Thermo- of contactmetamorfose is hierboven al even genoemd. Deze vorm
van metamorfose treedt lokaal op in centimeter- of decimeterdikke zones
onder lava-uitvloeiingen, maar is bekender in de 1 tot 2 km brede aureolen
rond magmalichamen en dito intrusies in de aardkorst. De diepte waarop
deze vorm van metamorfose veelal plaats vindt is niet zo groot, vaak slechts
een aantal kilometers onder het aardoppervlak. Uitvloeiing van lava geschiedt
uiteraard aan het aardoppervlak. Zowel bij omvangrijke lavastromen als bij
opstijgend magma in de aardkorst is warmte de sturende factor.
Het proces van thermometamorfose is te vergelijken met de fabricage van baksteen, aardewerk en porselein. Afhankelijk van de samenstelling van het kleiïge uitgangsmateriaal kunnen bij de juiste temperatuur allerlei producten worden verkregen die we graag willen hebben. Voor een goede kwaliteit porselein is andere klei nodig dan voor het verkrijgen van bakstenen. Druk speelt bij het bakproces geen enkele rol.
In de aarde zorgt de uitgestraalde hitte van de magmabron voor een vergelijkbaar bakproces. Vluchtige stoffen (fluïden) uit het magma dringen in het omgevende gesteente door en zorgen daar voor mineralogische veranderingen. Bij thermometamorfose komen in de verhitte sedimenten zelf eveneens vluchtige stoffen vrij, die reactief zijn. |
Baksteen wordt in ovens bij een hoge temperatuur uit voorgevormde, gedroogde kleistenen gebakken. In klei aanwezig ijzer reageert met zuurstof waardoor veel baksteensoorten een rode kleur krijgen. Is daarnaast ook kalk aanwezig dan bakken de stenen geel. Deze kleur is heel bekend van 'Friesche geeltjes', een baksteensoort die in Friesland veel toegepast is. Bakstenen in Groningen en het aangrenzend Ostfriesland daarentegen zijn steenrood, omdat deze uit kalkloze klei zijn gebakken. | Porselein van goede kwaliteit bakt men niet van gewone klei, maar van een kleisoort (kaolien, ook wel 'China-clay' genoemd), die uit verwerend veldspaat ontstaat. De bakkwaliteit van zuivere kaolien maakt het mogelijk om zeer dunwandige schalen, bekers en kopjes van hoge kwaliteit te maken. De kaolien verandert tijdens het bakproces bij hoge temperatuur in keihard ceramiek. |
Door de hoge temperatuur, treden in aangrenzende gesteenten, soms in
combinatie met aanwezige gassen (fluïden), omzettingen plaats die soms
van structurele maar vooral van mineralogische aard zijn. Druk speelt bij
thermometamorfose geen belangrijke rol. Men spreekt bij thermometamorfose
ook wel van contactmetamorfose, hoewel er tussen beide wel verschillen
bestaan. Bij contactmetamorfose is naast warmte ook toevoer van minerale
oplossingen vanuit het nabijgelegen, kristalliserend magma sprake.
Door de geringere dichtheid dringt magma vanuit diepere delen in de
aardkorst naar boven en komt terecht in een omgeving met koudere
gesteenten. Het omringende vaste gesteente wordt hierdoor sterk
opgewarmd, waarbij gasvormige fluïden uit het magma reacties tussen
allerlei mineralen veroorzaken. Rond magma-intrusies ontwikkelen zich
contactaureolen waarbinnen metamorfose optreedt.
Hetzelfde gebeurt als vulkanische uitbarstingen gepaard gaan met omvangrijke
lava-uitvloeiingen. De uitgestraalde hitte van de lava veroorzaakt dat
onderliggende gesteenten in mindere of meerdere mate gemetamorfoseerd
worden. In het laatste geval zien we vaak een sterke kleurverandering van
het gesteente. Sedimenten als klei- en zandsteen worden door de enorme hitte
'gefrit'. Een heel bekend voorbeeld hiervan is de vorming van 'zuiltjeszandsteen'
en cokes uit steenkool.
Gefritte tuf- en scoria afzetting - Murat, Cantal (Fr.).
