Geologische kaarten: sleutels tot een schat aan
gegevens door Dr. H . E . Rondeel Geologisch Instituut der Universiteit van A m s t e r d a m
Introductie E e n g e o l o g i s c h e k a a r t laat z i e n o p w e l k e plaats in een g e b i e d g e s t e e n t e n v o o r k o m e n v a n h e t s o o r t als gedefin i e e r d in de v e r k l a r i n g bij d e k a a r t , legenda g e n o e m d . D a a r t o e is de g e o l o g i s c h e i n f o r m a t i e a f g e d r u k t o p een topografische ondergrond. D e legenda bij de k a a r t k a n v a n zeer v e r s c h i l l e n d e aard z i j n . Z e k a n aangeven w e l k e g e s t e e n t e s o o r t o p e l k e plaats a a n w e z i g is, d a n w e l w e l k e o u d e r d o m h e t gesteente b e z i t . Geologische kaarten met d i t soort informatie behoren tot het s t a n d a a r d t y p e . H e t z i j n d e meest v o o r k o m e n d e k a a r t e n , d i e zeer a l g e m e e n v e r k r i j g b a a r z i j n . E e n grote c o l l e c t i e is t e r c o n s u l t a t i e a a n w e z i g i n d e B i b l i o t h e e k v a n het G e o l o g i s c h I n s t i t u u t d e r U n i v e r s i t e i t v a n A m s t e r d a m . Steeds meer w o r d e n tegenwoordig kaarten gepubliceerd m e t a n d e r e g e o l o g i s c h e i n f o r m a t i e d a n a l l e e n gesteentes o o r t en o u d e r d o m . D i t h o u d t v e r b a n d m e t d e t o e n e m e n de b e h o e f t e v a n o n z e m a a t s c h a p p i j a a n k e n n i s over d e geologische ondergrond. Vandaar dat in toenemende m a t e v e r v a a r d i g i n g plaats v i n d t v a n v o o r de m a a t s c h a p p i j belangrijke, maar d a n o o k d i r e k t interpretabele informatie zoals aardbevingsrisico, exploiteerbare zand- en grindvoorr a d e n , o f s t a b i l i t e i t v a n d e g e s t e e n t e o n d e r g r o n d . Z o is bijvoorbeeld recentelijk de Rijks Geologische Dienst u i t Haarlem, samen met het L a b o r a t o r i u m voor G r o n d m e c h a n i c a u i t D e l f t , overgegaan t o t h e t m a k e n v a n ingenieursgeologische kaarten van Nederland.
Afb. 1. De opzet van een geologische kaart. Legenda, schaal, stratigrafische kolom en struktureel profiel staan om de kaart gegroepeerd.
V o o r h e t geval w e i n e e n g e b i e d g e i n t e r e s s e e r d z i j n u i t algemeen geologisch o o g p u n t , o f bijvoorbeeld o m redenen van h e t v i n d e n v a n f o s s i e l e n , is h e t z e k e r v a n b e l a n g t o e g a n g te h e b b e n t o t d e i n f o r m a t i e d i e o p g e s l a g e n is i n de s t a n d a a r d t y p e n g e o l o g i s c h e k a a r t . D a a r o m z a l i n d i t v e r h a a l a a n d a c h t w o r d e n besteed aan d e z e k a a r t e n . G e o l o g i s c h e k a a r t e n m a k e n o n s n i e t a l l e e n d u i d e l i j k wat o p iedere s p e c i f i e k e l o c a t i e v o o r k o m t , m a a r ze i n f o r m e r e n o o k o v e r d e s a m e n h a n g tussen d e o p de k a a r t v o o r k o m e n de gegevens z o a l s d e z e i n de legenda g e d e f i n i e e r d s t a a n . I n d i e n w i j aan de h a n d v a n d e g e o l o g i s c h e k a a r t i n z i c h t h e b b e n v e r k r e g e n i n de o p b o u w v a n een g e b i e d , d a n z u l l e n w e ons in d i t gebied o o k d i r e k t thuis k u n n e n v o e l e n . D i t niet a l l e e n o m d a t i n vele gevallen h e t l a n d s c h a p e e n d i r e k t e a f s p i e g e l i n g is v a n de g e o l o g i s c h e o n d e r g r o n d , maar o o k o m d a t ons de in de o m g e v i n g v e r s c h i j n e n d e g e o l o g i s c h e m a t e r i a l e n b e k e n d z i j n in v e r s p r e i d i n g en s a m e n h a n g . D e i n de g e o l o g i s c h e k a a r t vastgelegde v e r b a n d e n z i j n v a n t w e e ë r l e i a a r d : s t r u k t u r e e l g e o l o g i s c h en s t r a t i g r a f i s c h . D e strukturele samenhang is u i t e e n g e o l o g i s c h e k a a r t af te l e z e n d o o r g e b r u i k te m a k e n v a n d e s t r a t i g r a f i s c h e o p e e n v o l g i n g ( i n de legenda aangegeven!) en v a n de h e l l i n g s - e n strekkingstekens van de gelaagdheid. Deze samenhang w o r d t w e l g e t o o n d i n e e n bij d e k a a r t o p g e n o m e n p r o f i e l , o f v e r t i k a l e d o o r s n e d e (afb. 1). D e stratigrafische samenhang is af te l e z e n u i t d e legenda bij de k a a r t . H i e r i n staan de s t r a t i g r a f i s c h e e e n h e d e n in hun afzettingsvolgorde v e r m e l d ; hoe jonger de eenheid, des te hoger i n d e legenda. D e s a m e n h a n g w o r d t w e l v e r d u i d e l i j k t d o o r e e n bij de k a a r t o p g e n o m e n s t r a t i g r a f i -
71
Afb. 3. PI ooi ruggen in blokdiagram en kaartbeeld. a) een noordwaarts duikende anticlinale plooi met zijn gekromde dagzoompatroon op de geologische kaart. De stand van de gelaagdheid loopt om de plooi kop heen, zoals aangegeven door de wijzigende stand van de hellingsen strekkingstekens. Zandsteen 2 is ouder dan zandsteen 1; de kern van de plooi bevat dus de oudste lagen. b) een noordwaarts duikend anticlinorium (- samengestelde anticline). Het zandsteenniveau is ouder dan het kalksteenniveau. Het dagzoompatroon vertoont overeenkomst met dat in het NO-deel van afb. 4.
