Dieptegesteenten (Plutonieten)
a. Algemeen – b .Diorieten – c. Granieten – d. Granodiorieten – e. Monzonieten – f. Syenieten
Deze gesteenten zijn gevormd door stolling van het aardmagma op een aantal kilometers diepte. Over het algemeen zijn ze langzaam en gelijkmatig afgekoeld, waardoor de mineralen allemaal goed zijn uitgekristalliseerd en er een gesteente met een gelijkkorrelige structuur is ontstaan. Tijdens het stollingsproces stollen alle mineralen echter niet bij dezelfde temperatuur. De mineralen die stollen bij de hoogste temperaturen (1100 – 1200 gr C) hebben binnen het magma alle ruimte om uit te kristalliseren in de door hen gewenste vorm. Men noemt dit idiomorfe kristallen. De mineralen die pas stollen bij een lagere temperatuur (kwarts 600 – 650 gr. C) moeten zich tevreden stellen met de overgebleven ruimten. Zij kunnen in die tussenliggende ruimten meestal geen eigen kristalvorm ontwikkelen maar moeten zich “aanpassen”. Zulke mineralen zonder eigen kristalvorm noemt men allotriomorf.
Ook de afkoelingssnelheid van het magma is belangrijk. Hoe langzamer het magma afkoelt, des te groter kristallen er worden gevormd. Aan de hand van de snelheid van afkoeling worden gesteenten dan ook ingedeeld in fijnkorrelig, middelkorrelig en grofkorrelig.
Magma verschilt heel erg in samenstelling. De bestanddelen (gesteente vormende mineralen) zijn vaak heel verschillend. Juist deze bestanddelen bepalen de aard van het gesteente dat zal ontstaan bij stolling. Naast deze kenmerkende mineralen, zijn er in elk gesteente andere mineralen in kleine hoeveelheden aanwezig. Men noemt dit accessorische mineralen.
De grote magmalichamen, die in het onderste deel van de aardkorst zijn doorgedrongen en daar langzaam afkoelen tot dieptegesteenten, noemt men batholieten. Deze batholieten kunnen sterk in grootte verschillen. De grootte kan variëren van enkele honderden km2 tot wel 25.000 km2. Soms probeert het magma ten gevolge van hoge druk, door de aardkorst heen te breken. Dit lukt echter niet altijd. In dat geval stolt het magma in de aardkorst en ontstaan z.g. ganggesteenten. De ruimtes (vaak gangen en spleten), waarin dit proces plaatsvindt, noemt men laccolieten. (Zie verder bij “Ganggesteenten”). Na beëindiging van het stollingsproces kan de soms enkele tientallen km dikke aardkorst door erosie verdwijnen en komen de gevormde gesteenten aan het aardoppervlak te liggen.
b. Diorieten. (Meest > 1 miljard jaren)
Dioriet is een grofkorrelig intrusief stollingsgesteente, dat wat de samenstelling betreft tussen graniet en gabbro in zit. Sommige typen zijn nauwelijks van gabbro te onderscheiden. Gabbro en dioriet hebben echter plagioklaas van verschillende soorten. In dat geval kan alleen slijpplaat onderzoek uitsluitsel geven.
Het gesteente bestaat vooral uit plagioklaas en amfibool. (hoornblende) Ook kunnen kleine hoeveelheden pyroxeen en biotiet voorkomen. Het percentage plagioklaas is beduidend groter dan dat van de (donkere)mafische mineralen, die gemiddeld 30% van het mineralenbestand uit maken. Soms bevat het gesteente een klein percentage kwarts. Typen die een tekort hebben aan hoornblende en andere donkere mineralen worden “leukodioriet” genoemd.
Dioriet ontstaat net als veel andere dieptegesteenten door drukverlaging gesmolten gesteente uit het bovenste deel van de aardmantel, de aardkorst binnendringt. Als het magma door stijgt richting aardoppervlak daalt de druk en begint het magma langzaam af te koelen. Het gasverlies en afkoeling zorgen er voor, dat plagioklaas, amfibool, biotiet en pyroxeen uitkristalliseren en bij verder gaande daling van temperatuur andere mineralen eveneens, waardoor een stollingsgesteente ontstaat, waarin plagioklaas en donkere mineralen de boventoon voeren. Op deze wijze kan dioriet ontstaan.
