit drie mineralen: oranje kaliveldspaat, geelwitte plagioklaas en donker rookkleurige kwarts. Glimmer is afwezig.

Hoewel van pegmatiet bekend is dat ze grote kristallen van edelstenen kunnen bevatten, is daarvan in zwerfstenen bar weinig te vinden. Met zwarte toermalijn en roodachtige granaat houdt het wel zo ongeveer op. ‘Onze’ zwerfsteenpegmatieten bestaan in hoofdzaak uit veldspaat en kwarts.

Hoe ontstond pegmatiet?

Geen mens heeft ooit pegmatiet zien ontstaan. Begrijpelijk, want deze gesteenten vormen zich op grote diepte in de aardkorst, waar het bovendien nogal warm is. Pegmatiet kristalliseert net als graniet uit magma, maar pas als de hoofdmassa van het magmalichaam van graniet vast is geworden. Het overgebleven restmagma heeft een bijzondere, zeg maar exotische samenstelling. Naast slecht kristalliseerbare bestanddelen, bevat restmagma veel vluchtige stoffen. Bovendien is het zeer beweeglijk. Eigenlijk weet men niet goed of restmagma vloeibaar is of gasvormig of iets er tussenin. Men vermoedt het laatste, vandaar de uitdrukking fluïde.

Het restmagma staat onder hoge druk, wat verklaart waarom het vanuit het granietlichaam langs breuken en diaklazen in de omringende aardkorstgesteenten wordt geperst en daar tot pegmatiet is gekristalliseerd. De dunvloeibaarheid van het magma is oorzaak dat bestanddelen snel naar kristalkiemen kunnen migreren, waardoor er in relatief korte tijd grote tot zeer grote kristallen ontstaan. De bijzondere chemische samenstelling van restmagma verklaart ook waarom in pegmatiet bijzondere en zeldzame mineralen en soms ook ertsen voorkomen. Vaak zijn deze economisch exploitabel.

Pegmatiet met in de wand zeer grote kristallen van lichtgroene amazoniet (=kaliveldspaat) - Iveland, Agder, Noorwegen.

Pegmatiet in ultra-metamorf gesteente

Pegmatiet kan ook nog op een andere wijze ontstaan, namelijk in ultrametamorfe gesteenten als migmatietgneis.  Voorbeelden hiervan vinden we ook regelmatig in zwerfstenen.

Migmatiet ontstaat bij continentale plaatbotsingen waarbij hooggebergten ontstaan. De vorming van migmatiet vindt plaats op zeer grote diepte in de wortelzone van deze gebergten. Bij de heersende hoge druk en een sterk verhoogde temperatuur worden gesteenten zo zacht als boter, maar zijn nog wel vast. Onder deze omstandigheden worden vooral silicarijke bestanddelen in gesteenten mobiel. Door diffusie via microporiën, maar ook door opsmelting ontstaan hierdoor na kristallisatie in gneis lenzen, banden en strepen die het karakter hebben van een normaal stollingsgesteente.  Deze nieuwvormingen noemt men neosomen.  De combinatie van gneis met neosomen noemt men migmatiet .

Neosomen bestaan meestal uit granietische mineralen: kaliveldspaat, plagioklaas, kwarts en glimmer. In brede en lensvormige neosomen is vaak pegmatiet gevormd, soms vergezeld van schriftgraniet. In tegenstelling tot de eerder beschreven ontstaanswijze, bevat pegmatiet in migmatietcomplexen meestal geen zilverwitte muscoviet, maar in plaats daarvan zwarte biotiet. Ook toermalijn en andere accessorische mineralen ontbreken vaak.