Afb. 2. De stand van de gelaagdheid aangegeven door het hellings- en strekkingsteken. In deze afbeelding helt het laagvlak naar het westen onder een hoek van 35 graden, zoals aangegeven bij het streepje van het hellingsteken. Het langere streepje verloopt horizontaal in het laagvlak en geeft de strekking aan.
sche k o l o m m e t a a n d u i d i n g v a n de g e s t e e n t e o p e e n v o l g i n g , de v a r i a t i e d a a r i n e n d e d i k t e e r v a n (afb. 1). O o k i n d e z e k o l o m staan d e j o n g s t e g e s t e e n t e n b o v e n i n . W e z u l l e n i n h e t v e r v o l g eens b e k i j k e n h o e de i n d e k a a r t vastgelegde s t r u k t u r e l e e n s t r a t i g r a f i s c h e s a m e n h a n g k a n w o r d e n afgelezen. Hierbij zal een eenvoudig g e p l o o i d , s e d i m e n t a i r g e b i e d als v o o r b e e l d d i e n e n en w e l O o s t Sauerland (B.R.D.).
De strukturele samenhang D e g e l a a g d h e i d i n een s e d i m e n t p a k k e t v e r t e g e n w o o r d i g t a f z e t t i n g s o p p e r v l a k k e n u i t d e g e s c h i e d e n i s v a n h e t gesteente. R u w w e g is d e g e l a a g d h e i d i n h e t a f z e t t i n g s g e b i e d h o r i z o n t a a l g e v o r m d . De hellende laagvlakken d i e w e in veel g e b i e d e n t e g e n k o m e n (afb. 2) w e e r s p i e g e l e n d u s latere p l o o i i n g o f s c h e e f s t e l l i n g v a n h e t l a a g p a k k e t . D e stand van de laagvlakken w o r d t o p een geologische kaart aangegeven d o o r hellings- e n s t r e k k i n g s t e k e n s * ) . D e r i c h t i n g w a a r i n h e t laagvlak h e l t , d a t w i l zeggen de r i c h t i n g w a a r i n e e n k n i k k e r v a n h e t laagvlak af z o u r o l l e n , is aangegeven m e t h e t k l e i n e d w a r s s t r e e p j e v a n h e t hellingsen s t r e k k i n g s t e k e n . H e t lengtestreepje staat i n d e r i c h t i n g van d e s t r e k k i n g * v o l g e n s een h o r i z o n t a l e lijn i n h e t laagvlak. In a f b e e l d i n g 2 is d i t n a te gaan. In afb. 3 z i e n w e v e r v o l g e n s h o e bij e e n p l o o i r u g w a a r v a n d e o m b u i g i n g d u i k t , e n w a a r v a n de o m b u i g i n g d e r h a l v e o o k h e t h o r i z o n t a l e v l a k snijdt, d e hellings- en s t r e k k i n g s t e k e n s o m de k e r n v a n d e p l o o i h e e n l o p e n . Z e v o l g e n als h e t w a r e de d o o r s n i j d i n g v a n d e g e p l o o i d e lagen m e t h e t h o r i z o n t a l e kaartoppervlak. B e k i j k e n w e de k a a r t i n afb. 4 , d i e d e e l u i t m a a k t v a n o n s voorbeeldgebied Oost-Sauerland, d a n zien w e in het gebied ten oosten van de Rijn een d a g z o o m * p a t r o o n van D e v o n i s c h e * en C a r b o n i s c h e * g e s t e e n t e n , w e l k e een t r e f f e n d e g e l i j k e n i s v e r t o o n t m e t h e t p a t r o o n u i t afb. 3 b . D i t z g n . O o s t r i j n s e V a r i s c i c u m (= V a r i s c i s c h * o f H e r c y -
*) voor verklaring van enkele begrippen zie pag. 78
72
Gea, v o l . 18, nr. 2
73
Afb. 5. De vorming van een hoekdiscordantie als gevolg van een gebergtevormende beweging (orogenese): plooiing, erosie en hernieuwde sedimentatie. Deze serie figuren — de onderste geeft de oudste situatie weer — toont de geschiedenis van het Variscisch gebergte met hierin de vorming van de Postvariscische hoekdiscordantie.
