Zwerfstenen bestaan uit allerlei soorten gesteente. Bij de opbouw van gesteenten zijn mineralen betrokken. De meeste gesteenten zijn samengesteld uit een aantal verschillende mineralen. Slechts enkele gesteenten bestaan uit één enkel mineraal. Deze laatste noemt men monomineraal. In de aardkorst komen een groot aantal mineraalsoorten voor, ieder met zijn specifieke samenstelling, kleur en kristalvorm.

Van de duizenden soorten mineralen die op aarde voorkomen is slechts een gering aantal betrokken bij de opbouw van gesteenten. Het zijn niet meer dan zo'n vijftien verschillende mineralen. Het moet voor iedereen te doen zijn om deze gesteentevormende mineralen te leren herkennen. Per slot van rekening is het voor de meesten van ons ook niet moeilijk om uit het hoofd een serie automerken te noemen en daar ook nog een beeld bij te hebben. Weten we welke mineralen of fragmenten daarvan voorkomen, dan kunnen we zwerfstenen in veel gevallen ook een naam geven.

Drie hoofdgroepen

Om een beter inzicht te krijgen in gesteenten en hun wijze van ontstaan, worden  gesteenten in drie hoofdgroepen ingedeeld. Deze indeling is ook op zwerfstenen van toepassing.

De drie hoofdgroepen zijn:
 

1. Stollingsgesteenten

2. Sedimentaire gesteenten

3. Metamorfe gesteenten

Zwerfsteen voorbeelden van de groepen

De eerste groep noemt men ook wel magmatieten, omdat deze uit gesmolten gesteente (=magma) zijn ontstaan. Sedimenten, de tweede groep, duidt men wel aan als afzettingsgesteenten. Hoewel sedimentaire gesteenten een zeer heterogene groep vormen, hebben zwerfsteenliefhebbers het makkelijk. Sedimentaire zwerfstenen bestaan in hoofdzaak uit afbraakgesteenten zoals kleisteen, zandsteen en conglomeraat. De overige sedimentaire categorieën, op vuursteen na, komen als noordelijke zwerfsteen, nauwelijks of niet voor. De derde groep wordt gevormd door metamorfieten of metamorfe gesteenten. Deze noemt men ook wel omzettingsgesteenten. Metamorfieten ontstaan als gevolg van hoge druk en bij een sterk verhoogde temperatuur meest diep in de aardkorst uit gesteenten van beide vorige groepen. Deze omzetting noemt men metamorfose

Naast de drie hoofdgroepen onderscheidt men verder nog:

Metasomatische gesteenten

Deze ontstaan door verandering van de chemische en mineralogische samenstelling in vaste toestand. Deze gesteenten zijn in zekere zin metamorf te noemen. Zwerfstenen uit deze groep komen sporadisch voor. We herkennen er zwerfsteensoorten in als Zweedse en Finse Helsinkiet.

Migmatieten

Hoewel eveneens metamorf van aard, spelen naast metamorfe processen ook metasomatose en opsmeltingsprocessen een rol, waarbij op grote schaal minerale bestanddelen (re)kristalliseren. Migmatieten nemen een positie in tussen metamorfe en magmatische gesteenten. Migmatiet komt als zwerfsteen zeer veel en in verschillende typen voor.

Mantelgesteenten

Deze vormen in meerdere opzichten een bijzondere groep, die niet eenvoudig als stollingsgesteenten of als metamorfieten beschouwd kunnen worden. Afgezien van basalt, dat door selectieve opsmelting van mantelgesteente is ontstaan, komen echte mantelgesteenten onder zwerfstenen bijzonder weinig voor. Voorbeelden zijn peridotiet, dat meestal omgezet is in serpentiniet en daarnaast sommige vormen van eclogiet.

De drie hoofdgroepen nader bekeken

1. Stollingsgesteenten ofwel magmatieten

Gesteenten uit deze groep ontstaan door het vast worden ofwel het kristalliseren van gesmolten gesteente (magma/lava). Vindt kristallisatie plaats diep in de aardkorst, dan vormen zich meest grofkorrelige gesteenten die men dieptegesteenten noemt. Een andere naam hiervoor is plutoniet, genoemd naar Pluto, de Griekse god van de onderwereld. graniet en gabbro zijn plutonieten.