De typische roodkleuring is veroorzaakt door hitte afkomstig van de bedekkende basaltlaag erboven. Basaltlava heeft een zeer hoge temperatuur (1000-1200 graden). Is de lavauitvloeiing dik genoeg dan zorgt de uitgestraalde hitte ervoor dat de onderliggende afzettingen metamorfoseren. Dit proces zorgt voor de typische oranje-rode kleur van de 'gebakken' afzettingen. |
Gefritte tuf- en lapilli afzetting - La Calera, La Gomera, Canarische eilanden.
Op een verweerde tuf- en lapilli afzetting vloeide in eerste instantie een dunne laag basaltlava uit. Deze had door zijn ruwe bovenzijde het karakter van Aa-lava. Daarna volgde een eruptie die een veel dikkere laag basalt achter liet. De hitte hiervan heeft de onderliggende vulkanische afzettingen sterk beïnvloed en gemetamorfoseerd. |
Uit magma-intrusies in de aardkorst komen soms gasvormige, mineraalrijke
fluïden vrij, die op de omringende gesteenten inwerken. Dit heeft tot gevolg
dat afhankelijk van de afstand tot de hittebron in het omringende gesteente
allerlei nieuwe mineralen ontstaan, maar ook dat bepaalde stoffen mobiel
worden en worden afgevoerd. Toch is de aan- en afvoer van stoffen niet van
grote betekenis. De metamorfose in de omringende gesteenten uit zich vooral
in het mobiel worden van minerale bouwstenen in de bestaande gesteenten.
Metasomatiet - Zwerfsteen van Haddorf (Dld.).
Kristallijne gesteenten die langdurig verhit worden door nabijgelegen magma intrusies, kunnen ingrijpend van samenstelling veranderen. Er vindt op moleculair niveau stoftransport plaats, waardoor de mineralogische samenstelling van het gesteente verandert. Uit graniet vormen zich albietrijke, grof- tot grootkorrelige albietsyenieten met soms veel groene epidoot. De veldspaat in het gesteente is voornamelijk albiet. Dit is een zuur plagioklaastype dat aan de buitenzijde van de zwerfstenen wit verweert. |
Metasomatiet - Zwerfsteen van Ees (Dr.).
In het rode gesteente zijn een aantal ronde ovoïden van veldspaat zichtbaar, met daaromheen bij enkele nog een zeer vage aanduiding van een zoom. Dit maakt duidelijk dat het oorspronkelijk om een rapakivigraniet gaat, waarschijnlijk zelfs een Alandrapakivi, waarin de kaliveldspaat, plagioklaas en kwarts vrijwel geheel zijn verdwenen en vervangen door albiet. Het is bekend dat in rapakivimassieven latere intrusies zijn opgetreden, die tot andere structuurtypen zijn gekristalliseerd. Prickgraniet is hiervan een goed voorbeeld. De hitte van kristalliserend magma van deze intrusielichamen kan voldoende zijn geweest waardoor een zone van gewone rapakivi thermisch is gemetamorfoseerd.
|
Een bekend contactmetamorf gesteente is hoornrots. Dit splinterig brekend
gesteente ontstaat uit o.m. uit kleischalie, siltsteen, leisteen, schist en zelfs
amfiboliet. Soms is nog iets van de oorspronkelijke gelaagde of schisteuze
structuur behouden gebleven, maar vaak is hoornrots een richtingloos,
homogeen gesteente. Hoornrots toont op het breukvlak een matte,
hoornachtige glans. De kleur is variabel: zwart, grijs, wit, grijsgroen enz.
Dichtbij het contact waar temperaturen heersen van 600 tot 700 graden
wordt het glimmermineraal muscoviet instabiel, ten gunste van kaliveldspaat.
Door het verdwijnen van de glimmer verdwijnt ook de typische schistositeit van
het uitgangsgesteente. Kwarts, kaliveldspaat en andere mineralen vormen een
zeer fijnkorrelige, richtingloze mozaïekstructuur van meest afgeronde korreltjes.
Soms bevat het gesteente nieuwgevormde grotere mineraalkorrels
(=porfyroblasten) van mineralen als andalusiet, cordiriet, epidoot, granaat,
hoornblende enz. Deze porfyroblasten geven het gesteente vaak een ietwat
gevlekt of zelfs 'porfierisch' uiterlijk. In deze laatste gevallen is de gelijkenis
met dichte rhyolieten en basalten soms groot. Zwerfstenen van hoornrots zijn
tot dusver weinig gevonden. Het onooglijke uiterlijk zal hier voornamelijk debet
aan zijn.
