Van Modder tot Leisteen Manuel Sintubin Structural Geology & Tectonics Group, Katholieke Universiteit Leuven, Redingenstraat 16, B-3000 Leuven
[email protected]
Ons verhaal begint bij de sedimentatie van kleiig en zandig materiaal. Dit geeft aanleiding tot een opeenvolging van kleirijke en zandige pakketten. Bij begraving en vervorming gaan beide materialen, omwille van hun verschil in o.a. mineralogie en granulometrie, anders reageren. Op deze figuur geven we de evolutie weer van de kleirijke sedimenten. Bij de sedimentatie van een kleisuspensie vormt er zich een kleimodder. Doorgaans wordt zo’n modder gekenmerkt door een vrij open interne opbouw die het best kan worden vergeleken met een kaartenhuisje. De kleimineralen vertonen een willekeurige oriëntatieverdeling. Deze modder heeft een belangrijke porositeit. Vrij snel zal dat onstabiele kaartenhuisje onder invloed van het gewicht van de bovenliggende sedimenten ineenstorten. De plaatvormige kleimineralen ondergaan een mechanische rotatie en leggen zich allemaal ongeveer horizontaal. De porositeit wordt sterk gereduceerd en het water wordt eruit geperst. Zo ontstaat een eerste zwakke anisotropie in het gesteente, parallel aan de gelaagdheid. Er wordt een kleisteen gevormd. Bij verder begraving van deze kleirijke sedimenten gaan diagenetische processen zorgen voor een lithificatie. Naast een verdere fysische compactie zal ook de kleimineralogie veranderen. Het resulterende gesteente is een schalie. Deze wordt gekenmerkt door een gelaagdheidsparallel anisotroop opbouw, dat een eerste gesteentesplijting vertegenwoordigt. Het gesteente vertoont een goede splijtbaarheid volgens deze vlakken. In tegenstelling tot de kleirijke pakketten ondergaan de zandige pakketten niet zo’n dramatische veranderingen. Het zandige sediment wordt gecompacteerd en gelithifieerd ter vorming van een zandsteen. Er is geen uitgesproken interne anisotropie aanwezig. De volgende stap in de evolutiegeschiedenis doet zich voor tijdens een gebergtevorming in laaggradige metamorfe omstandigheden (200 tot 400°C, 5 tot 15km diepte).Tektonische krachten gaan nu de gesteenten in het sedimentaire bekken vervormen. De plaatvormige kleimineralen, gelegen volgens de gelaagdheid, worden nu onder invloed van subhorizontale, compressieve tektonische krachten, onstabiel en gaan zich zodanig heroriënteren dat ze zoveel mogelijk loodrecht op de hoofdvervormingsrichting komen te liggen. Tal van processen, zoals het opplooien van de micaplaatjes, het differentieel oplossen en neerslaan, of de nieuwgroei van mica’s volgens de nieuwe oriëntatie, zullen een transformatie teweegbrengen van het volledige gesteente. Eerst zal het initiële schaliemaaksel worden vernietigd. Dit resulteert in een argilliet die geen duidelijke gesteentesplijting meer vertoont. Vervolgens wordt een nieuw, tektonisch gesteente gevormd doordat de mica’s systematisch de nieuwe oriëntatie gaan aannemen. Zo ontstaat een nieuwe, tektonische gesteentesplijting. Deze gesteentesplijting is zeer uitgesproken door de bijna perfecte oplijning van de mica’s. We noemen dit een leisteensplijting. Het gevormde gesteenten is een leisteen. Dit gesteente vertoont een uitstekende splijtbaarheid en wordt dan ook aangewend voor de aanmaak van natuurlijke dakleien. Deze splijtingsontwikkeling doet zich voornamelijk voor in de kleirijke gesteenten. In de zandstenen zal bij hogere metamorfe omstandigheden ook een omvorming voordoen ter vorming van een interne foliatie, gelijkaardig aan de leisteensplijting. Bij toenemende temperatuur gaan de mica’s in het splijtingsmaaksel nu verder aangroeien. In een eerste stadium behoudt het gesteente zijn uitgesproken leisplijting maar krijgen de splijtingsvlakken door de groter geworden mica’s een zilverglans. Het resulterende gesteente noemen we een fylliet. Bij nog hogere temperaturen en drukken worden de mica’s nog groter, en worden ze zelfs herkenmaar met het blote oog, en krijgt het gesteente een kristallijn karakter. Een schist is gevormd. Door de aangroei van de mica’s en andere mineralen verliest dit gesteente de karakteristieke leisteensplijting. Deze wordt vervangen door een schistositeit, gekenmerkt door golvende, onregelmatige splijtingsvlakken. Neemt het metamorfose nog toe, dan kan er zich een mineraalsegregatie voordoen ter vorming van een sterk gefolieerd kristallijn gesteente, welke we een gneiss noemen. Ook een gedeeltelijke opsmelting van het gesteente, anatexis, is verder mogelijk. Naar de diepte toe neemt bovendien de vervorming sterk toe. Eerst komen er, al of niet symmetrische, plooien voor. Hier staat de leisteensplijting onder een relatief grote hoek met de gelaagdheid en zijn beide makkelijk te herkennen. Dieper worden de plooien meer uitgesproken en zeer asymmetrisch. Schistositeit en gelaagdheid liggen zo goed als evenwijdig. Uiteindelijk is er van de oorspronkelijke gelaagdheid niets meer terug te vinden.