n i s c h * g e p l o o i d p a k k e t ) b e z i t d e v o r m v a n een naar het O N O d u i k e n d e , s a m e n g e s t e l d e a n t i c l i n e * (= a n t i c l i n o rium). De kern van d i t a n t i c l i n o r i u m wordt gevormd door de O n d e r d e v o n i s c h e g e s t e e n t e n i n d e S i e g e n e r A n t i c l i n e ; O n d e r c a r b o n i s c h e g e s t e e n t e n k o m e n als j o n g s t h e r k e n b a a r n i v e a u aan w e e r s z i j d e n v a n het a n t i c l i n o r i u m v o o r . H e t p r o d u k t i e v e B o v e n - C a r b o o n is a l l e e n aan d e N - z i j d e van h e t a n t i c l i n o r i u m o n t s l o t e n , a l w a a r i n h e t Ruhr-geb i e d d e s t e e n k o o l w o r d t o n t g o n n e n . E l d e r s is het B o v e n C a r b o o n bedekt d o o r jongere, o n g e p l o o i d e gesteenten, die na d e V a r i s c i s c h e g e b e r g t e v o r m i n g h o e k d i s c o r d a n t * z i j n afgezet o p d e g e p l o o i d e D e v o o n - C a r b o o n o n d e r g r o n d . A f b . 5 laat d e g e s c h i e d e n i s z i e n v a n d e v o r m i n g v a n d e z e Post-variscische hoekdiscordantie. O o k de kaart in afb. 6 van het oostelijke S a u e r l a n d ,
74
waarop het N O - d e e l van het Oostrijnse V a r i s c i c u m in v e r g r o t e v o r m is a f g e b e e l d , t o o n t e e n naar h e t O N O d u i k e n d a n t i c l i n o r i u m . D e z e s t r u k t u u r is h e t d u i d e l i j k s t te zien in het o m l o p e n d e d a g z o o m p a t r o o n van het G i v e t i e n (Midden-Devoon) in het Oostsauerlandse " H a u p t s a t t e l " . D e k e r n v a n d e s t r u k t u u r is z i c h t b a a r i n h e t O n d e r D e v o o n in de Z W - h o e k van de kaart; de jongere gesteenten l o p e n o m d e z e k e r n heen en v i n d e n z o h u n v e r s p r e i d i n g i n het n o o r d e n e n o o s t e n v a n d e a f b e e l d i n g . D e k a a r t t o o n t tevens o p zeer d u i d e l i j k e w i j z e d e d i s c o r d a n t e p o s i t i e v a n de P o s t v a r i s c i s c h e , o n g e p l o o i d e a f z e t t i n g e n . Z e staan aangegeven als P o s t v a r i s c i s c h e b e d e k k i n g . D e g e s t e e n t e n b e d e k k e n zeer v e r s c h i l l e n d e niveaus v a n h e t V a r i s c i s c h e plooiingsgebergte: in het n o o r d e n v o o r n a m e l i j k B o v e n C a r b o o n en in h e t o o s t e n O n d e r - C a r b o o n z o w e l als B o v e n en M i d d e n - D e v o o n . De p l o o i s t r u k t u u r van het gebied w o r d t duidelijk zichtbaar als w e z e l f h e t p r o f i e l c o n s t r u e r e n v o l g e n s de lijn A B o p d e k a a r t v a n a f b . 6 . N e m e n w e aan d a t d e t o p o g r a f i e v l a k is i n een d e r g e l i j k p r o f i e l , g e t e k e n d o p de schaal v a n d e k a a r t , d a n z a l ieder z e l f w e l r u w w e g d e g e o l o g i e k u n n e n i n s c h e t s e n . D a a r t o e is d e p r o f i e l I i j n o n d e r d e k a a r t afgebeeld. Iets o o s t e l i j k v a n p r o f i e l A B , d a t w e i n m i d d e l s g e t r a c h t h e b b e n te c o n s t r u e r e n , v e r l o o p t een p r o f i e l d a t d o o r W e b e r ( 1 9 8 1 ) g e p u b l i c e e r d is. H e t w o r d t hier weergegeven
G e a , v o l . 18, n r . 2
in afb. 7. W a a r s c h i j n l i j k w i j k t d i t p r o f i e l o p t w e e b e l a n g rijke m a n i e r e n af v a n u w eigen p o g i n g . T e n eerste k o m e n er b e d u i d e n d m e e r p l o o i e n o p v o o r d a n in u w p r o f i e l . T e n t w e e d e z i j n de p l o o i e n n i e t s y m m e t r i s c h , maar h e l l e n d e N - f l a n k e n v a n de a n t i c l i n e s veel steiler d a n de Z - f l a n k e n . Z e z i j n zelfs o v e r k i p t , d . w . z . d a t de o u d e r e lagen hoger liggen d a n j o n g e r e n i v e a u s , d u s in een v o l g o r d e die tegengesteld is aan de a f z e t t i n g s v o l g o r d e w a a r b i j de jongste lagen de b o v e n s t e z i j n . D e v e r s c h i l l e n tussen de p r o f i e l e n w o r d e n v e r o o r z a a k t d o o r d a t r e k e n i n g g e h o u d e n is m e t v e l d w a a r n e m i n g e n over de s t a n d van de g e l a a g d h e i d ; het p r o f i e l b e r u s t d u s n i e t o p de k a a r t a l l e e n . B o v e n d i e n z i j n de p l o o i e n d i e t e n o o s t e n van de p r o f iel I ijn v o o r k o m e n eveneens bij het p r o f i e l b e t r o k k e n . I m m e r s , p l o o i e n s t o p p e n niet z o m a a r en z i j n vaak in h u n l e n g t e r i c h t i n g c o n t i n u over redelijk grote afstand. L a t e n wij nu zelf o o k r e k e n i n g h o u d e n m e t d i t s o o r t gegevens in ons eigen p r o f i e l A B . D a n k u n n e n w e de p l o o i e n , d i e t e n o o s t e n v a n de p r o f i e l l i j n A B (afb. 6) o p t r e d e n in de W a l d e c k e r H a u p t m u l d e , d o o r z e t t e n t o t in het O n d e r - D e v o o n v a n o n s eigen p r o f i e l A B . l e d e r r o n d l o p e n v a n de lagen o p de k a a r t v e r t e g e n w o o r d i g t een p l o o i d i e d o o r l o o p t in w e s t e l i j k e r i c h t i n g en d i e d u s in het p r o f i e l A B z i c h t b a a r m o e t z i j n . A l s w e n u o o k n o g de a n t i c l i n e s m e t steile n o o r d f l a n k e n a f b e e l d e n , d a n k o m t het e i n d r e s u l t a a t er u i t te z i e n als in afb. 8.