Gabbrogroeve bij Radau - Bad Harzburg, Harz, Dld.
De intrusie van magma met een gabbroïde samenstelling heeft het omringende gesteente (zandsteen en grauwacke) thermisch zodanig beïnvloed dat deze veranderd zijn in keiharde, dichte hoornsteen. Het harde gesteente vormt op de foto in het midden een uitstekende kaap. |
Hoornrots in het Bodetal (Hexentanzplatz) - Harz, Dld.
De steile, ruwe rotswand in het bijzonder fraaie Bodetal bestaat voor een belangrijk deel uit hoornrots. Het gesteente is door de aanwezigheid van Brockengraniet door thermische metamorfose uit zandige sedimenten ontstaan. |
De Brocken en omgevende heuvels in de Harz bestaan uit graniet. Op de Achtermann (Achtermannshöhe) is de graniet bedekt door een kap van keiharde hoornrots. Het verweringsbestendige, zure gesteente is de oorzaak dat plantengroei ter plekke weinig voorstelt. |
Lens van hoornrots in (Brocken)graniet) - Steengroeve Stiefmutterklippe, Bad Harzburg, Harz.
Granietmagma dat in een langzame beweging in de aardkorst opstijgt, ziet kans om uit het omringende gesteente kleine en grotere fragmenten los te smelten. Deze losgewerkte brokken gesteente vormen xenolieten in de graniet. Door de hitte van het magma is de zandsteen veranderd in keiharde hoornrots. |
Hoornrots - Zwerfsteen van het Hoge Veld, Norg (Dr.).
In het dichte, donkere gesteente zijn op het verweringsvlak donkere pitten zichtbaar van cordiriet. |
Hoornrots - Zwerfsteen van Kas Hoved, Denemarken.
Zwerfstenen van hoornrots zijn in Noord-Nederland zeldzaam. Veel algemener zijn ze in Denemarken, vooral in Noord-Jutland. De meeste zwerfstenen van hoornrots zijn afkomstig uit het Oslogebied in Zuid-Noorwegen. (Foto Peter Hofstee - Kootstertille)
|
Hoornrots - Zwerfsteen van Naesby Dale, Limfjord, Denemarken.
Deze vondst van hoornsteen is fraai gelaagd en groen gekleurd door fijnverdeelde epidoot.Ook deze zwerfsteen is zeer waarschijnlijk afkomstig uit het Oslo-gebied in Zuid-Noorwegen. (Foto Peter Hofstee - Kootstertille) |
Hoornrots - Zwerfsteen omgeving Lyngs, Denemarken. (Foto Peter Hofstee - Kootstertille).
|
Ook kalksilicaatrots als oficalciet, skarn en verschillende erts- en mineraal-
voorkomens zijn veelal door contactmetamorfe processen ontstaan. Oficalciet
ontstaat uit niet al te dichte kalksteen dat sowieso vrij gemakkelijk rekristalliseert
en in marmer verandert, maar door stofaanvoer van buiten een geheel ander
uiterlijk en samenstelling krijgt. Heel bekend zijn sulfidische en oxidische koper-
en ijzerertsvoorkomens in Midden-Zweden (Bergslagen), die door stofuitwisseling
(metasomatose) tussen granietisch magma en omringende gesteenten zijn
ontstaan.
Blokdiagram van thermo- of contactmetamorfose. |
Oficalciet, ook wel 'oermarmer' genoemd als het om noordelijke zwerfstenen
gaat, is gerekristalliseerde kalksteen dat zich qua uiterlijk in weinig van
marmersoorten onderscheidt die bij regionale metamorfose ontstaan. Het
gesteente bestaat voor het grootste deel uit korrelig kristallijne calciet met
daarnaast een wisselende hoeveelheid andere mineralen. Deze laatste zijn
vaak ontstaan uit de verontreinigingen die normaal in vrijwel ieder type
kalksteen voorkomen. Oficalcieten bezitten doorgaans een massief uiterlijk.
De typische gestreeptheid die veel metamorfieten kenmerkt, ontbreekt vaak.
De nieuw gevormde mineralen kunnen regelmatig in het gesteente verdeeld zijn,
maar treden ook laagsgewijs of in onregelmatig gevormde aggregaten op.
