Van Modder tot Leisteen

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.