Stenen determineren doe je in een aantal stappen. Hieronder lees je, kort samengevat, hoe je dit het beste kunt doen. Vervolgens gaan we in een aantal stappen iets uitgebreider op de materie in.
Allereerst let je op de structuur van de steen. De structuur in een
steen laat zien hoe de bestanddelen gerangschikt zijn. Vormen ze
een mozaïek of zijn ze in strepen, banden of lagen gerangschikt?
Dit geeft meteen al aan in welke richting je moet zoeken: een
stollingsgesteente, een metamorf of een sedimentair gesteente?
Vervolgens probeer je vast te stellen welke mineralen aanwezig
zijn. Dat doe je eerst globaal en vervolgens natuurlijk met de loep.
Het is meestal goed om met de hamer een (klein) stukje van de
steen af te slaan. Op het breukvlak zien de mineralen er anders
uit dan aan de buitenkant. Die extra informatie is vaak heel nuttig.
Probeer vast te stellen of je kwarts herkent. Dit mineraal is
essentieel in veel zwerfsteensoorten. De aan- of afwezigheid van
kwarts zegt veel over het soort gesteente. Sommige mineralen
komen vaak samen voor met kwarts, andere juist niet.
Dan komt veldspaat aan de beurt. Welke soorten zie je?
Kaliveldspaat en/of plagioklaas? De eerste is meestal kleurig, de
ander niet of veel minder. Is kwarts aanwezig en is het een kleurige
steen, dan heb je in de meeste gevallen met kaliveldspaat te doen. Daartussen zie je
vaak ook nog lichtere vlekjes. Die zijn meestal van plagioklaas,
de andere veldspaatsoort.
Tenslotte kijk je naar donkere mineralen. Kun je die herkennen?
Meestal zul je scherp begrensde vlekjes en stipjes zien te midden
van andere mineralen. Op het breukvlak schitteren ze sterk. Je hebt
in dit geval te maken met de zwarte glimmersoort biotiet. Maar, er zijn meer
zwarte mineralen met andere eigenschappen dan die van biotiet.
Al doende leer je die van elkaar onderscheiden.
Denk bij zwerfstenen in het begin vooral niet aan zeldzaamheden
met bijzondere mineralen. Besef dat de meeste zwerfstenen uit
graniet en gneis bestaan, met hele gewone minerale bestanddelen
als glazig grijze of kleurloze kwarts, kleurige kaliveldspaat, witachtige
plagioklaas en pikzwarte biotiet. Al die andere mineralen komen ook wel, maar
liever wat later. Als je eenmaal een graniet kunt herkennen dan
leveren die honderden andere granietvariëteiten niet veel problemen
meer op, tenzij je naar gidsgesteenten zoekt. Maar dat is een ander
verhaal. Vind je een zwerfsteen die zwart-wit is, waarin kwarts
(nagenoeg) ontbreekt, dan is dat duidelijk geen graniet. Zit er meer
‘zwart’ in dan ‘wit’ dan heb je waarschijnlijk met nog weer een ander
gesteente te maken. Met het blote oog en een loep leer je al doende de
verschillen zien en weet je waar je in de literatuur verder moet zoeken.
Stap 1: Structuur
Een van de eerste dingen waar je naar moet kijken is de structuur
van het gesteente. Het vaststellen hiervan vertelt al veel over de
ontstaanswijze en daarmee de plaatsing in een van de drie hoofdgroepen.
Met structuur bedoelen we de rangschikking, de grootte en de verdeling
van de bestanddelen in het gesteente. In granieten zijn de minerale
bestanddelen ongericht, ze tonen geen oriëntatie. Met elkaar vormen
ze een mozaïekstructuur, een mengsel van stevig aaneen gegroeide
kristalsoorten. Draaien we een granietsteen in de hand dan blijft
het totaalbeeld min of meer hetzelfde.
Terzijde:
Structuur en textuur
Er is bewust van afgezien om naast de uitdrukking structuur ook textuur te noemen.
De betekenis van beide termen is in veel gevallen bij amateurgeologen niet goed bekend.
Ook in de vakwereld is de betekenis niet eenduidig. In Duitsland gebruikt men de uitdrukking
structuur waarvoor wij textuur zouden kiezen.
Heb je een steen gevonden die op graniet lijkt, maar die een
ietwat gestreepte, gerichte indruk maakt, dan noemen we
die geen graniet, maar gneis of gneisgraniet. Die laatste naam
alleen als de streping gering is. Is het gesteente duidelijker
gestreept dan hebben we met een echte gneis te maken.