Bijzonder is dat oficalcieten een groot sortiment aan verschillende mineralen
kunnen bevatten: serpentijn, tremoliet, diopsiet, flogopiet, titaniet, olivijn,
grossulaar, ilmeniet en vesuviaan zijn maar enkele. Vooral van granaat en
vesuviaan komen vaak grotere, idiomorfe kristallen in oficalcieten voor.
Kalksilicaatmarmer (oficalciet) - Zwerfsteen van Damsdorf (Dld.).
Deze uit kalksteen/dolomiet bestaande zwerfstenen zijn afkomstig van kleine voorkomens, vooral uit Midden-Zweden. Het zijn carbonaatgesteenten met een wisselende hoeveelheid silicaatmineralen, die door thermometamorfose ontstaan zijn uit aanwezige verontreinigingen in de oorspronkeleijk kalksteen. Dit type kalkgesteente wordt ook wel oficalciet, oficarbonaat of kalksilicaatrots genoemd. Vanwege de geologisch hoge ouderdom (< 1600 miljoen jaar) noemt men zwerfstenen van dit gesteente in Duitsland wel 'Urmarmor'. Deze kalkgesteenten zijn in de buurt van magma-intrusies door thermometamorfose ontstaan. Zwerfstenen van kalksilicaatmarmer zijn in Sleeswijk-Holstein en aan de Oostzeekust vrij veel te vinden. |
Gelaagde kalksilicaatrots - West-Bergslagen, Zweden.
De voorkomens van oficalciet zijn in Midden-Zweden beperkt van omvang: enige tientallen tot vaak niet meer dan een paar honderd meter in doorsnede. De kalkgesteenten werden en worden nog steeds intensief geëxploiteerd. |
Oppervlakkig gezien lijken sommige zwerfstenen van oficalciet sprekend op
söviet. Dit is eveneens een witachtig, op marmer gelijkend gesteente, maar
is in tegenstelling tot de eerste van magmatische oorsprong. Söviet is als
zwerfsteen weliswaar gevonden, maar is gezien zijn zeer beperkte voorkomen
in het Fengebied in Zuid-Noorwegen en bij Alnö in Noord-Zweden als zwerfsteen
bijzonder zeldzaam.
Carbonatiet (Söviet) - Fen-gebied, Ulefoss, Zuid-Noorwegen.
Carbonatieten zijn magmatische kalkgesteenten. Oppervlakkig gezien lijken sommige typen verrassend veel op de thermisch gemetamorfoseerde oficalcieten uit Midden-Zweden. Hoewel de kans vrij gering is, gezien het zeer beperkte voorkomen in Noorwegen, zijn van carbonatiet zwerfstenen gevonden. In ons land is de kans hierop verwaarloosbaar klein. In de meeste gevallen zullen zwerfstenen hier door verwering zijn opgelost. |
Skarn - Zwerfsteen Werpeloh (Dld.).
In Zweden noemde men het begeleidingsgesteente in de erstmijnen van West-Bergslagen 'Skarn'. Het was afvalmateriaal dat bij de ertswinning vrij kwam. Skarn bezit een zeer wisselend uiterlijk en is al evenzeer veranderlijk wat betreft de minerale inhoud. |
Oficalcieten komen in Midden-Zweden vrij veel voor, verder zijn ze in
Zuidwest-Finland ook niet zeldzaam. In Midden-Zweden zijn oficalcieten
gekoppeld aan voorkomens van metamorfe vulkanieten als leptiet en helleflint
en aan de nabijheid van granietintrusies. De kalkgesteenten zijn van
Precambrische ouderdom en worden vergezeld door ertsafzettingen en
skarngesteenten. Bekende gebieden in Zweden zijn die bij Falun (koper),
Langban en Pajsby (mangaan), Sala en Silvberg (zilver), Hakansboda (kobalt
en koper). Oficalcieten vormen lenzen en lagen te midden van andere gesteenten.
De voorkomens ervan zijn klein, vaak niet meer dan een kilometer bij een dikte
van maximaal een paar honderd meter. Overgangen naar dolomiet komen voor,
maar ook vormen ze soms een afwisseling met dunne gneisbanden, waardoor
zgn. kalkgneizen ontstaan.