De stratigrafische samenhang D e D e v o n i s c h e en C a r b o n i s c h e g e s t e e n t e n d i e v o o r k o m e n in het O o s t r i j n s e V a r i s c i c u m z i j n s e d i m e n t e n u i t een m a r i e n a f z e t t i n g s m i l i e u . D a a r v a n g e t u i g t de v e e l v u l d i g v o o r k o m e n d e m a r i e n e f a u n a in de v o r m v a n b r a c h i o p o d e n , koralen, stromatoporen, b r y o z o ë n , lamellibranchiaten. In zee w o r d e n v e r s c h i l l e n d e s e d i m e n t e n afgezet al naar gelang de o m s t a n d i g h e d e n ter plaatse. W a r m en h e l d e r , o n d i e p w a t e r m e t v o l d o e n d e z u u r s t o f is het g e s c h i k t e l e e f m i l i e u v o o r k o r a l e n , d i e vaak r i f b o u w e r s z i j n . R i f v o r ming kan metterdaad optreden indien weinig materiaal v a n l a n d w o r d t a a n g e v o e r d ; het w a t e r m o e t v o o r rifvorm i n g i m m e r s s c h o o n z i j n . T o t o p g r o t e a f s t a n d v o o r de p l a a t s w a a r r i v i e r e n in zee u i t m o n d e n en h u n s e d i m e n t l a s t laten v a l l e n , k u n n e n z a n d e n en k l e i e n w o r d e n afgezet; h i e r is r i f g r o e i d u s n i e t m o g e l i j k . O p deze w i j z e k u n n e n o p h e t z e l f d e t i j d s t i p k a l k s t e n e n (rif) w o r d e n g e v o r m d naast k l e i s t e n e n en z a n d s t e n e n . S t e l l e n w e d a t de a f z e t t i n g v a n d e z e t w e e v e r s c h i l l e n d e s e d i m e n t e n b e g i n t o p het t i j d s t i p Y , d a n k a n een aantal m i l j o e n e n j a r e n later — o p het t i j d s t i p Z — de s i t u a t i e in het a f z e t t i n g s g e b i e d w o r d e n weergegeven als in afb. 9. D i t is een z . g . paleogeografisch profiel. In d e z e a f b e e l d i n g v e r t e g e n w o o r d i g t S de o n d e r g r o n d w a a r o p a f z e t t i n g b e g o n ; T z i j n de k a l k e n g e v o r m d tussen het t i j d s t i p Y e n Z , en U z i j n d e k l e i s t e n e n d i e g e l i j k t i j d i g s e d i m e n t e e r d e n . In d e a f b e e l d i n g b e s t a a n de k a l k e n u i t het e c h t e rif, en u i t m a t e r i a a l d a t v a n het rif afgeslagen is en aan w e e r s k a n t e n e r v a n v o o r k o m t in de z . g . a c h t e r r i f - en v o o r r i f - a f z e t t i n g e n . I n d i e n de g e s t e e n t e n , d i e tussen de t i j d l i j n e n Y en Z s e d i m e n t e e r d e n , in een s t r a t i g r a f i s c h o v e r z i c h t m o e t e n v e r s c h i j n e n , d a n g e b e u r t dat d o o r é é n v a n de t i j d l i j n e n r e c h t te t r e k k e n , en d e g e s t e e n t e n in h u n w e r k e l i j k e d i k t e o m d e z e r e c h t e lijn af te b e e l d e n . Z o ' n r e c h t g e t r o k k e n t i j d l i j n d i e n t in d a t geval als r e f e r e n t i e n i v e a u , en de g e s t e e n t e k o l o m m e n w o r d e n als het w a r e aan het referent i e n i v e a u o p g e h a n g e n , o f e r o p gezet. D i t g e b e u r t in afb. 9 b en 9 c m e t de gegevens u i t het v o o r a f g a a n d e paleogeografische profiel. Deze afbeeldingen vertonen w e i n i g o v e r e e n k o m s t m e t de w e r k e l i j k h e i d z o a l s d e z e in afb. 9 a in het a f z e t t i n g s g e b i e d w e r d geschetst. B i j recht-
t r e k k e n v a n t i j d l i j n Z l i j k t het n a m e l i j k alsof het r i f in een t r o g is g e v o r m d (afb. 9 b ) , maar als w e h e t z e l f d e m e t t i j d l i j n Y d o e n (afb. 9 c ) , d a n l i j k t het r i f een b u l t te z i j n o p een v l a k k e o n d e r g r o n d . D e z e b e i d e f i g u r e n z i j n d u s geen d i r e k t e a f b e e l d i n g v a n enige w e r k e l i j k h e i d , m a a r ze w o r d e n w e l vaak g e b r u i k t o m d a t s t r a t i g r a f i s c h e relaties over a f z e t t i n g s d i k t e n in b e p a a l d e t i j d s n e d e n er d u i d e l i j k in naar v o r e n k o m e n . D e g e b r u i k t e t i j d l i j n e n in de c o n s t r u c t i e van afb. 9 b en 9 c z i j n in de n a t u u r n i e t z i c h t b a a r . E e n grens als d i e tussen het M i d d e n - en B o v e n - D e v o o n , w e l k e te s t e l l e n is o p 3 7 4 M a (= m i l j o e n j a a r ) , k u n n e n w e in het v e l d n i e t w a a r n e m e n . M e t veel m o e i t e slechts is z o ' n t i j d l i j n bepaalbaar d o o r g e b r u i k te m a k e n v a n in de g e s t e e n t e n b e w a a r d g e b l e v e n ( m i c r o ) f a u n a . W a t w e l o p het eerste g e z i c h t in het v e l d b e p a a l b a a r is, d a t z i j n de v e r s c h i l l e n d e gesteentep a k k e t t e n d i e in d e z e t i j d z i j n afgezet. M a a r de grens tussen d e z e g e s t e e n t e n k o m t in ons v o o r b e e l d n i e t o v e r e e n m e t de t i j d l i j n e n Y o f Z , en z o is het o o k in vele g e v a l l e n in w e r k e l i j k h e i d (zie a f b . 