Deze foto toont een witte verweerde buitenkant van een dioriet.
Diorieten vertonen als zwerfsteen nog al eens een poederige aanblik. Dit komt doordat de plagioklaas aan de oppervlakte van de steen snel verweert. Diorieten en gabbro’s zijn wel eens moeilijk van elkaar te onderscheiden. Een vuistregel is, dat in diorieten plagioklaas in duidelijk groter percentage aanwezig is dan de donkere mineralen. Bij gabbro’s is dit net andersom. Ook is de amfibool in dioriet meestal zwart van kleur. Bij gabbro’s is de kleur vaak iets groenachtig.
Microdiorieten
De zeer fijnkorrelige grondmassa van micro diorieten bestaat uit dezelfde mineralen als dioriet. nl plagioklaas en hoornblende. Vanwege de op apliet lijkende structuur noemde men dit soort stenen lange tijd “Diorietapliet”. Dit was echter een foute benaming omdat de mineralogische samenstelling van apliet anders is.
c. Granieten. (Tussen 1,9 -0,3 miljard jaren)
Graniet is samen met basalt het meest voorkomende stollingsgesteente op aarde.
Er zijn verschillende typen graniet ontstaan. Het eerste type ontstaat vooral in de continentale aardkorst, die wel enkele tientallen km dik kan zijn.
Dit type graniet ontstaat door de stolling van deels gesmolten gesteente (magma) in de aardkorst, meestal op een diepte van meer dan 2 km onder het aardoppervlak. Door het binnendringen van magma uit de aardmantel vindt (deels) opsmelting plaats van delen van de aardkorst. (Er zijn auteurs die van mening zijn dat deze gedeeltelijke opsmelting vooral plaats vindt in metamorfe gesteenten van sedimentair oorsprong) Bij de stolling die hierna plaats vindt en die miljoenen jaren kan duren, ontstaan hierdoor granieten. Hoe langzamer de stolling plaats vindt, des te meer tijd er is voor volledige uitkristallisatie waardoor grote alkaliveldspaten kunnen ontstaan. Stolling van alkaliveldspaten begint al bij een temperatuur van 1100 – 1200gr C. Kwarts stolt pas bij een temp. van 600 – 650 gr. C. Hierdoor kan de kwarts vaak geen kristallen meer vormen, omdat daar geen ruimte meer voor is en kan slechts de ruimten tussen de reeds gevormde mineralen opvullen.
Gedeeltelijke opsmelting van de continentale aardkorst is het meest voorkomende proces van granietvoming.
Een tweede type graniet is ontstaan in de zg subductiezones aan de randen van de continenten. Waar twee continenten met elkaar in botsing komen schuiven de randen van het ene continent onder het andere en kan zo diep de aardkorst worden ingeduwd, dat er gedeeltelijke opsmelting plaats vindt van dieptegesteenten diep in de aardkorst. De hierdoor ontstane magma’s vormen vaak grote batholieten in de aardkorst, waardoor granieten met veel biotiet ontstaan en overgangen naar granodioriet waar het donkere mineraal vooral uit hoornblende bestaat.
Minerale samenstelling van granieten. De voornaamste mineralen in granieten zijn kaliveldspaat, plagioklaas en kwarts, In mindere mate komen ook de donkere mineralen biotiet en hooornblende voor. Veel van deze mineralen bestaan weer uit verschillende andere mineralen zoals bijv. kaliveldspaat en plagioklaas, waarvoor hele reeksen bestaan.We gaan hier verder niet op in, omdat ze voor de stenenverzamelaar, gewapend met een loep van geen belang zijn.
We tonen hier een aantal willekeurige granieten. Enkele van het onnoemlijk grote aantal verschillende variëteiten.
1. Graniet. Type Siljan. N.O.P. Deze graniet uit Dalarna vertoont een zeer goede granietstructuur met de meest in graniet voorkomende mineralen.
2. Detail van 1. We zien hier de 4 meest kenmerkende mineralen. A = rode kaliveldspaat, B = witgroene plagioklaas, C = grijze kwarts, D = zwarte biotiet.