Terzijde:
Het komt voor dat grotere, langwerpige veldspaatkristallen (= eerstelingkristallen of fenokristen)
in graniet en andere gesteenten evenwijdig aan elkaar gerangschikt zijn. Dit is veroorzaakt
door het langzame stromen van de gloeiend-vloeibare kristalbrij, voordat het gesteente
geheel was uitgehard. Het verschijnsel zien we zowel bij gesteenten die kilometers diep
in de aardkorst zijn gevormd als in vulkanische gesteenten die uit lava zijn ontstaan.
De streperige structuur van gneis komt doordat de minerale
bestanddelen evenwijdig aan elkaar gerangschikt zijn. Het
vlakgerichte beeld doet aan gelaagdheid denken, maar met
gelaagdheid zoals in zandstenen heeft het niets te maken.
De evenwijdige rangschikking van de mineralen ontstond door
metamorfose bij hoge druk en temperatuur, diep in de aardkorst.
Hierbij groeiden de kristallen voornamelijk loodrecht op de
drukrichting. Gneizen zijn metamorfe gesteenten.
Zandstenen en kalkstenen tonen vaak wel een gelaagde structuur.
Zandstenen ontstonden uit opeengestapelde lagen losse zandkorrels,
die naderhand verkit zijn. Kalkstenen ontstonden uit kalkslib dat op
de bodem van warme zeeën werd afgezet. De zandkorrels zijn door
water of wind in laagjes boven elkaar afgezet. In water gebeurt dat
vaak bij wisselende stroomsnelheden of door eb- en vloedbewegingen.
Daarnaast komen er ook homogene, ongelaagde zwerfstenen van zandsteen voor. Deze zijn
afkomstig uit dikke, ongelaagde zandsteenbanken.
Gelaagdheid of gerichtheid van de minerale bestanddelen of juist het
ontbreken daarvan, zijn kenmerken waaraan we zwerfstenen makkelijk
kunnen herkennen.
Stap 2: Kleurindruk
Lichtkleurige kristallijne zwerfstenen met een grijze, witte, gele,
oranje of een roodachtige kleur zijn meestal silica-rijke gesteenten.
Ze bevatten vaak kaliveldspaat en kwarts. Dat maakt de kans groot
dat we met een graniet of een gneis te doen hebben.
Zwarte, zwartwitte of zwartgroene zwerfstenen zijn mafische
gesteenten. Ze bevatten veel donkere, ijzer- en magnesiumrijke mineralen. In de
hand voelen ze zwaarder aan. Voorbeelden uit deze categorie zijn:
basalt, dioriet, gabbro en amfiboliet.
N.B. Amfiboliet is een metamorf gesteente. De minerale bestanddelen
zijn in dit gesteente meer of minder parallel t.o.v. elkaar gerangschikt.
Samen met de vuilwitte plagioklaas maakt amfiboliet vaak een
gneisachtige indruk.
De kleurigheid van gesteenten wordt vooral veroorzaakt door
verontreinigingen van ijzer. Een klein percentage ijzer kleurt bijvoorbeeld
kaliveldspaat in stollingsgesteenten intensief rood. In andere
gevallen vormen ijzerverbindingen in zandstenen heel dunne huidjes
om de zandkorrels, die daardoor rood, geel, bruin of paarsrood kleuren. Rode zandstenen zijn
veelal in een woestijnklimaat ontstaan.
Veel bekende zwerfsteensoorten zijn roodachtig van kleur. Vind je in
Oost-Drenthe bijvoorbeeld een roodgekleurde kei, die overigens daar
meer dan elders voorkomen, dan heb je grote kans met een
rapakivigraniet te maken te hebben, een gidsgesteente uit
Zuidwest-Finland.
Terzijde:
Wat zijn gidsgesteenten?
Dit zijn zwerfstenen waarvan het gebied van herkomst in Scandinavië bekend is. Om
gidsgesteente te zijn moet aan een aantal voorwaarden worden voldaan. Het gesteente moet
binnen een zekere speelruimte vaste kenmerken bezitten. Het voorkomen ervan in Scandinavië
moet zo mogelijk tot één locatie beperkt zijn. Bovendien mag het voorkomen ook weer niet te
groot zijn, de kans op afwijkingen is dan erg groot. Is het zwerfsteentype op zich goed
herkenbaar, maar komt het op meerdere plaatsen in Scandinavië voor, dan kun je er wel
een goede naam aan geven, maar is de steen in kwestie ongeschikt als gidsgesteente.
Sommige rapakivi’s en diabazen zijn hiervan goede voorbeelden.
Net als kleren in de was verbleken kleuren van zwerfstenen ook.
