In Oost- en Noordoost-Nederland kunnen we in het grind van zandwinningsbedrijven allerlei zandsteentypen vinden. Deze zijn in het Pleistoceen door voorlopers van Duitse rivieren als Wezer en Elbe uit Duitse middelgebergten aangevoerd. 

Rivierstenen van zandsteen

Naast zwerfstenen van noordelijke herkomst vinden we in het noordoosten- en oosten van ons land ook stenen van oostelijke herkomst. Het verschil met zwerfstenen is dat stenen van ooostelijke herkomst door rivieren zijn aangevoerd, in dit geval Vroeg-Pleistocene  voorlopers van de Elbe en de Wezer en hun zijrivieren. 

Zandzuigbedrijf in het Hondsruggebied bij Gasselte (Dr.)

In het Hondsruggebied in Oost-Drenthe komen op geringe diepte lichtkleurige, grofkorrelige, grindhoudende rivierafzettingen voor.

Rolstenen van zandsteen uit Vroeg-Pleistocene rivierzanden

Rolstenen uit rivieren zijn doorgaans kleiner dan noordelijke zwerfstenen. De meeste vallen onder het begrip grind. De maximale grootte hiervan ligt bij 64mm. Dat rivierstenen doorgaans kleiner zijn, komt vooral door het transport over de rivierbodem. De grotere stenen zijn te zwaar, die blijven grotendeels liggen. Kleinere stenen worden wel door rivierwater verplaatst. Het voortdurend rollen, kantelen en botsen zorgt er voor dat stenen sterk slijten en al snel afgeronde vormen krijgen. Zachte steensoorten als kleisteen en kalksteen zijn na korte tijd verdwenen. Hier komt bij dat rolstenen van kalk in rivierwater met een normale pH-waarde vrij snel oplossen.

Tegen de tijd dat in het Vroeg-Pleistoceen zand en grind in onze streken werden afgezet, waren kalkstenen uit het rolsteensortiment verdwenen. Hetzelfde geldt voor kalk- en klei-ijzersteenconcreties, die veel in Mesozoïsche en Tertiaire kleiafzettingen voorkomen. Van deze gesteentesoorten vinden we uitsluitend de verkiezelde vorm in het grind terug. Kiezelige of uit kwarts bestaande rolstenen, granieten en vulkanische porfieren waren hard genoeg om de lange reis naar ons land te doorstaan.

Oostelijk grind - Liesen, Wilsum (Dld.)

De grindstenen zijn door het transport over de rivierbodem sterk afgerond. We spreken van grind als de steentjes niet groter zijn dan 64mm. Zijn ze kleiner dan 2mm, dan is het zand.

Zwerfstenen van oostelijke herkomst

Zand, grind en stenen werden uit oostelijke richting aangevoerd, vandaar de uitdrukking 'oostelijk grind'. Grind van oostelijke herkomst komen we tegen in Oost-Groningen, Oost- en Midden-Drenthe, Twenthe, Salland en het noordelijke deel van de Veluwe bij Oldebroek en Hattem, doorlopend tot voorbij Zwolle.

Het zwaartepunt van voorkomens van oostelijk grind ligt in noordoost Overijsel, in Twente en in de aangrenzende Wilsumer Berge, in Duitsland. Ook noordelijker in het grensgebied tussen Duitsland en Nederland komt in zandzuigerijen oostelijk grind voor. Vrijwel overal wordt op deze locaties van enige meters diepte zand en grind opgezogen. Het grindgezelschap wordt gekenmerkt door veel witte kwarts, zwarte lydiet, radiolariet, roodijzerkiezel, gebleekte vulkanische porfiertjes uit Thüringen en Saksen en vooral veel bontzandstenen en andere zandstenen uit Mesozoïsche afzettingen in Duitsland.

De voornaamste herkomstgebieden van oostelijk grind in Duitsland. In het Pleistoceen stroomden voorlopers van Wezer en Elbe in westelijke richting. Beide rivieren waren tijdenlang zijrivieren van de Eridanos.

De oranje stippen geven de belangrijkste vind- en winplaatsen aan van oostelijk grind.

