Noordelijke en oostelijke zwerfstenen in Pleistoceen rivierzand

In zandwinningsbedrijven in Groningen en Drenthe komen van enige diepte in de ondergrond, behalve zand en grind, ook grotere stenen te voorschijn. Deels zijn de keien van noordelijke herkomst, deels komen ze uit Duitse middelgebergten. De noordelijke zwerfstenen zien er anders uit dan vergelijkbare typen uit de keileem. De kleuren zijn bleker, terwijl anderen een meer uitgeloogde indruk maken. Kortom, zwerfstenen die duidelijk ouder zijn die uit de Saale-ijstijd. Ook hun samenstelling is hoogst interessant.

In grofzandige rivierafzettingen in Noord-Nederland komen van een diepte van tien meter en meer grote, gebleekte en vaak ook verweerde zwerfstenen te voorschijn. De stenen bleven voor de mond van de zuigbuis steken, en kwamen vervolgens in zogenaamde keienvangers terecht. Aan het einde van de werkdag werden de keien met een roeiboot aan de wal gebracht en op de keienstort geworpen.

Tegenwoordig wint men zand en grind op een veel industriëlere manier, waarbij de , bijvangst' die men bij de winning van bouwzand op de koop toe nam, verleden tijd is. Al dat moois blijft tegenwoordig op de bodem van de zandputten liggen. Zand en grind worden tot een bepaalde grootte onder water met krachtige waterjets opgewerveld en vervolgens via zuigbuizen naar de zeefinstallaties getransporteerd. Dit levert nog steeds veel grind en stenen op, maar de veelal interessantere grotere zwerfstenen in het gezelschap zijn afwezig.

De keienstorten in zandzuigerijen in Ellertshaar, Tynaarlo, Zuidlaren en Noordbroek (Gr.) boden jaren lang goede zoekmogelijkheden om bijzondere zwerfstenen te verzamelen. De keienvangers leverden in meerderheid noordelijke zwerfstenen op. Een kleiner deel bestond uit stenen van oostelijke herkomst. De meeste daarin bestonden uit rossig-rode en geelbruine bontzandsteen uit het gebied zuidelijk van Hannover, verder waren talrijke Mesozoïsche zandstenen uit het Wiehen- en Teutoburgerwoud aanwezig. Ook kwamen vrij grote vulkanieten voor uit het Thüringerwoud en Saksen-Anhalt in het zuidoosten van Duitsland. 

Bijzondere noordelijke zwerfstenen

Voor zwerfsteenliefhebbers van noordelijke zwerfstenen waren de keienstorten van Ellertshaar een gewild excursiedoel. De variatie aan zwerfsteentypen was groot. Het globale zwerfsteenspectrum was gemengd West en Oost-Baltisch. Opmerkelijk waren verschillende soorten en typen rapakivigraniet, vergezeld van een variatie aan Rode Oostzee-porfieren. Bijzonder is dat de typen-samenstelling van de rapakivi's anders was dan die uit de bovenliggende Saale-keileem. Rapakivi's van het vasteland van Finland waren niet zeldzaam. Ook de porfierische rapakivi-graniet uit het Noord-Baltische rapakivi-plutoon, dat zich op de bodem van de noordelijke Oostzee bevindt, kwamen  verhoudingsgewijs meer voor dan in de bovenliggende keileem. 

Opvallend was het relatief hoge percentage zwerfstenen van Rode Oostzee-porfier met een eutaxitische (lees ignimbritische) structuur. Verder kwamen van deze Oost-Baltische porfiersoort ook vulkanische breccies en zelfs agglomeratische typen voor. Eutaxieten, vulkanische breccies en dito conglomeraten van Rode Oostzee-porfier komen in de Saale-keileem van het Hondsrug-gebied erg weinig voor. De meer homogene, dichte vorm van Rode Oostzee-porfier is daarin het bepalende type. 