10). W e zeggen d a n d a t de l i t h o s t r a t i g r a f i s c h e g r e n z e n d o o r d e t i j d h e e n s n i j d e n . In het g e k o z e n v o o r b e e l d (afb. 9) k o m t de grens tussen de k a l k s t e n e n (T) en de k l e i s t e n e n ( U ) t e n d e l e o v e r e e n m e t d e t i j d l i j n Y , ten d e l e m e t de t i j d l i j n Z , en v e r d e r m e t alle tijden hiertussen. M a k e n w e n u t e n b e h o e v e van een s t r a t i g r a f i s c h e r e c o n s t r u c t i e een a f b e e l d i n g w a a r i n n i e t d e t i j d l i j n e n maar de basis v a n d e k l e i s t e n e n ( U ) h o r i z o n t a a l gesteld w o r d t , d a n o n t s t a a t afb. 9 d , d i e e v e n m i n de w e r k e l i j k h e i d weergeeft als d e v o o r g a a n d e a f b e e l d i n g e n . T o c h is o o k hier de v e r t i k a l e d i k t e v a n de g e s t e e n t e n o p iedere plaats j u i s t w e e r g e g e v e n en z i j n de l i t h o l o g i s c h h e r k e n b a r e gesteentepakketten zichtbaar. D e enige a f b e e l d i n g d i e de w e r k e l i j k h e i d van d i t o g e n b l i k laat z i e n , is afb. 9e. D e z e t o o n t de l i t h o s t r a t i g r a f ische e e n h e d e n in h u n j u i s t e p o s i t i e in de a a r d k o r s t . E v e n a l s in de p a l e o - s i t u a t i e o p het t i j d s t i p Z (afb. 9a) w o r d t in d e z e f i g u u r het z e e n i v e a u als r e f e r e n t i e n i v e a u g e b r u i k t . H e t z e e n i v e a u staat in d e z e a f b e e l d i n g e n h o r i z o n t a a l , t e r w i j l in de c o n s t r u c t i e s v a n afb. 9 b en 9 c de t i j d l i j n e n , en in d i e van afb. 9 d een l i t h o s t r a t i g r a f i s c h e grens h o r i z o n t a a l verlopen. D e h u i d i g e p o s i t i e van de g e s t e e n t e n t . o . v . het z e e n i v e a u (afb. 9e) is het r e s u l t a a t van p l o o i i n g van de gesteenteo p e e n v o l g i n g , g e v o l g d d o o r o p h e f f i n g en e r o s i e . E e n a f b e e l d i n g w a a r i n d e z e h u i d i g e p o s i t i e in een d w a r s d o o r snede w o r d t weergegeven heet een struktureel profiel. N u w e d o o r het b e k i j k e n v a n afb. 9 een i n d r u k g e k r e g e n hebben van tijdgrenzen — lithologische grenzen — struktureel p r o f i e l en een aantal f r e q u e n t g e b r u i k t e s t r a t i g r a f i sche a f b e e l d i n g e n , is het d o o r o n s g e m a a k t e s t r u k t u r e l e p r o f i e l A B (afb. 8) te z i e n als een d w a r s d o o r s n e d e m e t d a a r i n een aantal g e p l o o i d e t i j d g r e n z e n . D e z e t i j d g r e n z e n staan in de legenda v e r m e l d d o o r d a t d a a r i n de g e o l o g i s c h e p e r i o d e s staan aangegeven. E e n d e r g e l i j k e k a a r t heeft een z.g. tijdstratigrafische i n d e l i n g v a n de l e g e n d a . E e n a n d e r e w i j z e o m d e legenda in te d e l e n is o p g r o n d van de lithostratigraf ie, d . w . z . d a t de legendavakjes de b o v e n e l k a a r v o o r k o m e n d e gesteentepakketten of formaties aangeven. D e z e b e h o e v e n d a n d u s niet m e t t i j d g r e n z e n o v e r e e n te k o m e n . N o g m a a l s : in het v e l d r o n d l o p e n d z i j n de t i j d g r e n z e n n i e t w a a r n e e m b a a r , maar w e l de l i t h o s t r a t i g r a f i sche g r e n z e n . B e z i e n w e de legenda v a n de k a a r t v a n het o o s t e l i j k e S a u e r l a n d (afb. 6) n u o p n i e u w , d a n v a l t o p d a t de i n d e l i n g van de legenda v o o r n a m e l i j k t i j d s t r a t i g r a f i s c h is, m a a r d a t in een aantal gevallen v a n d e z e i n d e l i n g w o r d t a f g e w e k e n . H e t b e t r e f t de z.g. " M a s s e n k a l k " , a l s m e d e de stollingsges t e e n t e n " v n l . diabaas". H i e r v e r s c h i j n e n p l o t s e l i n g
75
Afb. 6. Geologische overzichtskaart van oostelijk Sauerland met het licht ON O-duikende Oostsauerlandse anticlinorium (uit Langheinrich, 1976). Tot eigen invulling zijn opgenomen de niet-ingetekende profielen AB en CD met aanduiding van enkele locaties en van de grenzen van de geologische eenheden. Deze profielen zijn op de kaart als de lijnen AB en CD terug te vinden.
76
G e a , v o l . 18, nr. 2
Afb. 7. NW-ZO-profiel door het Oostsauerlandse anticlinorium. Een profiel gebaseerd op veldwaarnemingen, tonende de steile en overkipte noordflanken van de anticlinale strukturen (uit Weber, 1981). De inzet toont de overkipte noord flank van een anticline, waarbij oudere gesteenten op jongere gesteenten liggen.
