Losse sedimenten zoals klei, löss en zand beschouwt men in de geologie als gesteente. De overgang van los materiaal naar een meer vast gesteente verloopt namelijk gradueel. Als zandafzettingen door andere bodemlagen bedekt raken, kunnen zandkorrels door circulerend grondwater heel geleidelijk met elkaar verkitten.

Gelaagd smeltwaterzand uit de Elster-ijstijd - Werpeloh (Dld.)

Eenmaal gesedimenteerd kunnen er met het afzette zand twee dingen gebeuren. Het zand kan door geologische gebeurtenissen eroderen en verdwijnen. Zandafzettingen kunnen ook bedekt raken door andere, jongere afzettingen. Dit gebeurt vooral in situaties met een dalende bodem, zoals in ons land. Zandlagen komen hierdoor op een steeds dieper niveau in de aardkorst te liggen. Circulerend grondwater met daarin opgelost silica, kalk of ijzer verkit de zandkorrels, waardoor zandsteen ontstaat. 

Van zand tot zandsteen

Grondwater bevat altijd opgeloste stoffen, waaronder ijzer en kalk. Ook silica kan in water oplossen. Dit laatste gebeurt vooral bij zandafzettingen die op wat grotere diepte in de aardkorst begraven zijn. Door het gewicht van bovenliggende afzettingen worden zandkorrels sterker op elkaar gedrukt. Omdat de raakvlakjes van de ronde korrels erg klein zijn, lost op die plaatsen een beetje zand op. De opgeloste silica wordt door circulerend grondwater in de poriën tussen de zandkorrels afgescheiden. Zandkorrels zijn in feite kleine kristalfragmenten. Opgeloste silica zet zich hierop af, waardoor zandkorrels groeien en met elkaar verkitten. De verkiezeling van zandafzettingen is een geleidelijk verlopend proces.

Bontzandsteen, oud verkit woestijnzand

Zand-zandsteen-zand

Zand verandert door verkitting van de korrels in zandsteen. Omgekeerd kan zandsteen ook weer tot los zand verweren. Dit laatste is te zien in de Duitse Pfalz en de Franse Vogezen, waar rode bontzandsteenrotsen plaatselijk zo verweren, dat op verschillende plaatsen afzettingen van roodkleurig zand zijn ontstaan. Het losse bontzandsteen-zand wordt hier en daar in kleine zandgroeves geëxploiteerd. De bekende Old Red zandsteen uit het Vroeg-Devoon van Estland en Letland en aangrenzend Oostzeegebied, is lokaal zo slecht verkit, dat dit door verwering makkelijk weer tot los zand uiteenvalt. Aan het Peipusmeer in Estland bestaan sommige stranden en duinen louter uit zand van verweerde Devonische Old Red zandsteen. Ook in ons land merken we daar iets van. In Oost-Drenthe komt op de zandruggen van het Hondsrug-complex een roodbruin gekleurde keileem voor. Deze morene dankt zijn kleur aan klei en zand dat het gletsjerijs in de Saale-ijstijd uit Old-red zandsteen in het Oostzeegebied heeft opgenomen.

Old Red zandsteen, woestijnzand uit het Devoon

Old red zandkorrels in keileem in Groningen en Drenthe

Zandsteen is verkit zand

Zand dat diagenetisch verhardt, noemt men zandsteen. Het is een kwestie van tijd en vaak ook van diepte, dat afzettingen van los zand in de bodem in zandsteen veranderen. Zandkorrels kunnen door kiezel, kalk, ijzer en door kleideeltjes, met elkaar verkitten tot zandsteen. Dit gebeurt door circulerend poriewater, met opgeloste stoffen en die deze rond de zandkorrels en in de poriën afzet. Ook oppervlakkig gelegen zandlagen kunnen onder warm/vochtige omstandigheden geheel of gedeeltelijk in keiharde kiezelzandsteen veranderen. Het bekende cement-kwartsiet (silcrete) is zo ontstaan.

Cementkwartsiet  - Zwerfsteen van Borger (Dr.)

Dit keiharde gesteente is door verkiezeling ontstaan. Cement-kwartsiet van noordelijke origine is zeldzaam. Zwerfstenen zijn waarschijnlijk afkomstig uit Denemarken. Ondiep gelegen zandafzettingen zijn in het Tertiair, in een warm-vochtig klimaat, door toevoer van silica in grondwater verkiezeld. Hierbij zijn de poriën in het zand volledig opgevuld met kiezelmateriaal. Van dichtbij heeft cement-kwartsiet een structuur die op voegen-cement lijkt. Cement-kwartsiet komt als oostelijke en zuidelijke zwerfsteen in ons land meer voor. Sommige typen zijn ontwikkeld als conglomeraat. 

Plaatseigen zandsteen

In het Gooi zijn in zandgraverijen grillig gevormde keiharde zandsteenpartijen aangetroffen. Het zand is daar lokaal door kalk verkit. De kalk is afkomstig uit verweerde keileem. Het is daarin door wegzijgend regenwater opgelost. Hetzelfde is het geval op de zuidelijke Hondsrug bij Emmen. Door de hoge ligging zijn aanwezige kalk en kalkstenen in oppervlakkig gelegen keileemlagen opgelost. De opgeloste kalk is met grondwater naar diepere niveau’s gemigreerd. Aan de onderzijde van het keileempakket is het onderliggende zand verkit tot zandsteen. Door wijze van kristallisatie vormt kalk samen met ingegroeide zandkorrels kogelvormige structuren van een paar millimeter doorsnede, oplopend tot een paar centimeter. Hoewel het (kalk)zandsteen is, speelt transport in dit geval geen rol. Men spreekt daarom van plaatseigen zandsteen.

Plaatseigen kogel-zandsteen - Dierentuin Emmen (Dr.)

Zandafzettingen op de zuidelijke Hondsrug, die Oost-Baltische keileem aan de onderzijde begrenzen, zijn lokaal door circulerend kalkhoudend grondwater verkit. De kristallisatie van calciet in de poriën van het zand heeft kogelvormige structuren gevormd. De kogels kunnen doorsneden bereiken van enkele centimeters.

Terug