Bijzonder, door het relatief frequente voorkomen, waren zwerfstenen uit het Oslogebied in Zuid-Noorwegen. Van Rhombenporfier zijn in Ellertshaar talrijke zwerfstenen bekend. Verder zijn in de loop van de tijd verschillende exemplaren van Larvikiet, vooral van Nordmarkiet, Ekeriet, nefelien-syeniet en andere opgeraapt. Het bijzondere, gemengde West- en Oost-Baltische zwerfsteengezelschap van de keienstort staat in contrast met de ter plaatse aanwezige keileem. Het zwerfsteenkarakter daarin is Oost-Baltisch getypeerd. Zwerfstenen uit het Oslogebied en andere typische West-Baltische zwerfsteentypen ontbreken of zijn zeldzaam.

Rhombenporfier - Zwerfsteen van Ellertshaar (Dr.)

Zijn zwerfstenen in de Pleistocene zanden uit een vroege ijstijd?

Een voor de hand liggende gedachte zou zijn dat de noordelijke zwerfstenen op de  steenstorten in Ellertshaar afkomstig waren uit de bovenliggende keileemafzetting. Dit laatste is niet aannemelijk. Voorafgaand aan de winning van bouwzand wordt de keileemlaag - indien aanwezig -, samen met dekzand en bouwvoor afgevoerd. De paar zwerfstenen die in het kale landschap achter blijven, werken niet verstorend op het soortenspectrum. Hier komt nog bij dat verweringsgraad en daarmee het uiterlijk van de zwerfstenen uit de keileem afwijken van de stenen op de keienstort. Deze laatste waren zonder uitzondering bijzonder schoon en gebleekt. 

De zwerfstenen op de keienstort toonden doorgaans weinig sporen van afronding door smeltwatertransport. De meerderheid onderscheidde zich niet van normale keileemzwerfstenen. Van Nordmarkiet zijn in de tijd van elkaar gescheiden twee grote hoekige gebleekte brokken gevonden, waarvan alleen de randen iets waren afgeschuurd. Beide brokstukken passen perfect aan elkaar. Ze vormden oorspronkelijk één zwerfsteen. Op de buitenkant van één van de stukken zijn gletsjerkrassen aanwezig. Illustratief is de vondst van een groot stuk onverweerd geel barnsteen met aan een zijde duidelijke gletsjerkrassen. Dit duidt onmiskenbaar op transport door ijs. 

Het nagenoeg ontbreken van afrondingsverschijnselen door smeltwater, het voorkomen van gletsjerkrassen op sommige stenen duidt op een herkomst uit keileem of op een kort transport door smeltwater. Aanwijzingen voor een dieper gelegen keileemafzetting ontbreken. De stenen komen uit een niveau met grind en grof rivierzand, waarin naast noordelijk materiaal ook grote zwerfstenen van oostelijke herkomst aanwezig zijn. Het transport van de grote stenen lijkt te wijzen op een transport in drijvend grondijs. 

De conclusie is dat het gezelschap noordelijke zwerfstenen in Ellertshaar niet afkomstig is uit de bovenliggende Saale-keileem. De stenen komen uit een dieper gelegen fluvioglaciale afzetting. Ook elders in Noordoost-Nederland komen op diepten van 10-30 meter vergelijkbare stenenniveau's als in Ellertshaar voor, met gebleekte en uitgeloogde zwerfstenen, waaronder verhoudingsgewijs veel Oslo-gesteenten.

Deze zwerfsteenniveau's dateren vermoedelijk uit het Cromerien, een complexe glaciale periode, die voorafging aan het Elsterien. Het Cromerien omvat een drietal koudefasen, die op afzonderlijke glacialen wijzen. In het Cromerien C was de rand van de Scandinavische ijskap ver naar het zuiden opgeschoven, tot dichtbij of misschien zelfs wel tot over het uiterste noorden van ons land. Dit laatste is echter in hoge mate speculatief. Behalve genoemd stenenniveau, zijn uit deze ijstijd geen sporen in de ondergrond aangetroffen. 