Zwerfsteen voorbeelden dieptegesteenten

Dringt magma door vulkanische activiteiten door tot aan het aardoppervlak, dan ontstaan door snelle afkoeling van de uitvloeiende lava en/of door explosief vulkanisch geweld allerlei fijnkorrelige gesteenten. Deze noemt men vulkanieten. De uitdrukking 'uitvloeiingsgesteente' is verouderd omdat niet elk vulkanisch gesteente door stolling van lava is ontstaan.
 

Zwerfsteen voorbeelden van vulkanische gesteenten

Tussen plutonieten en vulkanieten bestaat een groep overgangsgesteenten. Deze duidt men aan als ganggesteenten. Hoewel het begrip ganggesteente in de petrologie aan discussie onderhevig is, blijft deze groep in de zwerfsteengeologie gehandhaafd. Het ontstaansmilieu van ganggesteenten speelt bij zwerfstenen nauwelijks een rol, hun afwijkende en herkenbare structuur echter wel.
 

Zwerfsteen voorbeelden van ganggesteenten

2. Sedimentaire ofwel afzettingsgesteenten

Sedimentaire gesteenten ontstaan door afzetting van gesteentemateriaal op land of in zee. Men noemt ze ook wel afzettingsgesteenten, hoewel dit begrip de lading niet helemaal dekt. Sedimenten, die we onder zwerfstenen aantreffen, zijn veelal ontstaan uit verwerings (afbraak)producten van andere gesteenten. Deze afbraakproducten ontstaan aan het aardoppervlak.

Zwerfsteen voorbeelden van conglomeraat en conglomeratische zandsteen

Afhankelijk van de gevoeligheid voor mechanische verkleining en/of chemische oplossing blijven van gesteenten producten over die door zwaartekracht en water en/of wind afgevoerd worden en elders in lagen boven elkaar worden afgezet. Bij dit transport vindt veelal selectie plaats naar grootte en gewicht. Afhankelijk van de stroom/windsnelheid en wisselingen daarin tonen sedimentaire gesteenten vaak een gelaagdheid. Sedimenten ontstaan meestal in ondiepe zeeën waarin ook allerlei zeeleven aanwezig is. Daarom bevatten sedimentaire gesteenten vaak fossielen. In beide andere groepen komen die niet of nauwelijks voor.

Zwerfsteen voorbeelden van zandsteen

Afhankelijk van hun ontstaanswijze onderscheidt men verschillende categorieën sedimenten. Onder zwerfstenen zijn dit vooral zandstenen en conglomeraten, afbraakgesteenten dus. Vuurstenen zijn ook van sedimentaire oorsprong, hoewel deze anders dan bijvoorbeeld zandsteen door chemische neerslag van silica zijn ontstaan. Vuursteen vormt onregelmatige knollen, pijpen en platen in zacht krijtgesteente.

In veel zandstenen zijn de korrels door silica of kiezel met elkaar verkit, vandaar dat deze wel kwartsietische zandsteen genoemd worden. Zwerfstenen van zandsteen vallen voornamelijk in deze categorie. In onverweerde keileem komen ook kalkzandstenen. Bekend is de grijsgroene glimmerhoudende kogelzandsteen, waarin de zandkorrels door calciet met elkaar verkit zijn. Deze zandsteen is van Midden-Devonische ouderdom. Zwerfstenen van kogelzandsteen zijn gevonden bij Gieten, in Emmen en vooral in de strook op de noordelijke Hondsrug tussen Haren en het noorden van de stad Groningen.

Tenslotte bestaat er nog plaatseigen zandsteen. Dit zijn ook kalkzandstenen, maar zijn geen zwerfstenen, omdat deze zandsteen ter plaatse door uitscheiding van kalk uit grondwater is ontstaan. Plaatseigen zandsteen komt lokaal voor in Oost-Drenthe, in het Gooi en in Zuid-Limburg.

Zwerfsteen voorbeelden van kalksteen

3. Metamorfe ofwel omzettingsgesteenten

Gesteenten uit deze groep komen als zwerfsteen bijzonder veel voor. Metamorfe gesteenten ontstaan op grote diepte in de aardkorst door omzetting uit andere gesteenten, onder invloed van druk en bij een verhoogde temperatuur. Het omzettingsproces, waarbij rekristallisatie van de minerale bestanddelen optreedt, vindt plaats in vaste toestand.