Dit gebeurt als zwerfstenen duizenden jaren lang aan weer en wind
hebben blootgestaan, aan of dicht onder het oppervlak. Rode granieten
verweren grijswit. Het verbleken van kleuren treedt vooral op bij
zwerfstenen die lange tijd bedekt waren met een veenlaag. In
Zuidoost-Drenthe komen van onder het veen zwerfstenen te voorschijn
die door uitloging door veenwater zeer sterk gebleekt zijn. Veel
stenen zijn vrijwel wit geworden. Dit bemoeilijkt de herkenning
aanzienlijk.
Stap 3: Korreling
De korreling van het gesteente en de verschillen daartussen, plus
de rangschikking van de bestanddelen zijn van groot belang voor de
herkenning. Omdat de mineraalkorrels in stollingsgesteenten en
metamorfieten kristallen zijn, noemt men deze gesteenten kristallijn.
Bij zandstenen vinden we ook korrels, maar dit zijn fragmenten van
kristallen, die door erosie zijn verspoeld en afgerond. Sedimentaire
zwerfstenen zijn daarom geen kristallijne gesteenten.
De grootte van de mineraalkorrels kan zeer ongelijk zijn, zelfs in
dezelfde steen. In veel granieten vormen veldspaat en kwarts, te
midden van een massa kleinere, opvallend grote kristallen. Die van
kaliveldspaat kunnen vele centimeters groot zijn. Ze vormen
rechthoekige tabletten, zeshoeken of vierkant. Vaak zijn ze op
de hoeken iets afgerond. In rapakivi’s en een paar andere granieten
komen we geheel ronde of eivormige kaliveldspaten tegen, vaak met
een concentrische bouw. Dit laatste is duidelijk een blijk van een
gecompliceerde ontstaanswijze. Wat de vorm ook is, al deze grotere
kristallen noemt men eerstelingkristallen of fenokristen. Zijn de eerstelingen
ten opzichte van de grondmassa verhoudingsgewijs erg groot dan
wordt de uitdrukking ‘megakrist’ wel gebruikt. Granieten met duidelijke eerstelingkristallen
of megakristen noemen we porfierisch.
Naast veldspaat kunnen andere mineralen ook eerstelingkristallen vormen.
Porfierische gesteenten van uiteenlopende samenstelling komen
onder zwerfstenen veel voor.
Waar we bij kristallijne gesteenten op verdacht moeten zijn is dat de
kristallen ruimtelijke vormen bezitten. Ze hebben niet alleen een
omtrek, ze hebben ook een bepaalde dikte. Bovendien liggen de
kristallen schots en scheef in het gesteente. Kaliveldspaten bijvoorbeeld
zijn langer dan breed. Ze liggen met hun lengte-as steeds in een
andere richting. Dat is de oorzaak waarom veldspaten vaak verschillend
van vorm zijn. Sommige zijn overlangs aangesneden, andere schuin en
soms zien we alleen een dwarsdoorsnede. Dat levert rechthoeken,
ruiten en vierkanten op. Het oppervlak van een zwerfsteen geeft alleen
maar een tweedimensionaal beeld. Goed om rekening mee te houden.
Verdieping:
Korrelgrootte
De korrelgrootte van gesteenten is de gemiddelde doorsnede van de mineraalkorrels, waaruit het
gesteente is opgebouwd. De mineraalkorrels kunnen echter verschillend groot zijn. Soms zijn ze
nauwelijks zichtbaar, je hebt dan een fijnkorrelig of zelfs een dicht gesteente, maar ze kunnen
ook centimeters groot zijn. Men hanteert in de wetenschap verschillende criteria om de gemiddelde
grootte van kristallen in gesteenten aan een bepaalde omschrijving te koppelen. Hier volgen we
de indeling van J.Hesemann uit 1936.
We spreken van dichte gesteenten als de afzonderlijke mineraalkorrels
niet of nauwelijks zijn te herkennen. Fijnkorrelig
noemen we gesteenten waarin de kristallen kleiner zijn dan 2 mm.
Bij middelkorrelige gesteenten bereiken de afzonderlijke kristallen
een grootte tussen 2 en 6 mm. Grofkorrelige gesteenten hebben
kristallen die in grootte variëren tussen 6 en 12 mm. Zijn gesteenten
samengesteld uit kristallen groter dan 12 mm, dan spreken we van
grootkorrelige gesteenten. Voorbeelden zijn onder zwerfstenen
makkelijk te vinden.
De grootte van de mineraalkorrels in gesteenten is sterk afhankelijk
van het ontstaansmilieu. Lava die bij een vulkanische uitbarsting
aan het aardoppervlak uitvloeit, kristalliseert erg snel door de snelle
afkoeling aan de atmosfeer. Kristallen krijgen niet de tijd om tot een
zichtbare grootte uit te groeien. In basalt kunnen de minerale korrels
zo klein zijn dat de afzonderlijke kristallen niet te
onderscheiden zijn. De structuur is dan dicht. Bij dieptegesteenten
kristalliseren de minerale bestanddelen zeer langzaam. Het
afkoelingsproces van een groot magmalichaam duurt waarschijnlijk
miljoenen jaren. Daarom zijn kristallen in dieptegesteenten zo
groot dat ze gemakkelijk met het blote oog zijn waar te nemen.