Afb. 8. Struktureel profiel AB door de kaart van afb. 6, waarbij rekening is gehouden met een wat steilere N-flank van de anticlines conform afb. 7, en met het gehele kaartbeeld zoals dat naast de profiel lijn AB in afb. 6 zichtbaar is.
Afb. 11. Struktureel profiel CD door de kaart van afb. 6, tonende de gelijkstelling van de Massenkalk en de Midden en Bovendevonische lagen.
l i t h o l o g i e ë n i n d e legenda. D e s t o l l i n g s g e s t e e n t e n k o m e n v o o r in het M i d d e n - en B o v e n - D e v o o n ; de Massenkalk t r e e d t eveneens in d i t t i j d b e r e i k o p . H e t meest d u i d e l i j k w o r d t o n s d e i n c o n s e q u e n t e i n d e l i n g v a n d e legenda bij d e constructie van profiel C D , waarvan de profielIijn onder afb. 6 staat aangegeven. H e t meest i n s t r u c t i e f is h e t o m n u z e l f s t a n d i g p r o f i e l C D te c o n s t r u e r e n , g e b r u i k m a k e n d v a n w a t w e l e e r d e n bij d e c o n s t r u c t i e v a n p r o f i e l A B , e n v a n w a t h i e r v o o r gezegd is over lithostratigrafie en tijdstratigrafie. H e t v o l t o o i d e p r o f i e l w o r d t i n afb. 11 g e t o o n d , en laat z i e n d e laterale equivalentie van de " M a s s e n k a l k " en het G i v e t i e n en B o v e n - D e v o o n . Bij het tekenen van d i t profiel hebben w e o p n i e u w z o r g gedragen v o o r d e reeds b e k e n d e a s y m m e t r i e v a n d e p l o o i e n e n v o o r d e laterale c o n t i n u ï t e i t v a n de
p l o o i e n z o a l s d e z e u i t d e k a a r t (afb. 6) b l i j k t . M e t de o n s n u ter b e s c h i k k i n g s t a a n d e k e n n i s is h e t mogelijk o m o p enigszins deskundige wijze afbeelding 10 te b e k i j k e n . Z e is v a n h e t t y p e v a n a f b . 9 b en c e n beslaat het g e b i e d w a a r a a n w e t o t n u t o e o n z e v o o r b e e l d e n o n t l e e n d e n . In de f i g u u r z i j n m e e r d e r e t i j d l i j n e n m e t g e t a l l e n aangegeven. T i j d l i j n 5 o p d e grens v a n D e v o o n en C a r b o o n is r e c h t g e t r o k k e n , m e t als c o n s e q u e n t i e d a t de a n d e r e t i j d l i j n e n n i e t r e c h t v e r l o p e n o m d a t d e afgezette gesteenten o p d i k t e z i j n aangegeven. D e u i t z a k k e n d e t i j d l i j n 4 o p d e grens v a n M i d d e n - e n B o v e n - D e v o o n t o o n t het meest d u i d e l i j k d e d o o r s n i j d i n g m e t d e l i t h o l o g i e ë n i n het g e b i e d : z o w e l k a l k s t e n e n als z a n d s t e n e n en k l e i e n k o m e n o p d e z e lijn v o o r . H e t z i j n d e r i f f e n e n r i f p u i n - a f z e t t i n g e n v a n d e " M a s s e n k a l k " en z i j n laterale, s i l i c i klastische* equivalenten.
77
Afb. 9. Geologische doorsneden (theoretisch) van verschillende typen, met in vertikale richting in iedere doorsnede een dikteschaal voor de sedimentaire eenheden. Het horizontaal gestelde uitgangsniveau van ieder profiel — het referentieniveau — staat links onder de profielen aangegeven in het kleine rech thoekige kadertje. De afbeeldingen illustreren dat grenzen tussen lithologische eenheden niet met tijdgrenzen overeenkomen. Bovendien wordt getoond dat alleen de doorsneden a) en e) werkelijke situaties aangeven, resp. op het tijdstip Z in de geologische geschiedenis en op dit ogenblik. a) paleogeografisch profiel op het tijdstip Z in het afzettingsgebied. De lijn Z vertegenwoordigt het afzettingsoppervlak. De lithologische eenheden worden gevormd door kalkstenen (T) en kleistenen (U). Beide zijn tussen het tijdstip Y en Z afgezet op de ondergrond S. De grens tussen de kalkstenen en de kleistenen doorsnijdt de tijdlijnen. b) een strati grafisch profiel van de lithologie uit a), met de tijdlijn Zals rechtgetrokken referentieniveau. c) als b) maar met de tijdlijn Y recht getrokken. In tegenstelling tot het stratigrafisch profiel b) toont de reconstructie nu een drempel-vorm, terwijl bij b) sprake was van een bekken-vorm. d) als b) met rechttrekken van de ondergrens van de lithologische eenheid U. Aangenomen is dat na het tijdstip X over het gehele gebied sedimenten zijn afgezet van het type U. De ondergrens van de lithologische eenheid U doorsnijdt de tijdlijn Z. Ook dit profiel toont niet de werkelijkheid.
