zijn aggregaten van in hoofdzaak minerale fragmenten, waarbij soms biogene componenten zijn gemengd, terwijl enkele gesteenten uitsluitend uit biogene componenten, fragmenten van dieren en planten, zijn samengesteld. Gesteenten zijn gewoonlijk hard, hebben de steenwordingsprocessen doorgemaakt.
Naast de harde gesteenten noemt de geoloog zand, klei, löss enz. echter ook gesteente. De aardkorst is uit gesteenten opgebouwd. De gesteenten worden in drie grote groepen ondergebracht:1. stollingsgesteenten,
2. sedimenten en
3. metamorfe gesteenten.
Uit de eerste groep kunnen de beide andere worden afgeleid.
1. Stollingsgesteenten ontstaan door stolling van magma, hetzij in de aardkorst als dieptegesteente, hetzij op de weg door spleten naar boven als ganggesteente, hetzij aan de oppervlakte der aarde als uitvloeiingsgesteente. Dieptegesteenten stollen langzaam en zijn daarom geheel kristallijn (holokristallijn). Elke mineraalsoort treedt er slechts in één generatie in op. Een dergelijke structuur wordt granitisch genoemd. Ganggesteenten zijn holokristallijn of hypokristallijn (halfkristallijn); in het laatste geval bezitten zij een grondmassa van glas, waarin kristallen zweven, die reeds uitgekristalliseerd waren, voordat een snellere afkoeling het restmagma belette te kristalliseren.
Uitvloeiingsgesteenten zijn hypokristallijn of glazig. In het laatste geval vond de afkoeling van de uittredende lava zo snel plaats, dat de massa dadelijk zo dik vloeibaar werd, dat de atomen zich niet tot kristallen konden rangschikken. Zulk vulkanisch glas, bijv. obsidiaan, bevat gas in oplossing. Door verhitting kunnen die gassen er uit ontwijken en ontstaat puimsteen, vulkanisch glasschuim.
De mineralogische samenstelling der holoen hypokristallijne gesteenten is van de scheikundige samenstelling van het magma afhankelijk. Bevat deze veel SiO2 (kiezelzuur), dan worden magma en gesteente zuur genoemd; is weinig Si02 aanwezig, dan heten magma en gesteente basisch. De stollingsgesteenten bevatten in oxyden uitgedrukt: SiO2, Al203, Fe203, FeO, MnO, MgO, CaO, Na20, K2O, Ti02, P206 en H20. Alle elementen, die niet in deze oxyden genoemd zijn, komen slechts bij uitzondering of in minimale hoeveelheden voor (z aarde). Uit een magma met een bepaalde scheikundige samenstelling kan een dieptegesteente, een ganggesteente en een uitvloeiingsgesteente ontstaan.
Bij glazige gesteenten en bij hypokristallijne gesteenten zit de gehele scheikundige samenstelling resp. een gedeelte daarvan in het gesteenteglas. Bij holokristallijne gesteenten zijn de atomen van het magma tot kristallen gegroepeerd. Porfierische structuur bezitten die gesteenten, waarin dezelfde mineralen in meer dan één generatie optreden. In de diepte kunnen reeds grote kristallen (fenokristen of eerstelingen) gevormd zijn, die met het restmagma in de aardkorst geïnjecteerd werden, waardoor uit dat restmagma soms een tweede generatie van dezelfde kristalsoort in kleinere individuen ontstond.
De belangrijkste mineralen der stollingsgesteenten (gesteentevormende mineralen) zijn:
1. niet of weinig gekleurd', veldspaten: orthoklaas of kaliveldspaat (KAlSi308); plagioklazen of natron-kalk-veldspaten, isomorfe mengkristallen van albiet (NaAlSi3Os) en anorthiet (CaAl2Si208); kwarts (Si02); muscoviet ((Si3Al)O10(OH,F)2 Al2K); wanneer minder Si02 in het magma aanwezig is, treden dikwijls mineralen op, die in verhouding tot K en Na minder Si02 bevatten, o.a. nefelien (NaAISi04) en leuciet (KAlSi208), die foïden genoemd worden;
2. gekleurd: amphibolen (o.a. hoornblende), silicaten van Ca, Mg, Fe, Na en Al; pyroxenen (o.a. augiet), eveneens silicaten van Ca, Mg, Fe, Na en Al; biotiet ((Si3Al)O10 (OH,F)2(Mg.Fe)3K) e.a.
