Onder zwerfstenen vormen porfieren een zeer heterogene groep

stollingsgesteenten. In dat opzicht verschillen ze niet van andere

gesteentegroepen. Het heeft niet alleen te maken met de wijze van

ontstaan, maar ook met de samenstelling van het magma of de lava

waaruit ze zijn ontstaan.

Porfieren zijn vulkanische gesteenten met een meer of minder dichte

grondmassa, met daarin opgenomen eerstelingkristallen (fenokristen), die klein dan wel groot kunnen zijn.

Afhankelijk van de samenstelling kunnen deze eerstelingen uit kwarts,

kaliveldspaat en plagioklaas bestaan of vormen combinaties. In eerste

instantie waren porfieren gesteenten met uitsluitend lichtkleurige

eerstelingen. Basalt, diabaas en andere vulkanieten met voornamelijk

eerstelingen van (basische) plagioklaas met daarnaast donker gekleurde eerstelingkristallen van

hoornblende en augiet, zijn vaak ook porfierisch ontwikkeld. Toch

werden deze een tijdlang niet als zodanig gezien en noemde men deze gesteenten porfierieten.

Dalarne kwartsporfier - Zwerfsteen van Wilsum (Dld.). Deze porfier is waarschijnlijk een kwartshoudende variant van de bekende Kallbergetporfier. De kwartsen vormen donkere vlekjes in het gesteente. De bruinviolette eerstelingetjes zijn van kaliveldspaat.

Porfierische paleobasalt - Zwerfsteen van Groningen. De witte eerstelingen in het basaltgesteente zijn van plagioklaas. In het gesteente zijn verder nog een gering aantal ronde, met mineralen opgevulde gasholten zichtbaar. In Pre -Tertiaire basalten hebben dikwijls mineralogische omzettingen plaatsgevonden, waardoor deze vaak anders gekleurd zijn dan recente basalten. Veel zwerfsteenbasalten zijn geologisch oud tot zeer oud. Men noemt deze daarom paleobasalt.

Intermezzo

Veel gesteentenamen zijn afgeleid van vindplaatsen. Met ‘porfier’ is dat niet zo. Deze naam is

afgeleid van het Griekse ‘porphyrites’, waar het woord ‘porphyros’ in zit, dat purper betekent.

De Romein Plinius vermeldt in 56 n.Chr. dat dit gesteente uit Egypte gehaald wordt. Het porfierische

gesteente komt voor in het gebergte tussen de Nijl en de Rode Zee, ten westen van het huidige

Hurghada.

Romeinen waren gek op fraaie gesteenten. Deze Egyptische porfiersoort was zeer gewild en

vooral ook kostbaar. Men gebruikte het gesteente om er zuilen van te maken, maar ook prachtig

geslepen vazen en andere kunstvoorwerpen. Het moet een hels karwei zijn geweest om uit dit

harde gesteente dergelijke verfijnde voorwerpen te maken.

In het museum van het Vaticaan staat de fraaie violetrode, uit 'Porfiro Rosso Antico'  vervaardigde sarcofaag van de heilige Helena opgesteld. Zij was de moeder van de Romeinse keizer Constantijn de Grote (306 - 337 n.Chr.)	'Porfiro Rosso Antico' is de naam voor een fraaie violetrode, harde en eerstelingrijke porfier die vooral in de Romeinse tijd veel werd gewonnen in de buurt van de Egyptische plaats Hurghada aan de Rode Zee.	Detail van de sarcofaag, waarop een aantal Romeinse soldaten te paard zijn afgebeeld, samen met overwonnen, geketende barbaren.

Het porfiergesteente heeft een donker bruinrode, ietwat naar purper neigende kleur, met daarin

opgenomen talrijke lichtrose tot witte eerstelingen van plagioklaas. Daarnaast is ook vrij veel

hoornblende en hematiet aanwezig. Het ietwat blauwachtige zwart van de hematiet in de hoornblende

kristallen en de rode kleur van de grondmassa veroorzaken de naar purper neigende kleur.

Tegenwoordig is het vooral de structuur die bepaalt of het gesteente

een porfier is of niet. De samenstelling komt hierbij op de tweede

plaats. Naast kwartsporfieren kennen we dus ook diabaas- en

basaltporfier. Hierbij is er niets op tegen om deze gesteenten te

benoemen naar de meest voorkomende soort eerstelingen,

bijvoorbeeld plagioklaasporfier of augietporfier.