Eindopmerking N a d a t i n h e t v o r e n s t a a n d e een a a n t a l a s p e c t e n v a n de g e o l o g i s c h e k a a r t z i j n d o o r g e n o m e n , is h e t n u aan d e lezer o m d e k a a r t ter h a n d te n e m e n v a n h e t g e b i e d d a t hij eerdaags w e n s t te b e z o e k e n . O n d e r g e b r u i k m a k i n g v a n de v e r w o r v e n kennis zal een eenvoudige kaartanalyse mogelijk m o e t e n z i j n . H e t eerste a a n g r i j p i n g s p u n t h i e r b i j is d e legenda. V e r v o l g e n s k o m e n d e s t r a t i g r a f i s c h e k o l o m e n het s t r u k t u r e l e p r o f i e l v o o r b e s t u d e r i n g i n a a n m e r k i n g . H i e r n a is h e t k a a r t b e e l d i n z i j n a l g e m e e n h e i d aan d e b e u r t . D e a n a l y s e h i e r v a n is e c h t e r geen e e n v o u d i g e z a a k , en d a a r o m z a l bij g e b l e k e n b e l a n g s t e l l i n g i n de t o e k o m s t i n u w G e a meer a a n d a c h t aan h e t o n d e r w e r p " k a a r t e n " w o r d e n besteed.
e) struktureel profiel van de huidige situatie met de gesteenten uitd) in geplooide toestand. Het zeeniveau is hier referentieniveau. Tijdlijn Z verloopt ten dele binnen het klei pakket U.
h e l l i n g s r i c h t i n g — de r i c h t i n g t e n o p z i c h t e v a n het n o o r d e n v a n d e lijn v a n m a x i m a l e h e l l i n g i n e e n v l a k ; d e z e staat a l t i j d l o o d r e c h t o p de s t r e k k i n g . In a f b . 2 is d e h e l l i n g s r i c h t i n g naar h e t w e s t e n , hoekdiscordantie — zie afb. 5. klastische gesteenten — afbraakgesteenten, s i l i c i k l a s t i s c h e g e s t e e n t e n — k i e z e l i g e en k l e i i g e afbraakges t e e n t e n (dus geen k a l k g e s t e e n t e n ) , z o a l s c o n g l o m e r a t e n , zandstenen, siltstenen en kleistenen.
Verklaring van enige begrippen Referenties d a g z o o m — d e z o o m w a a r i n een g e o l o g i s c h n i v e a u aan d e dag t r e e d t . D e v o o n — de t i j d s p e r i o d e v a n 4 0 8 t o t 3 6 0 m i l j o e n jaar geleden, alsmede de gesteenten d i e in deze periode zijn afgezet. C a r b o o n — de t i j d s p e r i o d e tussen 3 6 0 en 2 8 6 m i l j o e n jaar g e l e d e n , a l s m e d e de g e s t e e n t e n d i e i n deze tijd z i j n afgezet. V a r i s c i s c h e o r o g e n e s e — de g e b e r g t e v o r m e n d e p e r i o d e tegen h e t e i n d v a n het P a l e o z o i ' c u m ; i n S a u e r l a n d v o l t r e k t z i c h de h o o f d b e w e g i n g g e d u r e n d e het j o n g e r e C a r b o o n . Hercynisch — equivalent van Variscisch. a n t i c l i n e — een p l o o i m e t de o u d s t e gesteenten i n de k e r n . In e e n v o u d i g g e p l o o i d e g e b i e d e n is een a n t i c l i n e als plooirug aanwezig. s t r e k k i n g — de r i c h t i n g t e n o p z i c h t e v a n het n o o r d e n van een h o r i z o n t a l e lijn i n een v l a k . In afb. 2 is d e strekking noord-zuid verlopend. h e l l i n g s h o e k — de steilte v a n een v l a k ; d e steilte v a n een h o r i z o n t a a l vlak b e d r a a g t 0 ° , v a n een v e r t i k a a l vlak 9 0 ° . In a f b . 2 w o r d t een v l a k m e t een h e l l i n g s h o e k v a n 3 5 ° aangegeven.
78
G. Langheinrich, 1976: Verformungsanalyse i m Rhenoherz y n i c u m ; G e o t e k t . F o r s c h . 5 1 : 1-127; u i t g . E . S c h w e i z e r bart'sche Verlagsbuchhandlung, Stuttgart. O . H . Walliser, 1981: T h e geosynclinal development o f the Rheinische Schiefergebirge ( R h e n o h e r c y n i a n Z o n e o f the Variscides; G e r m a n y ) ; G e o l . en M i j n b . 6 0 : 89-96. K . Weber, 1 9 8 1 : T h e structural development of the R h e i n i s c h e S c h i e f e r g e b i r g e ; G e o l . en M i j n b . 6 0 : 1 4 9 - 1 5 9 .
Afb. 10. Reconstructie van de lithologie in het Noordsauerlandse afzettingsbekken met aanduiding van een aantal tijdlijnen (in de legenda: voornaamste chronologische grenzen). Tijdlijn 5 is hier rechtgetrokken (vergelijk met afb. 9b en 9c). De afbeelding toont de tijdequivalentie van kalkstenen en andere afzettingen langs tijdlijn 4. Voor locatie zie afb. 4 waarop de aangegeven synclines en anticlines eveneens voorkomen (uit Walliser, 1981).