5. Graniet. Deze porfirische Revsundgraniet uit Noord-Zweden vormt een sterke tegenstelling met de fijnkorrelige Bohuslangraniet.
6. Graniet. Zuur. Fjordmose Als. Granieten met zeer weinig donkere mineralen worden zure granieten genoemd.
7. Graniet. Vadum Strand. Een graniet uit Smaland. De blauwe kwartsen zijn witachtig verkleurd door kneuzing.
11.Graniet. Omg. Drachten. Een rapakivi.Stenen van deze opvallende granietsoort komen vaak van de Ålandseilanden.
Als het kwartspercentage van kwarts en veldspaten als totaal niet meer dan 5% bedraagt, dan noemt men het gesteente een syeniet . Als van de veldspaten het percentage plagioklaas tussen de 35% en 65% ligt, spreken we van een monzoniet. Uitzonderingen op deze regel zijn de vele gidsgesteenten, die ook bij afwijkende percentages hun namen uit de zwerfsteenkunde behouden.
Soms bevat het gesteente bijna geen donkere mineralen. We spreken dan van een zure graniet. Veel granieten tonen op een of andere manier deformatieverschijnselen. (bijv. suikerkorrelige kwarts of gelaagdheid). Als de deformatieverschijnselen duidelijk naar voren komen spreken we van een gneisgraniet. De Loftahammergneisgranieten en de Bornholmstreepgranieten zijn daarvan goede voorbeelden. De meest opvallende granieten zijn waarschijnlijk de rapakivi’s.
4. Graniet. Veenwouden. Een door de suikerkorrelige kwarts zichtbaar gedeformeerde graniet. Dit soort stenen komt vooral uit Smaland.
5. Graniet. Als. Ook deze graniet met zijn blauwachtige kwarts komt zeer waarschijnlijk uit Smaland.
6. Graniet. Werpeloh. D. Dit soort fijnkorrelige granieten met bruine kwarts is vaak afkomstig uit Bohuslan of Blekinge.
7. Graniet. Fjordmosen. Als Dk. Deze graniet met zijn groenbruine plagioklaas en verspreid voorkomende witte kaliveldspaten hoort mogelijk bij de Arnögranieten.
2. Filipstadgraniet Gedeformeerd. Kegnaes Dk. Behalve bij rapakivi’s komen plagioklaasringen ook voor bij sommige granietsoorten.
3. Graniet. Als. Dk. De steen heeft bruinachtige kaliveldspaten. Dit soort stenen komt vaak uit Smaland.
Niet alle stenen die in de zwerfsteenkunde als graniet worden beschouwd behoren geologisch ook bij de granieten. Sorselegranieten behoren bijvoorbeeld door hun geringe kwartsgehalte vaak tot de Kwartssyenieten. Rönnegranieten zijn vaak Granodiorieten omdat de steen veel meer plagioklaas dan kaliveldspaat bevat.
Granieten zijn ook aan de buitenkant vaak goed herkenbaar. De gewoonlijke rode, roodbruine of lichtgekleurde kaliveldspaten vallen meestal goed in het oog. De plagioklaas is vaak lichtgekleurd of groenachtig, de kwarts glinstert en biotiet en/of hoornblende veroorzaken donkere stippen of vlekken. We tonen enkele voorbeelden.
Geel is Syenograniet. Oranje = Monzograniet.
d. Granodiorieten.
Granodioriet is een gesteente dat wat minerale samenstelling betreft tussen graniet en dioriet in zit. Graniet en granodioriet zijn marcoscopisch soms moeilijk van elkaar te onderscheiden. Granodioriet bevat echter meer plagioklaas dan granieten maar de kaliveldspaten en de plagioklaasveldspaten zijn soms moeilijk van elkaar te onderscheiden, omdat de kleur van beide mineralen praktisch gelijk is. Een goed zichtbaar onderscheid is het verschil in percentages mafische (donkere) mineralen, dat in granodioriet hoger is dan in graniet. Bovendien bevat granodioriet naast biotiet ook amfibool, meestal hoornblende. Deze hoornblende kan ook voorkomen als langwerpige rechthoekige naalden.
In het Streckeisen diagram is de onderlinge verhouding tussen kaliveldspaat en plagioklaas bepalend voor de naamgeving. De kwartspercentages van graniet en granodioriet zijn gelijk.