Veel porfieren zijn in gangen en spleten in de aardkorst gevormd.

De omstandigheden op die plaatsen verschilden soms sterk van

porfieren die aan de aardoppervlakte ontstaan zijn. In enige meters

brede gangen koelt het magma aan de buitenzijde weliswaar snel af,

maar kunnen de binnenste delen nog betrekkelijk lang warm blijven.

De grondmassa tussen de eerstelingen zal hier kristalliseren tot een

fijnkorrelig mengsel, waarvan de afzonderlijke mineraalkorrels met

de loep nog te herkennen zijn. Dit kunnen we heel goed bij

granietporfieren constateren. Verloopt de afkoeling sneller dan

kristalliseert het gesteente uit tot een gewone kwartsporfier of

rhyoliet met een dichte grondmassa, die zich niet onderscheidt van

porfiertypen die aan het aardoppervlak zijn ontstaan.

Augietporfierische olivijnbasalt met grote, deels geresorbeerde eerstelingen van augiet. La Palma, Canarische Eilanden. De grondmassa van deze basalt is fijnkorrelig. Het gesteente zou daarom onderaards gestold kunnen zijn in een toevoerkanaal van de vulkaan.	Plagioklaasporfierische paleobasalt - Zwerfsteen van het Hoge Veld, Norg (Dr.). Donkere, basische zwerfstenen met opvallende eerstelingen van plagioklaas en een dichte grondmassa noemt men ook wel Plagioklaasporfier of plagioklaasporfieriet.

Hoewel het oorspronkelijke gesteentevoorkomen aan zwerfstenen

niet meer valt af te lezen, mogen we aannemen dat een aanzienlijk

aantal van hen, niet aan het aardoppervlak is ontstaan, maar

gevormd is als ganggesteente. De gesteenten op het Baltisch

schild in Scandinavië zijn doorgaans tot een niveau geërodeerd

waarbij vulkanische gesteenten die ooit aan het aardoppervlak zijn

ontstaan, allang verdwenen zijn.

Afhankelijk van hun ontstaansmilieu kunnen porfieren een verschillend

uiterlijk bezitten. Deze verschillen zien we ook terug bij zwerfsteen

porfieren. Omdat het bij zwerfstenen om losse objecten gaat, geldt

bij hen uitsluitend het korrelgrootteverschil van de grondmassa. Bij

zwerfstenen geldt daarom de volgende regel: Zijn de mineralen in

de grondmassa met een loep nog in afzonderlijke korreltjes te

ontwaren, dan hebben we met een ganggesteente te maken. Is

de grondmassa onherkenbaar dicht, dan spreken we van een

uitvloeiingsgesteente ofwel een vulkaniet.

Finsegranietporfier - Zwerfsteen van Groningen. Gangporfieren als deze deden er langer over om geheel vast te worden. De tijd om kristallen te vormen was voldoende om een grondmassa te vormen die uit kleine, met het blote oog zichtbare kristallen bestaat. Bij kwartsporfieren is de grondmassa onherkenbaar dicht.	Plagioklaasporfier - Zwerfsteen van Exloo (Dr.). Gangporfieren van basaltische samenstelling bezitten vaak een korrelige of een fijn-ofietische grondmassa. Deze zwerfstenen noemt men daarom wel diabaasporfieriet of diabaasporfier.

Dat porfieren tot de uitvloeiingsgesteenten gerekend worden, heeft

vooral te maken met de veronderstelling vroeger dat ze alle

uit lava zijn ontstaan. Maar, of magma als lava uit de krater vloeit

hangt vooral af van temperatuur, gehalte aan kiezelzuur (SiO²)

en de aanwezigheid van vluchtige stoffen, water voorop. Kiezelzuurrijke

magmatypen bezitten een hoge viscositeit. Ze stromen met moeite of zelfs in het geheel niet.

Kiezelzuur remt door zijn neiging tot samenklontering de

beweeglijkheid van magma, vooral als het magma tegen het

kristallisatiepunt hangt.  Water daarentegen werkt als een soort

smeermiddel. Zolang magma onder hoge druk staat kan water lang

in oplossing blijven.