De oorspronkelijke bedding van de Eridanos wordt gemarkeerd door de huidige Botnische Golf, de Finse Golf en de Oostzee, inclusief de afbuiging hiervan naar het westen, richting Noordzeebekken. Opeenvolgende vergletsjeringen in het Pleistoceen hebben de rivierbedding van de Eridanos en zijn zijrivieren steeds verder uitgeruimd en verdiept.

Zwerfstenen van oostelijke herkomst

De invloed van de proto-Elbe en de proto-Wezer

In het Vroeg- en Midden-Pleistoceen werd tot in het Cromerien uit Midden-Europa veel grof kwartszand met grind en grotere stenen naar ons land getransporteerd. Tienduizenden jaren achtereen maakten voorlopers van de Elbe en de Wezer en hun zijrivieren deel uit van het stroomstelsel van de Eridanos. De meest grofzandige sedimenten die deze rivieren hier hebben afgezet rekent men tot de Formatie van Appelscha. Het grind hierin is door zijn gevarieerde samenstelling bonter van uiterlijk dan grind uit de Formatie van Peize. Nadat de boven- en middenloop van de Eridanos in Scandinavië tijdens het Menapien door opdringend landijs grotendeels van de kaart verdwenen, ging het zand- en grindtransport door Duitse rivieren nog lange tijd door. Pas in het Cromerien stopte ook deze aanvoer.

Nederlands eerste geoloog W.C.H.Staring merkte bij zijn karteringswerk in ons land de Duitse herkomst op van verschillende steensoorten in oostelijke grind. In 1858 schreef hij hierover als volgt:

W.C.H.Staring (1808 - 1877)

Winand Carel Hugo Staring is de grondlegger van het geologisch en landbouwkundig onderzoek in Nederland.

 In 1833 in Leiden promoveerde hij in Leiden op zijn proefschrift Specimen academicum inaugurale de geologia patriae (Academisch proefschrift over de geologie des vaderlands). Hierin gaf Staring richting aan het tot dan toe nog ongeordende geologisch onderzoek in Nederland. Zijn belangrijkste werk vormde de realisatie van de eerste geologische kaart van Nederland, die in 19 kaartbladen op een schaal van 1:200.000 is gepubliceerd tussen 1858 en 1867. Uniek was de onderverdeling van het Diluvium en Alluvium, waarvoor Staring’s kaart op de Wereldtentoonstelling van 1862 in London is bekroond met de gouden medaille. 

Met steensoorten uit de Mindense gebergten zal Staring destijds de talrijke grijswitte, geelbruine en roodachtige zandstenen bedoeld hebben, vergezeld van fossielen van Jura-ammonieten en Krijtsponzen.

Veruit het belangrijkste grindcomponent in de Formatie van Appelscha bestaat uit witte kwarts. Naast veel melkkwartsen die vaak uit dichte halftransparante kwartsiet blijken te bestaan, komen ook veel witte gangkwartsen voor. Deze laatste zijn afkomstig uit Paleozoïsche gesteenten in het zuidoosten van Duitsland (Saksen, Ertsgebergte) en wellicht ook nog uit gesteenten in Polen en Tsjechië. Aangezien het onderscheid tussen beide kwartstypen niet altijd te maken is, vat men melkkwarts en gangkwarts doorgaans samen als witte kwarts.

Grindhoudend zand uit de Formatie van Urk met o.m. witte kwarts, zandsteen en radiolariet Emmerschans (Dr.)

Zand en grindbestanddelen zijn weliswaar door de Rijn afgezet, de bestanddelen zelf zijn afkomstig uit geërodeerde oudere Pleistocene rivierafzettingen. Rijn-eigen materiaal is vrijwel uitsluitend in de fijne zandfractie te vinden. Het zijn zwarte vulkanische mineralen (augiet) uit de vulkanische Eifel in Duitsland. 

Veel voorkomende steensoorten in oostelijk grind zijn de zeer variabele, pastelkleurige en zacht aanvoelende vulkanieten uit Saksen-Anhalt, Saksen en vooral uit het Thüringerwoud. Het zijn voornamelijk zeer silicarijke porfieren (paleorhyolieten). Opmerkelijk vaak gaan deze kwartsporfieren vergezeld van sferolietporfieren. Tenminste zo staan deze bekend onder stenenzoekers en onder deze naam zijn ze ook beschreven in stenengidsen. Feitelijk hebben we met lithofysenporfieren te maken.