Een zeer zuur gesteente is de alaskiet, die bijna uitsluitend uit kwarts en alkali-veldspaat bestaat. In tegenstelling hiermede is duniet een ultrabasisch gesteente, hoofdzakelijk uit olivien bestaande (hoog MgO-gehalte). Sommige magma’s bevatten minder calcium en meer kalium en natrium dan de zgn. normale magma’s. In graniet zijn de hoofdcomponenten kwarts, alkali-veldspaten en biotiet, in dioriet plagioklaas, hoornblende en biotiet, in gabbro calciumrijke plagioklazen en augiet.
2. Sedimenten. Deze kunnen verdeeld worden in:
A. klastische sedimenten of gruisgesteenten,
B. scheikundige sedimenten of halmyrogene sedimenten en
C. biogene sedimenten.
A. Klastische sedimenten bestaan uit gruis, dat gevormd is uit reeds bestaande gesteenten. Voor het grootste gedeelte bestaan zij uit fragmenten van mineralen. In niet-verkitte toestand wordt van grof tot fijn onderscheiden: grind, zand en klei (peliet), door verkitting der korrels, meestal door calciet of kwarts, ontstaan hieruit: conglomeraat (natuurlijk beton), zandsteen en lei. Breccie is een grofklastisch gesteente, dat uit hoekige fragmenten bestaat, in tegenstelling met conglomeraat met afgeronde fragmenten.
B. Scheikundige sedimenten ontstaan als scheikundige neerslagen door indamping van zeewater of van het water van zoutmeren. Uit zeewater ontstaan anhydriet CaS04, gips CaS04.2H20, steenzout NaCl, kalizouten en magnesiumzouten.
Slechts bij zeer ver gaande indamping ontstaan de zouten met K en Mg (wegens kaliumgehalte belangrijk voor landbouw).
Het is een onopgeloste vraag, of kalksteen CaGOs door directe neerslag uit zeewater ontstaat. Dolomiet (Ca,Mg)COa ontstaat vermoedelijk door inwerking van zeewater op kalksteen.
C. Biogene sedimenten (biolithen of organogene sedimenten) kunnen volgens de scheikundige samenstelling verdeeld worden in anorganische biolithen en kaustobliolithen. Zij ontstaan door toedoen van het leven op aarde, vooral in de zee. Belangrijk zijn daarbij de kleine, tot microscopisch kleine dieren en planten, het microplankton. Organogene kalksteen ontstaat uit foraminiferen, waaronder de globigerinen tegenwoordig een belangrijke rol spelen. Organogene kiezelzuurgesteenten ontstaan uit radiolariën en uit diatomeeën. Onder de nietplanktonische vormen zijn belangrijk als gesteentevormers: kalkwieren, schelpen en vooral koraalriffen met hun rijk leven aan koralen, schelpen, zeeappels, zeesterren enz. De kaustobiolithen (brandbare biolithen) bestaan uit de reeks: turfbruinkool-steenkool-anthraciet, waarvan hout het uitgangspunt is, en uit de reeks aardolie-asfalt en paraffine, die uit plantaardige en dierlijke oliën, vetten en eiwitten ontstaat.
3. Metamorfe gesteenten ontstaan uit stollingsgesteenten en sedimenten, door veranderde omstandigheden van druk en temperatuur. Wanneer deze ontstaan ten gevolge van indringen van magma in de aardkorst, spreekt men van contactmetamorfose. Ontstaat de verandering door sterke gerichte druk, zoals die bij plooiing optreedt, dan heet zij dynamo-metamorfose. Dieptegesteenten veranderen hierdoor hun structuur, die richtingsloos was, in plaatvormige of stengelige structuren. Graniet verandert bijv. in gneis, kalksedimenten veranderen in marmer, kleigesteenten veranderen in glimmerschisten, phyllieten en leien.
Behalve gerichte druk, kan ook dalen van gesteenten op grote diepte metamorfose teweegbrengen, door toename van druk en temperatuur (regionaalmetamorfose). De vorming van steenkool en aardolie zijn metamorfe verschijnselen, die hiertoe behoren.