Grind en stenen in het oostelijk grind zijn een afspiegeling van de gesteenteformaties die in het stroomgebied van Wezer en Elbe voorkomen. Hierbij komen gebieden in beeld als de Harz, Saksen-Anhalt, Thüringerwoud, Saksen en het Ertsgebergte op de grens van Duitsland en Tsjechië. Zelfs uit streken als Bohemen en Zuidoost-Polen zijn grindstenen bij ons terecht gekomen. 

Zand, grind en stenen

Het merendeel van het grind in de grove rivierzanden in Oost- en Noord-Nederland is in het Vroeg-Pleistoceen aangevoerd. Zo'n 700.000 jaar geleden kwam hieraan een eind. Tijdens glaciale perioden speelde vorstverwering in de brongebieden een belangrijke rol. Omdat vegetatie in die perioden spaarzaam was, trad door vorstwerking aanzienlijke verwering op. Bij sterk wisselende temperaturen dringt water door in scheuren en spleten van rotsgesteenten. Bevriest water, dan zet het uit. De druk die hierbij optreedt is bijzonder groot. Rotsgesteenten bezwijken op de duur en breken in stukken.

Het verweringspuin kwam door zwaartekracht en gelifluctie terecht in beekbeddingen en vandaar in rivieren, en werden zo stroomafwaarts getransporteerd. Dit was een zeer langdurig proces. De tijd die grindstenen nodig hadden om naar ons land te komen, heeft ongetwijdeld vele duizenden jaren in beslag genomen. 

In glaciale perioden hadden veel rivieren het karakter van vervlechtende of verwilderde stromen. De bedding was breed en bestond uit talrijke ondiepe stroompjes, gescheiden door zand- en grindbanken. 

In tegenstelling tot afzettingen van de Maas en Rijn, komen in rivierzanden van oostelijke herkomst nauwelijks grindbanken voor. Het merendeel van de grindstenen is verspreid in het zand aanwezig of vormt grindsnoeren en geulopvullingen in het zand.

In Noord- en Oost-Nederland komen in het rivierzand niveau's voor met grotere stenen. Vaak is hierbij sprake van vermenging van noordelijke zwerfstenen en stenen van oostelijke herkomst. De grootte van de stenen kan oplopen tot meer dan 50cm! De meerderheid van deze stenen is weliswaar via rivieren stroomafwaarts vervoerd, maar niet als rolstenen over de rivierbodem. Uit de vorm en de wijze van afslijting valt op te maken dat de keien ingevroren in drijvend grondijs zijn getransporteerd. 

Hoe kwamen oostelijke rolstenen in ons land?

In glaciale-perioden waren vervlechtende rivieren, zeker in de wintermaanden, tot op de bodem bevroren. De vorst zal toen ook vele decimeters in de rivierbodem zijn doorgedrongen. In voorjaar en voorzomer, is grondijs gaan smelten en drijven. Hierbij zijn grote hoeveelheden ingevroren grind en grotere stenen stroomafwaarts vervoerd. Naarmate de ijsschotsen smolten vielen grind en stenen terug naar de rivierbodem. Dit proces zal zich in glaciale perioden ieder jaar hebben voorgedaan. In drijvend grondijs kunnen zelfs keien tot meer dan een meter doorsnede stroomafwaarts vervoerd worden. 

Onder de grotere rivierstenen zijn zandstenen het sterkst vertegenwoordigd. De meeste bestaan uit grijze en geelbruine Mesozoïsche zandsteen. Ook rossig rode bontzandsteen is sterk vertegenwoordigd. Tussen het grove materiaal bevinden zich talrijke verkiezelde fossielen, zoals sponzen, koralen en grote stukken wit gebleekt verkiezeld hout. Deze laatste stammen uit Tertiaire bruinkoolzanden in het oosten van Duitsland.

Zandstenen van oostelijke herkomst

Rolstenen van zandsteen maken een belangrijk onderdeel uit van het oostelijk grind. In ons gebied lijkt het aandeel dat de Wezer heeft in het grind, groter te zijn dan dat van de Elbe. Afhankelijk van de zuigdiepte komen op sommige plaatsen, zoals bij Walchum (Dld.) soms enorm veel rossig bruine bontzandstenen te voorschijn. De hopen grind zijn van een afstand al te duiden. 