Metamorfose kan optreden bij elk type gesteente. Statische druk alleen is onvoldoende om tot metamorfose te komen. Afzettingsgesteenten die zich bijvoorbeeld bij Delfzijl, in de provincie Groningen, op een diepte bevinden van meer dan 6 km zijn onveranderd. Het zijn nog steeds sedimenten, van metamorfose geen spoor. Pas als de omgevingstemperatuur tussen 200 en 300 graden is gestegen, kan metamorfose plaats vinden.

Grootschalige gesteentemetamorfose is het gevolg van platentektoniek. Door het botsen van continentale aardkorstplaten ontstaan gebergten. Bij de vorming ervan worden gesteenten tot grote diepte in de aardkorst geperst. Druk en temperatuur lopen hierbij steeds verder op. Als gevolg hiervan metamorfoseren gesteenten. Bij metamorfose vallen bestaande mineralen in hun onderdelen uiteen. Uit deze bouwstenen ontstaan nieuwe (= andere) mineralen. De nieuw gevormde mineralen rangschikken zich loodrecht op de drukrichting. Metamorfe gesteenten hebben daardoor heel vaak een gestreept uiterlijk. Deze streping moet echter niet verward worden met gelaagdheid. Gelaagdheid is alleen aanwezig bij sedimenten. De streperigheid bij metamorfieten noemt men foliatie of schistositeit.

Verdieping:

Diepte-, gang en uitvloeiingsgesteenten. Hoe ontstaan ze?
 

Dieptegesteenten
Dieptegesteenten noemt men ook wel plutonieten, naar Pluto, de Griekse god voor de onderwereld. Gesteenten uit deze categorie ontstaan meest op grote diepte in de aardkorst.

Door zijn geringere dichtheid heeft gesmolten gesteente (=magma) de neiging om via spleten en scheuren in de aardkorst op te stijgen, vergelijk het maar met het opstijgen van oliedruppels in water. Magma van hoge temperatuur is in staat om in de onderste regionen van de aardkorst bestaande gesteenten op te smelten. Hierdoor ontstaan geleidelijk enorme ophopingen van magma. Opstijging hiervan leidt tot afkoeling waardoor magma langzaam tot vaste gesteente verhardt, een proces dat waarschijnlijk miljoenen jaren duurt.

In tegenstelling tot vulkanische gesteenten bevatten dieptegesteenten in de regel geen holten. De enorme druk van een kilometers dik pakket  bovenliggend gesteente voorkomt dit. Desondanks komen in sommige granieten kleine kristalholten voor. In de laatste fase van vastwording zijn hierin mineralen als kwarts en veldspaat uitgekristalliseerd. Deze kristalgrotjes noemt men miarolitische holten. We komen ze tegen in sommige rapakivigesteenten. Miarolietische holten in zwerfstenen zijn in de meeste gevallen slechts enkele milllimeters groot.

De kristallisatie van magma wordt gestuurd door de temperatuur. Bij afkoeling van het magma beginnen zich kristallen af te scheiden, eerst exotische mineralen en ertsen, zoals zirkoon, apatiet, magnetiet en titaniet. Daarna kristalliseren de mafische, dus ijzer- en magnesiumrijke mineralen, zoals olivijn, augiet, hoornblende en biotiet. Tenslotte komen kaliveldspaat en kwarts aan de beurt.

Mineralen die in een vroege fase uitkristalliseren hebben nog alle ruimte om een eigen vorm aan te nemen. Naar mate de verharding van het magma vordert blijft er steeds minder ruimte over. Als laatste kristalliseert in de regel kwarts. Omdat er in deze fase weinig ruimte beschikbaar is, vult kwarts de ruimten tussen de overige kristallen op. In graniet hebben kwartskristallen meestal geen eigen vorm. Kwarts vormt daarin vaak onregelmatige opeenhopingen (=aggregaten). 