De hieronder afgebeelde grindstenen zijn van oostelijke herkomst. Ze zijn gevonden in Ellerhaars (Dr.)

Grindsteentjes van kiezelige grijsgroene en bruine gelaagde radiolariet, zwarte lydiet en opvallend horizontaal gestreepte ignimbrietische porfiertjes zijn zeer waarschijnlijk uit Saksen en het Ertsgebergte aangevoerd. Behalve deze zijn in het oostelijke grind ook nog andere gesteentesoorten te vinden, zoals kiezeloöliet uit de Jura-periode in Midden-Duitsland, allerlei soorten (Mesozoïsche) zandsteen, conglomeraat, cementkwartsiet, roodijzerkiezel, kleurige verkiezelingen, kleine agaatjes en paarse kiezelsteentjes van amethist. 

Samenvattend, afgezien van witte kwarts wordt het oostelijk grind vooral gekenmerkt door het voorkomen van lydiet/radiolariet, Thüringerwoudporfier en heel veel rolsteentjes van rossig getinte en geelbruin en geelwit gebleekte Mesozoïsche zandsteen. Rolstenen van bontzandsteen komen bijzonder veel voor. 

Bijzonder zijn vondsten van cementconglomeraat, een keihard geelwit kiezelgesteente dat voor een belangrijk deel uit rolstenen van witte halftransparante kwarts bestaat, soms vergezeld van zwarte lydiet en verkiezeld hout. De grondmassa van het gesteente bestaat uit een dicht kiezelig kwartszandmengsel dat onder de loep aan voegencement doet denken. Dit conglomeratisch gesteente is alleen bekend uit Bohemen in Tsjechië en wellicht ook nog uit de omgeving van Helmstedt in Duitsland. In Ellertshaar zijn hiervan een aantal grote zwerfstenen gevonden.

Grindverschillen

Het oostelijke grind dat in verschillende zandzuigerijen te voorschijn komt, geeft een nogal wisselend beeld. Opvallend is dat de kleurigheid van het gezeefde grind varieert. In Ellertshaar en eerder ook in Emmerschans, bezit het grind vaak een bont uiterlijk. Afhankelijk van de winplaats en de diepte kleurt het grind soms witter, doordat meer witte kwarts aanwezig is. Het percentage mesozoïsche zandsteen is dan geringer, twerijl juist meer porfiertjes uit het Thüringerwoud voorkomen. Een vergelijkbaar beeld is regelmatig te zien in een zandwinning in het Emsland bij Walchum. Het meer bontgekleurde grind in Ellertshaar en Emmerschans is te vergelijken met dat wat in de zandgroeves in het oosten van Overijssel en in het aangrenzende Wilsumer Berge te voorschijn komt/kwam. 

Het grind dat in zandzuigerijen in Oost-Drenthe en in Oost-Groningen op hopen geworpen wordt, is heel anders van uiterlijk. Het grind is minder bont, de grindstenen zijn gemiddeld kleiner van formaat,  terwijl de globale samenstelling aan gesteentesoorten niet wezenlijk verschilt. Bij de eerste aanblik valt op dat het opgezogen grind veel witter is. Het kleurverschil wordt veroorzaakt door een groter percentage witte kwarts. Het vermoeden is dat in de zuigerijen in Oost-Drenthe en wellicht ook in Groningen zand wordt gewonnen uit geulafzettingen uit het Elsterien. Het grove grindhoudende zand in de geulen is samengesteld uit omgewerkt materiaal uit oudere Pleistocene rivierafzettingen. Hierbij is klaarblijkelijk relatief veel lichtkleurig kwartsgrind uit Eridanos-afzettingen (Formatie van Peize) vermengd met grindcomponenten uit jongere Pleistocene rivierafzettingen.