Rossig gekleurde zwerfstenen van bontzandsteen

Oostelijk grind, extreem rijk aan rolstenen van bontzandsteen - Walchum (Dld.)

Op sommige niveau's in de ondergrond van Walchum is het zand bijzonder rijk aan rolstenen van bontzandsteen. Deze zijn door de Wezer aangevoerd uit het gebied zuidelijk van Hannover. Het bontzandsteengebied in de Sölling is waarschijnlijk een belangrijk brongebied geweest voor deze rolstenen.

Zandsteentypen komen in het oostelijk grind in een tamelijk grote variatie voor. Het is echter vrijwel onmogelijk om de verschillende soorten te herleiden naar een voorkomen in Duitsland. Veel zandstenen zijn grijs, geelwit, geelbruin, gelaagd en ongelaagd. Dit zijn Obernkirchener-, Bentheimer-, Gildehauser-, Ibbenbürener-, Helmstedter, Velpker- en tientallen andere zandsteensoorten in Midden en Oost-Duitsland ook. Zonder specifieke petrografische kenmerken en zonder de aanwezigheid van fossielen zijn deze zandstenen niet nader te benoemen.

In dit hoofdstuk zullen de rolstenen van zandsteen hoofdzakelijk naar kleur, gelaagdheid en overige kenmerken benoemd worden. 

Zwerfstenen van paleozoïsche zandsteen met kwartsbreuken

De oudste zandstenen komen uit het Paleozoïcum. Deze zijn makkelijk te herkennen door de aanwezigheid van dunne witte kwartsaders. Ze stammen voornamelijk uit het zuidoosten van Duitsland (Saksen, Ertsgebergte en mogelijk ook de Harz).

Het merendeel van de zandstenen is van Mesozoïsche ouderdom. Het uitgestrekte bontzandsteengebied, zuidelijk van Hannover (Hameln, Sölling) is het herkomstgebied van veel rolstenen van bontzandsteen. De Wesergebergte, Deister, Teutoburgerwoud en het Wiehengebergte leverden veel gele en bruinachtige zandsteentypen. Uit de omgeving van Osnabrück zullen de Carboonhorsten in het Pleistoceen ook het een en ander aan zandstenen hebben geleverd. 

Grauwacke-zandsteen

Grauwacke is een grijs tot grijsgroene veldspaatrijke zandsteen. De naam is een oude mijnwerkersuitdrukking uit de Harz. In dit Duitse middelgebergte komt grauwacke veel voor. Onze zwerfstenen zouden uit de Harz afkomstig kunnen zijn.

Grauwackestenen zijn doorgaans grofkorrelig, bevatten naast kwartskorrels vrij veel zandkorrels van witte veldspaat, soms zo veel dat van arkose gesproken kan worden. Doorgaans zijn de zandkorrels slecht afgerond, kleine en wat grotere korrels komen samen met kleine steentjes ongesorteerd in het gesteente voor.

Grauwacke-zandsteen is een zeeafzetting. Het gesteente is ontstaan uit troebelingsstromen. Door instabiliteit kunnen omvangrijke pakketten zandig sediment door zwaartekracht of door aardbevingen van de continentale helling naar de diepzee afglijden. Deze suspensiestromen kunnen meer dan 100 kilometer over de diepzeebodem bewegen voordat het materiaal tot rust komt en op de bodem wordt afgezet. Grauwacke-zandsteen is dus een turbidiet.

Grauwacke-zandsteen - Zwerfsteen van Ellertshaar (Dr.)

Terzijde

Turbidieten en Bouma-sequentie

Turbidieten zijn pakketten afzetttingsgesteenten die ontstaan wanneer troebellingsstromen op de bodem van de diepzee tot rust komen. Als gevolg van gewichtsverschil bezinken de grovere sedimentkorrels eerder dan de fijnere, met als resultaat een opeenvolging van lagen die naar boven toe steeds fijner van korrel zijn. Zo'n opeenvolging van sedimenten noemt men in de geologie een 'Bouma-sequentie'.

Arnold Bouma (1932-2011) was een Nederlands geoloog, die dit verschijnsel voor het eerst in 1962 beschreef, als onderdeel van het mariene onderzoeksprogramma van de Groninger diepzee-onderzoeker P. H. Kuenen.