In sommige zwerfstenen tref je zowel grote als heel kleine
mineraalkorrels naast elkaar aan. De steen lijkt in de verte wel
iets op een sucade- of notenkoek. Dergelijke gesteenten noemt
men ongelijkkorrelig. Zijn de korrelverschillen groot dan noemt
men de structuur porfierisch. Zijn de mineraalkorrels min of meer
van dezelfde grootte dan noemt men dit gelijkkorrelig. In de
praktijk bestaan er vrijwel geen gelijkkorrelige granieten, veldspaten
zijn vrijwel altijd iets groter dan de overige mineralen. Kwarts en
veldspaat zijn beide zeer sterk met elkaar vergroeid en tonen beide
niet of nauwelijks eigen kristalvormen. Gelijkkorrelige granieten
maken daarom een uitermate gelijkmatige, homogene indruk.
Stap 4: Mineralen en kristallen
Gesteenten bestaan uit een opeenhoping van kristallen van
verschillende samenstelling. De naam van het gesteente is hierop
gebaseerd. Maar wanneer spreek je van een mineraal en wanneer
van een kristal?
Eenvoudig gezegd: Mineralen zijn vaste chemische verbindingen die
kristallen vormen van verschillende grootte en kleur. Gesteenten zijn
daaruit opgebouwd. Men spreekt bij magmatische en metamorfe
gesteenten daarom van kristallijne gesteenten.
Meerdere kristallen samen vormen aggregaten. We kennen ze allemaal
in de vorm van prachtig gekleurde, fraai uitgegroeide kristalgroepen
die op mineralenbeurzen worden verkocht. Het verschil tussen deze
kristallen en die in gesteenten is maar gering. Immers, de ordening
van de atomen in het kristalrooster verschilt niet. Dat kristallen in
gesteenten minder fraai zijn, komt doordat ze bij hun groei weinig
ruimte hadden. Ze hinderden elkaar waardoor vergroeiingen optraden.
Dus, een fraai gevormd, volkomen helder bergkristal bezit precies
hetzelfde bouwplan als dat van een onooglijk korreltje grijze kwarts
in graniet.
Mineralen in gesteenten verschillen vaak van kleur. Graniet is hiervan
een mooi voorbeeld. Graniet bestaat uit een viertal mineralen. Twee
ervan zijn veldspaten, de overige zijn kwarts en glimmer. Kwarts is
meestal glasachtig helder of grijs. De glimmer tenslotte vormt de zwarte
vlekjes en spikkels.
Het percentage veldspaat in graniet is zo groot dat de kleur erdoor
bepaald wordt. Als we spreken van rode, oranje en gele granieten,
dan komt dit door kaliveldspaat. De andere veldspaatsoort,
plagioklaas, is veel lichter getint, soms nog glasachtig helder, vaker
witachtig of geel(groen). De enorme verscheidenheid aan
zwerfsteengranieten wordt vooral veroorzaakt door verschillen in percentage en
kleur van beide veldspaatsoorten.
Als we in staat zijn om in graniet deze vier mineralen met het blote oog of de
loep te herkennen, dan is het in principe mogelijk om overal ter
wereld granieten te herkennen. Dat is dan mooi meegenomen als je
bijvoorbeeld tijdens een vakantie in het Joshua National Park, in het
zuidwesten van de USA opeens voor bizar gestapelde blokken gesteente
staat. Je weet dan dat het om graniet moet gaan.
Vaak liggen kristallen zonder enige voorkeursrichting in het gesteente.
Hoe we de zwerfsteen in de hand ook bewegen, in alle richtingen blijft
het beeld hetzelfde. In die gevallen hebben we meestal met een
magmatisch gesteente te doen. Magmatische gesteenten ontstaan
door stolling uit vloeibaar gesteente (magma).
Uit de korrelgrootte van de kristallen in magmatische gesteenten valt
dikwijls af te leiden of de kristallisatie langzaam of snel verliep.
Hierbij geldt de stelregel: snelle stolling = kleine kristallen, langzame
stolling = grote kristallen. Vind je fijnkorrelige zwerfstenen met daarin
verspreid grotere kristallen, dan weet je dat die laatste in een eerdere
fase kristalliseerden. Een steen met een dergelijk uiterlijk noemen we
een porfier. Op de korrelgrootte en de korrelgrootteverdeling berust in
feite de indeling van magmatische gesteenten, zoals die in de meeste
hobbyliteratuur gehanteerd wordt.