Er zijn veel overgangen tussen beide soorten, wat determinatie er niet gemakkelijker op maakt.
e. Monzonieten
Monzoniet is een z.g. intermediair gesteente dat tussen syeniet (groter percentage kaliveldspaat) en dioriet (meer calcium houdende plagioklaas) en mafische mineralen inzit. Op het Streckeisen diagram zien we drie verschillende variëteiten die allemaal hun eigen naam hebben. De meest voorkomende mineralen naast kaliveldspaat en plagioklaas zijn pyroxeen of biotiet. Het kwartspercentage (kaliveldspaat, plagioklaas, kwarts) mag hoogstens 20% zijn. Is dit percentage hoger, dan heet het gesteente: Monzograniet.
Als van de genoemde mineralen het kwartspercentage 5% – 20% bedraagt noemen we het gesteente een Kwartsmonzoniet. Soms is er een onderverzadiging van kwarts, waardoor nefelien wordt gevormd. We spreken dan van een Nefelien-Monzoniet. Dit type komt vooral voor bij stenen uit de Osloslenk.
Plagioklaas heeft in Monzonieten nog al eens een groenachtige kleur, wat een teken is van deformatie.
4. Monzoniet. (Larvikiet) Gyldendal Limfjord. Alkaliveldspat (otthoklaas) en plagioklaas (Albiet) hebben zich vermengd.
5. Detail van 4. Door de vermenging is het mineraal Anorthoklaas ontstaan. De witte strepen bestaan uit albiet.
f. Syenieten
Syenieten zijn eigenlijk kwartsloze of kwartsarme varianten van granieten.
De voornaamste mineralen die in het gesteente voorkomen, zijn het alkaliveldspaat
mineraal orthoklaas, perthiet en albiet. pyroxeen en biotiet. De donkere mineralen bestaan uit biotiet, pyroxeen of hoornblende.
In met name de syenieten uit het Oslogebied bevatten nog al eens nefelien. Een mineraal,, dat ontstaat als een gesteente is onderverzadigd met kwarts. Plagioklaas is meestal niet of nauwelijks zichtbaar.
Syenieten komen niet erg veel voor. Het bekendst zijn de gesteenten uit de Oslo Slenk, en de Vaggeryd Syenieten zuidelijk van het Vättern in Zuid Zweden. Verder komt het gesteente voor op het eilandje Alnö bij Sundsvall en het uiterst zeldzame gesteente Grannaïet aan de zuidoostkant van het Vättern. Vondsten tonen echter ook aan, dat het gesteente ook nog her en der verspreid op andere plaatsen voor komt.
In het Streckeisen diagram worden maar liefst 6 verschillende typen syenieten genoemd. Het verschil wordt gemaakt door kleine verschilen in kwartspercentages en de onderlinge percentages van plagioklaas en kaliveldspaat. Voor de stenenliefhebber, die gewapend met een loep of een eenvoudige microscoop te werk gaat, zijn deze verschillen in veel gevallen niet vast te stellen. We zullen ons dan bij de naamgeving hoofdzakelijk beperken tot de naam “syeniet” of “nefeliensyeniet”, omdat verdere naamgeving zonder slijpplaatje anders een gok wordt i.p.v. een juiste bepaling.
De nefeliensyenieten vormen binnen de syenieten eigenlijk een aparte groep, die we hierna apart bespreken.
7. Syeniet. Ny Pol. Als. Deze steen is waarschijnlijk afkomstig uit de buurt van Vaggeryd ten zuiden van het Vättermeer.
Een tweede soort syenieten zijn de nefeliensyenieten. In deze syenieten is kwarts vervangen door nefelien. Dit is het geval, als zich in het magma waaruit de steen is ontstaan te weinig SiO2 aanwezig was voor uitkristallisatie van alkaliveldspaten. Uit het restmagma ontstaat dan nefelien.
Nefelien is wit, grijs of bruin van kleur en heeft een glasachtige glans.
Donkere mineralen kunnen in beide soorten syenieten in ruime mate aanwezig zijn in de vorm van biotiet, pyroxeen en amfibool. De beide laatste mineraalsoorten komen we vooral tegen in de nefeliensyenieten uit het Oslogebied.