Een Bouma-sequentie ziet er van boven naar onderen als volgt uit:

5). De bovenste afzetting bestaat uit niet gesorteerd pelagisch materiaal van zand en klei. In deze afzetting komen plaatselijk verstoringen voor veroorzaakt door organismen (bioturbatie).

4). Fijn zand en silt vormen parallel gelamineerde laagjes.

3). Middelkorrelig en fijn zand met golfribbelstructuren en scheve of kriskras gelaagdheid.

2). Middelkorrelig parallel gelaagd, gelamineerd zand.

1). Middel tot grofkorrelig zand, soms met steentjes. Deze onderste afzetting is gegradeerd gelaagd. Het zand toont naar boven toe een afnemende korrelgrootte.

Bouma-sequenties kunnen metersdikke sedimentpakketten vormen.

Zandsteen met uitkolkingen

In zee worden omvangrijke pakketten sediment afgezet, vaak zand en klei en dat in steeds dikkere lagen. Waar de onderzeese continentranden overgaan in de diepzee,  kunnen door zwaartekracht of door aardbevingen plotseling enorme hoeveelheden zand en klei naar de diepzee afglijden. Deze troebelingsstromen onttrekken zich aan directe waarneming. Het zijn een soort onderzeese lawines die soms honderd kilometer en meer over de bodem van de diepzee kunnen uitstromen voordat het meegevoerde sediment tot rust komt.

Carbonische zandsteen met uitkolkingen - Zwerfsteen van Walchum (Dld.)

Troebelingsstromen veroorzaken op de bestaande diepzeebodem ook enige erosie. Deze erosie bestaat uit uitkolkingen met een onregelmatig lengteprofiel.

Het oppervlak van de zandsteen op de foto toont de onderzijde van een afzetting van zo'n troebelingsstroom (= turbidiet), die kleine uitkolkingen heeft opgevuld. De structuren op de foto maken duidelijk dat de stroming van rechts beneden schuin naar linksboven is gegaan. In de geologie noemt men deze structuren 'flute casts'.

De herkomst van deze zandsteen is waarschijnlijk de Harz in Duitsland, waar op vrij grote schaal turbidieten (afzettingen van troebelingsstromen) uit het Onder-Carboon voorkomen (Grauwacke-zandstenen).

Mesozoïsche zandstenen

De meerderheid van alle rolstenen van zandsteen in het oostelijk grind is van Mesozoïsche ouderdom. Het is een variabel gezelschap, vaak geelbruin of grijs van kleur, fijn tot grofkorrelig, zelden grijszwart tot zwart met regelmatig afdrukken van fossielen er in.

Het Wiehen-gebergte en het zuidelijk daarvan gelegen Teutoburgerwoud hebben ongetwijfeld veel zandsteen rolstenen geleverd. Ook andere delen van Midden-Duitsland kunnen als brongebied aangemerkt worden, zonder dat de kenmerken van de afzonderlijke zandsteen-typen zo specifiek zijn dat deze aan een herkomstgebied gekoppeld kunnen worden. Er zijn enkele uitzonderingen, zoals rode bontzandsteen en grijswitte Obernkirchener-zandsteen. 

Zolang bemonstering en type-herleiding van zandstenen in Midden-Duitse brongebieden uitblijft, zullen we ons meestal tevreden moeten stellen met de aanduiding: Mesozoïsche zandsteen.

Bontzandsteen

Bontzandsteen dateert uit het Vroeg-Trias. Deze rode zandsteen is zo'n 250 miljoen jaar geleden ontstaan. De afzettingen in het Trias getuigen van een heet woestijnklimaat. In een uitgestrekt woestijngebied, wellicht vergelijkbaar met delen van de huidige Sahara, werden grote hoeveelheden zand door wind en water in lagen boven elkaar afgezet. De zandkorrels kleuren roodachtig doordat in het droge, warme klimaat ijzeroxide (hematiet) om de zandkorrels werd afgezet. Afzettingen van bontzandsteen komen onder een groot deel van de ondergrond in Nederland voor. In Duitsland en Noordoost-Frankrijk komt bontzandsteen op talrijke plaatsen voor. Heel bekend is het rode gesteente van het eiland Helgoland.