G e a , v o l . 18, nr. 2
79
vervolg van pag. 70
Tenslotte D o o r m i n e r a l o g i s c h o n d e r z o e k in de M i l l t o w n Q u a r r y is t o t d u s v e r r e een verrassend aantal m i n e r a l e n a a n g e t o o n d . O v e r d r i e m i n e r a l e n heeft m e n n o g geen u i t s p r a k e n k u n n e n d o e n . O f w e l o m d a t de te a n a l y s e r e n h o e v e e l h e d e n te g e r i n g w a r e n , z o a l s bij h e t gele k r i s t a l I i j n e m i n e r a a l d a t bij o r t h o r h o m b i s c h e z i n k h y d r o x i d e en af en t o e bij s w e e t i e t en w e d d e l l i e t v o o r k o m t , o f w e l o m d a t het o n d e r z o e k n o g n i e t b e ë i n d i g d is, z o a l s bij k l e u r l o z e h e x a g o n a l e k r i s t a l l e n ( 0 , 5 t o t 1 m m ) , d i e v o o r k o m e n in f l u o r i e t h o l t e s en bij de o n d e r l i t h a r g i e t b e s c h r e v e n w i t t e k r i s t a l l e n . H o e w e l het v i n d e n v a n de meeste g e n o e m d e m i n e r a l e n t o t d e m o g e l i j k h e d e n b e h o o r t m o e t niet vergeten w o r d e n , d a t de m e e s t e k r i s t a l l e n zeer k l e i n z i j n en een aantal m i n e r a l e n s p o r a d i s c h v o o r k o m e n . H e t m i n e r a a l s w e e t i e t is g e d u r e n d e het laatste jaar n i e t m e e r a a n g e t r o f f e n , w e d d e l l i e t d a a r e n tegen w o r d t n o g r e g e l m a t i g g e v o n d e n . H e t geheel o v e r z i e n d e ligt het in de lijn der v e r w a c h t i n g e n dat de u i t z o n d e r l i j k e paragenese v a n d e o x i d a t i e z o n e in M i l l t o w n Q u a r r y n o g enige m i n e r a l o g i s c h e verrassingen in p e t t o heeft. T o t d u s v e r r e is het o n d e r z o e k een i l l u s t r a t i e v a n een p o s i t i e v e s a m e n w e r k i n g t u s s e n a m a t e u r s en professionele mineralogen. E e n c o m b i n a t i e waar in dit geval b e i d e g r o e p e n w è l bij v a r e n !
Literatuur: B r a i t h w a i t e , R . S . W . : Minerals of the D e r b y s h i r e O r e f i e l d ; M i n e r a l o g i c a l R e c o r d , jan-febr. 1 9 8 3 ; C l a r k , A . M . e.a.: S w e e t i t e , a n e w m i n e r a l f r o m D e r b y s h i r e ; Mineralogical Magazine, V o l . 48, 1984; P a l a c h e , C . e.a.: D a n a ' s S y s t e m o f M i n e r a l o g y , V o l . 2 , 1951;
Rodgers, P . R . : Derbyshire G e o l o g y , 1977; Rust, S . A . : K 3,5-Milltown Quarry; Mineral Realm, V o l . 2, n o . 4 , 1 9 8 3 ; R u s t , S . A . : W e d d e l l i t e ; M i n e r a l R e a l m , V o l . 3 , n o . 1, 1983; Rust, S . A . : M i l l t o w n Quarry, Derbyshire, M o r e on K 3,5; G e m s a n d M i n e r a l R e a l m , V o l . 16, n o . 1, 1 9 8 4 ; Spence, J . : Fallgate Quarry, Ashover, Derbyshire; Mineral R e a l m , V o l . 1, n o . 4, 1 9 8 2 . Kaart: Ordnance Survey map 119, 1 : 50.000.
Afb. 6. Attapulgiet 10x6 mm.
in
bolvormige
aggregaten,
circa
Herkomst van de mineralen van afb. 4-6: Milltown Quarry, Derbyshire. Foto's: Steve A. Rust, Hemel Hampstead, Engeland.
Nieuwe vindplaatsgegevens in Engeland d o o r H . Perdeck
Weardale en omgeving (Noord-Engeland) H e t a r t i k e l " F l u o r i e t z o e k e n in M i d d e n - en N o o r d - E n g e l a n d " , v a n H . K . G r o e n e n b o o m , g e p u b l i c e e r d in G e a v o l . 1 1 , nr. 1 ( m a a r t 1 9 7 8 ) b e s c h r e e f o.a. een aantal v i n d p l a a t s e n van f l u o r i e t en a n d e r e m i n e r a l e n in W e a r d a l e , gelegen in n o o r d e l i j k E n g e l a n d . A a n g e z i e n er bij v e r s c h i l l e n d e v a n de in d i t a r t i k e l gen o e m d e m i j n e n nogal w a t v e r a n d e r d is t e n o p z i c h t e v a n de b e s c h r e v e n s i t u a t i e , l i j k t het o n s z i n v o l d e z e w i j z i g i n g e n hier in het k o r t te b e s p r e k e n .
i n m i d d e l s g e r e d u c e e r d t o t v i e r : d e S t a n h o p e B u r n M i n e bij S t a n h o p e , de C a m b o k e e l s M i n e bij Eastgate, de W h i t e heaps M i n e bij B l a n c h l a n d en de b e r o e m d e B l a c k d e n e Mine. E r is o o k n o g een aantal s t e e n g r o e v e n in bedrijf, m a a r d e i n t e r e s s a n t s t e h i e r v a n , H e i g h t s Q u a r r y , is helaas n i e t t o e g a n k e l i j k v o o r v e r z a m e l a a r s . V a n de i n het a r t i k e l v a n G r o e n e n b o o m g e n o e m d e m i j n e n w e r d e n er tijdens een b e z o e k v a n e n k e l e dagen een zestal d o o r H . O d é en m i j bezocht. H i e r o n d e r v o l g t een k o r t e o p s o m m i n g v a n o n z e e r v a r i n g .
A l l e v i n d p l a a t s e n , d i e G r o e n e n b o o m i n zijn a r t i k e l n o e m t , staan o p d e v o l g e n d e k a a r t e n (schaal 1 : 5 0 . 0 0 0 ) : — Ordnance Survey Sheet 87 H e x h a m and Haltwhistle — O r d n a n c e S u r v e y S h e e t 91 A p p l e b y . H e t a a n t a l n o g in b e d r i j f z i j n d e m i j n e n in d i t g e b i e d is
Stanhope Burn Mine ( N Y 9 8 6 4 1 3 ) N e e m in S t a n h o p e de B 6 2 7 8 naar het n o o r d e n . D e w e g naar de m i j n is na 3 0 0 m l i n k s , d o c h is niet meer d u i d e l i j k aangegeven langs d e B 6 2 7 8 . O p de s t o r t h o p e n v o n d e n we heldere f l u o r i e t k r i s t a l l e n
80
G e a , v o l . 1 8 , nr. 2