Afhankelijk van verschillende factoren kan de kristallisatievolgorde bij granieten anders verlopen. We zien dit bijvoorbeeld heel fraai bij rapakivi’s. Kwarts en kaliveldspaat zijn hierin al in een vroeg stadium gekristalliseerd. We herkennen deze als rondachtige eerstelingen, waarbij die van kaliveldspaat vaak omgeven zijn door een dunne mantel van plagioklaas. In dit geval kristalliseerde plagioklaas dus later dan de kaliveldspaat. De ronde kwartsen in rapakivi zijn het gevolg van resorptie (=oplossing). In silicarijk magma vormen zich al in een vroeg stadium kwartskristallen. Deze hebben de vorm van een dubbelpiramide. Naar mate de kristallisatie in rapakivimagma vordert ontstaan omstandigheden waarbij de pas gevormde kwartskristallen beginnen op te lossen, het eerst aan de randen en uiteinden. Vandaar de ronde tot ovale vorm van kwartseerstelingen in sommige rapakivigranieten.
 

 Aland-rapakivi - Zwerfsteen van Gieten (Dr.)

De steen toont de typische rapakivistructuur, ronde eerstelingen
(ovoïden) die omgeven zijn door een ring van witverweerde plagioklaas. Ruimtelijk gezien zijn de ringen dunne mantels die de bolvormige kaliveldspaten omhullen. Alandrapakivi is een zeer goed voorbeeld van een porfierische graniet.

Het komt ook voor dat in magmalichamen vroeg gevormde, meest donker gekleurde, ijzer- en magnesiumrijke mineralen als gevolg van de zwaartekracht naar de bodem van het magmareservoir zakken. Hierdoor ontstaan verdeeld over het magmalichaam gesteenten die in samenstelling verschillen. Onderaan vinden we gabbro’s en aanverwante gesteenten. Vaak komen hier ook opeenhopingen van nikkel- en ijzerertsen voor. Verder naar boven worden de gesteenten steeds rijker aan kiezelzuur met bovenaan graniet. Dit proces noemt men magma-differentiatie.


Ganggesteenten
Ganggesteenten worden in de petrologie niet langer als afzonderlijke groep beschouwd. Zij vormen een diffuse overgangsgroep tussen dieptegesteenten en vulkanieten. In de petrologie deelt men ganggesteenten in bij zowel dieptegesteenten als bij vulkanieten, al naar gelang de korrelgrootte van de grondmassa. In de zwerfsteenkunde blijven ganggesteenten gehandhaafd, omdat hier andere onderscheidingscriteria gelden. 

Ganggesteenten noemt men ook wel hypabyssische gesteenten. Zij ontstaan meestal door vulkanische activiteit, waarbij het magma onderaards in gangen en spleten van het omringende gesteente blijft steken. Ook bij oppersingen van magma op grotere diepte in de aardkorst kunnen ganggesteenten ontstaan. Afhankelijk van de grootte (lees breedte) van de spleetvulling kristalliseert het magma meer of minder snel. In smalle spleten is de afkoeling door het nevengesteente zo groot dat fijnkorrelige gesteenten ontstaan. Deze verschillen qua uiterlijk soms niet van bepaalde lavagesteenten. Bredere spleetvullingen kristalliseren langzamer, vooral als deze honderden meters breed zijn. In Zuid-Finland zijn in het rapakivigebied van Viborg, oostelijk van Helsinki, ganggesteenten gevonden die qua uiterlijk niet te onderscheiden zijn van grootkorrelige dieptegesteenten. Deze brede spleetvullingen kunnen een lengte bereiken van tientallen kilometers!

Finse graniet-porfier is een karakteristiek ganggesteente dat als zwerfsteen vaak in Oost-Drenthe gevonden wordt. Het gesteente bevat een wisselend aantal grotere, vaak kristallografisch begrensde veldpaatkristallen, naast kwartseerstelingen en aggregaten van donkere mineralen. Deze grotere kristallen liggen ingebed in een grondmassa van zeer kleine granitische mineralen. Finse graniet-porfier staat model voor het uiterlijk van een porfierisch ganggesteente.

Pegmatiet vormt een bijzondere vorm van ganggesteente. Dit meestal zeer kwarts- en veldspaatrijke gesteente vormt onregelmatige, vaak vingervormige uitstulpingen aan de buitenkant van grote magmalichamen. In de laatste fase van kristallisatie is onder grote gasdruk een zeer dunvloeibaar restmagma in het omringende vaste gesteente geperst. De geringe viscositeit van het restmagma maakt het mogelijk dat atomen en moleculen zich gemakkelijk naar kristalkiemen kunnen verplaatsen. Als gevolg hiervan zijn bijzonder grote kristallen gevormd, soms wel van honderden kubieke meters inhoud.