Kringloop der gesteenten
Het magma is de oorsprong aller gesteenten. Primair ontstaan daaruit door afkoeling stollingsgesteenten. Door verwering, zowel door afslijten (physisch) als door oplossing (chemisch), vallen de gesteenten uiteen en leveren het materiaal, waaruit de klastische sedimenten worden opgebouwd. Het gedeelte, dat in oplossing verkeert, levert direct door scheikundige neerslag de chemische sedimenten en via het leven op aarde de biogene sedimenten.
Uit al deze gesteenten ontstaan ten gevolge van toenemende druk en temperatuur na lange tijd metamorfe gesteenten. Dalen deze diep in de aardkorst, dan worden zij vermoedelijk opgesmolten en in het magma opgenomen, waarmede de kringloop gesloten is.
Bovenstaande beschouwing zou men de klassieke petrologie kunnen noemen, die in hoofdzaak nog door een groot gedeelte der petrologen wordt aangehangen. Intussen is een jonge generatie van gesteentekundigen ontstaan, die een veel belangrijker rol toeschrijft aan de metamorfose. De uiterste consequentie van de moderne opvatting is, dat er geen primair magma bestaat, maar dat alles wat hierboven als magmatische gesteenten beschouwd werd, het gevolg van een metamorfose is, die dan ultrametamorfose genoemd wordt. Hierbij worden sedimenten tot een magma-achtige smelt gesmolten, die migma genoemd wordt.
Het kernpunt der discussies is het vraagstuk van het ontstaan van graniet. Waargenomen is het verschijnsel waarbij een magma brokstukken van het gesteente, waarmede het in contact gekomen is, in zich opneemt door smelten, waardoor het natuurlijk in zijn scheikundige samenstelling verandert. Het is dan een mengsel, een migma geworden en daaruit kristalliseert een migmatiet, hetgeen waarneembaar is, zolang er nog onverteerde resten van het nevengesteente in het stollingsgesteente optreden. In plaats van drie groepen van gesteenten worden er dan vier onderscheiden; zo door M. Reinhard: magmatieten, migmatieten, metamorfieten en sedimenten. Reeds in 1844 sprak de Franse geoloog Virlet d’Aoust van granitisatie, waarmede hij de verandering van sedimenten in graniet bedoelde.
Sommige moderne petrologen menen, dat graniet altijd uit een migma is ontstaan, via ultrametamorfose van sedimenten, maar dat de vulkanische gesteenten echt magmatisch zijn. Zo maakt H. H. Read weer een indeling in drie groepen, die hij neptimische gesteenten (sedimenten), vulkanische gesteenten (magmatisch) en plutonische gesteenten (ultrametamorf, migmatisch) noemt.
De onderzoekingen van J. J. Sederholm in Finland zijn de aanleiding geweest van deze hernieuwde belangstelling in het ontstaan der gesteenten. Hij spreekt o.a. van een paling een (herboren) magma en van palingenese. Met zijn anatexis (weder smelten) bedoelt hij hetzelfde.
Naast oorspronkelijk (juveniel) magma zou er volgens Sederholm ook secundair of palingeen magma bestaan. Aangezien Sederholm onder anatexis het opsmelten van graniet door een uit een granitisch magma opstijgende vloeistof (zijn ichor) verstond, heeft Rittmann voor het geval, dat een ander nevengesteente dan graniet door een ichor wordt opgelost van syntexis gesproken. In de moderne petrologie kent men dus verschillende ontstaanswijzen van graniet. Zo onderscheidt M.
Reinhard: juveniele graniet, door magmatische differentiatie uit magma gevormd, metasomatische graniet, uit sedimenten gevormd, door ruil van stoffen in hete oplossingen en palingene graniet, door anatexis uit gesteenten van granietachtige samenstelling (klei, zandsteen, gneis, graniet).
PROF. DR B. G. ESCHER
Lit.: T. F. W. Barth, C.
W. Correns, P. Eskola, Die Entstehung der Gesteine (Berlin 1939); Paul Niggli, Gesteine und Minerallagerstätten, I. Bd (van drie), (Basel 1948); H.
H. Read, Meditations on Granite. Proc. Geologists’ Association (London: Parti, vol. 54, pp 64-85, 1943, Part II, vol. 55, pp 45-93, 1944); B.
G. Escher, Algem. Mineralogie en Kristallografie, 2de dr. 1950, hfdst. V.