Hoe de verschillende porfiersoorten zijn ontstaan is afhankelijk van

het type vulkanisme en de plaats van vorming. Bovendien speelt

de samenstelling van het magma een zeer belangrijke rol. Onder

het aardoppervlak, tussen magmakamer en de vulkaankrater,

scheiden water en andere vulkanische gassen zich steeds meer in

bellen af. In kiezelzuurrijk magma neemt hierdoor de viscositeit enorm

toe. De gasbellen blijven hoe langer hoe meer gevangen. Stijgt het

magma in de kraterpijp verder omhoog dan neemt door

drukvermindering het gasvolume enorm toe, waarbij deze slechts met

de grootste moeite uit het magma kunnen ontwijken. Deze processen leiden

tenslotte in de kratermond van vulkanen tot zeer explosieve situaties.

Hierbij vloeit er geen of nauwelijks lava uit de krater.

Vulkaanuitbarstingen van kiezelzuurrijk magma gaan vaak gepaard met

enorme pyroklastische stromen, ook wel gloedwolken genoemd.  Deze gloeiend hete stoflawines razen langs de vulkaanhelling naar beneden, het voorland in, alles op hun weg verwoestend. Als de wolken tot rust komen ontstaan daaruit dikke afzettingen van zeer heet vulkanisch materiaal. Onder

omstandigheden kunnen uit deze afzettingen door versintering keiharde gesteenten

ontstaan, die in veel opzichten aan dichte lavagesteenten doen denken.

Degelijke vulkanieten noemt men ignimbrieten. Veel van onze zwerfstenen

van kwartsporfier op deze wijze zijn ontstaan. Daarnaast kunnen

kwartsporfieren door snelle afkoeling ook onderaards in gangen ontstaan

of in kraterpijpen van vulkanen.

Pyroklastische stroom van de vulkaan Soufriere Hills op het Caraïbische eiland Montserrat in 2010. Kiezelzuurrijk magma veroorzaakt vrijwel altijd hevige, explosieve uitbarstingen, waarbij er vrijwel geen lava vloeit. De lavakolom in de vulkaan verpulverd bij de explosieve uitbarsting tot vulkanisch as. Hierbij ontstaan er vaak gloedwolken (pyroklastische stromen), die met grote snelheid langs de vulkaanhellingen omlaag bewegen.

Pyroklastische stromen bestaan uit een zeer heet mengsel van allerlei vulkanische gassen, versplinterde magmadruppeltjes, gruis- en steenfragmenten, vermengd met atmosferische lucht. Het massatransport van gloedwolken kan soms enorm zijn, waarbij in het voorland van de vulkaan dikke tufafzettingen ontstaan. Door de hitte van het deels nog plastische materiaal versmelten de gesteentepartikels met elkaar tot een zeer compact, keihard gesteente, dat sterk herinnert aan gestold lavagesteente.

Basaltische magmatypen zijn anders van samenstelling dan granietische.

Ze bevatten veel minder kiezelzuur (SiO²⁾. Bovendien is de temperatuur

van basaltisch magma vaak erg hoog (1000 – 1200⁰ C). Het kiezelzuur

wordt bij de kristallisatie gebruikt om mineralen als olivijn, augiet,

hoornblende en biotiet te vormen. Het geringer gehalte aan kiezelzuur

maakt dat basaltisch magma veel makkelijker stroomt dan granietisch

magma. Uitvloeiingen van basalt kunnen lavastromen vormen van

kilometers lengte. Op Hawaï zijn ze geen onbekend verschijnsel.

Lavastroom op de helling van een vulkaan op het Franse eiland La Reunion in de Indische Oceaan. Basaltlava is meestal dunvloeibaar.	Pahoehoe-lava van de Kilauea op Hawaï. Bij het stollen van grotendeels ontgaste, dunvloeibare basaltlava ontstaan soms prachtige structuren, die op strengen touw lijken. Vandaar de uitdrukking touwlava.

Lava staat dus aan de basis van talrijke soorten porfieren, maar lang

niet alle porfieren zijn uit lava ontstaan. Vandaar dat de uitdrukking

‘vulkaniet’ te verkiezen is boven dat van ‘uitvloeiingsgesteente’.