Door de exotische samenstelling van veel silicarijke restsmelten zijn in pegmatieten vaak fraaie en ook zeldzame mineralen ontstaan. Pegmatieten noemt men daarom wel de ‘kraamkamers’ van edelstenen en zeldzame mineralen.

Een bijzondere vorm van pegmatiet is schriftgraniet. Kwarts vormt hierin lange smalle lijsten die tegen en om de kristalvlakken van de kaliveldspaat is gegroeid. Op dwarsdoorsnede vormen de kwartslijsten figuren die veel lijken op bepaalde Hebraïsche of Arabische lettertekens.

Vulkanieten
Vulkanieten worden in zwerfsteenboeken vaak als uitvloeiingsgesteenten aangeduid. In tegenstelling tot dieptegesteenten verloopt de kristallisatie bij vulkanieten geheel anders. Bij het uitvloeien van lava verdwijnt de druk zeer plotseling. Opgeloste gassen kunnen direct naar de atmosfeer ontwijken. Dunvloeibare basaltische lava’s ontgassen hierdoor snel. Eenmaal blootgesteld aan atmosferische afkoeling zakt de temperatuur van lava meestal zeer snel, waardoor het verharden al na korte tijd plaats vindt. Deze omstandigheden bepalen in hoge mate de structuur en dichtheid van vulkanische gesteenten. Door de korte kristallisatie-tijd zijn deze meestal zeer dicht of op zijn minst zeer fijnkorrelig. De snelle afkoeling verhinderde het ontstaan van zichtbare kristallen.

Toch zijn in veel vulkanische gesteenten verspreid vaak talrijke grotere kristallen aanwezig. Deze waren al in een eerder stadium ontstaan en zweefden als vaste kristallen in het vloeibare gesteente ten tijde van de eruptie van de lava. Bij het verharden van de lava ontstaat daardoor een typische porfierstructuur: Grote, meest idiomorfe kristallen ‘zweven’ in een zeer fijnkorrelige tot dichte grondmassa.

De uit de krater stromende lava vloeit afhankelijk van de viscositeit sneller of langzamer.  Al aanwezige kristallen rangschikken zich in de bewegingsrichting van de lava waardoor een soort fluïdale structuur ontstaat. In basaltische zwerfstenen komen we hiervan fraaie voorbeelden tegen.

Fluïdale structuren zien we dikwijls ook in kwartsporfier. Silicarijk magma is zo visceus dat dit vrijwel niet als lava vloeit. Opgeloste gassen kunnen maar slecht ontwijken. Bij vulkanische uitbarstingen van silicarijk magma ontstaan daardoor bijzonder explosieve situaties, waarbij het magma in fijne druppeltjes uit de krater gestoten wordt, vergezeld van vulkanische gassen en een massa losgerukte en verpulverde gesteentefragmenten. De uitgestoten massa is zwaarder dan lucht en stroomt met grote snelheden als een lawine langs het vulkaanhellingen naar beneden. Men noemt dit wel pyroklastische stromen ofwel gloedwolken. Gloedwolken kunnen grote gebieden met vulkanische producten bedekken en zijn door hun hoge temperatuur zeer verwoestend. 

Bij het sedimenteren op de ondergrond kunnen de losse bestanddelen van een gloedwolk door de intense hitte aaneen sinteren tot een keihard gesteente, dat we ignimbriet noemen. De meegevoerde, door hitte plastische puimsteenbrokjes worden door de druk van bovenliggende lagen tot dunne pannekoekachtige plakjes uitgewalst. Op doorsnede tonen deze zich als korte of iets langere puntige, evenwijdig gerangschikte slierten, die wel wat op vlammetjes lijken. Vandaar de Italiaanse naam 'fiamme'. Ignimbrieten vertonen dikwijls een prachtige fluïdale structuur. Door het dichte karakter rekent men ignimbrieten tot stollingsgesteenten, hoewel het strikt genomen afzettingsgesteenten zijn.

Terug