Helgoland met "Lange Anna'' 

Aan de kleurverschillen in de zandsteenrotsen op Helgoland is te zien dat niet alle bontzandsteen rood is. Er zijn lagen waarin deze zandsteen geel, geelbruin, geelrood en plaatselijk zelfs (blauwachtig) groen is. Deze kleuren komen we ook in zwerfsteen tegen.

Voorbeelden van zwerfstenen van bontzandsteen

Bontzandsteen met een krimpscheurpatroon - Zwerfsteen van Walchum (Dld.)

De figuren op het oppervlak zijn zandige opvullingen van krimpscheuren in een kleilaagje dat door afslijting is verdwenen.

Siltsteen

Rolstenen van siltsteen komen in het oostelijk grind sporadisch voor. Het zijn uiterst fijnkorrelige zandstenen, meestal fijngelaagd.  De gelaagdheid wordt geaccentueerd doordat de laagjes van kleur wisselen. De korreling van het zand is zo fijn dat dit silt genoemd wordt. De herkomst van deze siltstenen is onbekend.

Obernkirchener-zandsteen

Samen met Bentheimer-zandsteen is de zandsteen van Obernkirchen al vele eeuwen een belangrijk exportartikel. Beide zandsteensoorten zijn in talrijke gebouwen in ons land verwerkt. Het bekendst is het Paleis op de Dam in Amsterdam, dat voor het grootste deel uit Bentheimer-zandsteen is opgetrokken. Interessant is dat de weerbestendigheid van Bentheimer-zandsteen minder is dan de zandsteen uit Obernkirchen. Deze laatste zandsteen werd door de bouwers dan ook toegepast op plaatsen waarvoor Bentheimer-zandsteen minder geschikt werd bevonden. Dit is ook gebeurd bij de bouw van het Paleis op de Dam.

Groeve in Obernkirchener-zandsteen bij Bückeburg aan de Wezer

Voorbeelden van zwerfstenen van Obernkirchener zandsteen

Overige Mesozoïsche zandstenen

Wealden-zandsteen met Cyrena - Zwerfsteen van Ellertshaar (Dr.)

Het Wealden is een oude aanduiding voor een groep gesteentelagen - voornamelijk zand- en kleisteen- die door vlechtende rivieren in het Onder-Krijt, ca. 140-125 miljoen jaar geleden, in een vlak gebied met lagunes zijn afgezet. Gesteenten ervan komen voor in het Wiehen-gebergte en het Teutoburgerwoud. Op het laagvlak zijn donkere steenkernen te zien van de tweekleppige Cyrena sp.

Cement-kwartsiet uit het Tertiair

Dit is een bijzonder soort zandsteen. De uitdrukking 'kwartsiet' in de naam geeft uitdrukking aan het feit dat de oorspronkelijke zandkorrels verkit zijn door een zeer fijnkristallijne, harde kwartsmassa waardoor een dicht, keihard gesteente is ontstaan.

Rolstenen van cement-kwartsiet zijn lichtkleurige, meest grijze, soms meer bruine zandstenen, waarin de zandkorrels vaak geïsoleerd van elkaar lijken te zweven in een dichte kwartsmatrix. De grindstenen zijn aan de buitenzijde vaak opmerkelijk glad. Opmerkelijk is dat cement-kwartsiet niet gelaagd is. Van sortering van de kwartskorrels is geen sprake; grotere korrels komen zonder regelmaat voor naast en tussen kleinere. Dit levert een beeld op dat vergelijkbaar is met voegen-cement. 

De aanwezigheid van afdrukken en heel soms zelfs ruimtelijk bewaard gebleven, verkiezelde plantenwortels maakt duidelijk dat dit geen 'normaal' afzettingsgesteente is, waarin de zandkorrels door water in lagen boven elkaar zijn afgezet. Cement-kwartsiet maakt de indruk van een verkiezelde zandbodem, wellicht ontstaan in een warm-vochtig klimaat tijdens het Tertiair. Cement-kwartsiet wordt in de petrografie 'silcrete' genoemd.

Rolstenen van cement-kwartsiet komen vrij algemeen voor. 

Voorbeelden van zwerfstenen van cement-kwartsiet

Cement-kwartsiet - Zwerfsteen van Ellertshaar (Dr.)

Terug