Waarom zijn er zoveel soorten steen?

Er zijn veel soorten stenen, van heel groot tot heel klein, van zwaar tot lichtgewicht. Ze zijn er in allerlei kleuren, en sommige zijn transparant, andere zijn ondoorzichtig. Waardoor is die bonte verzameling stenen ontstaan?

De overvloed aan steensoorten is vooral te danken aan twee factoren.

Allereerst is er de grote variatie in de chemische samenstelling binnenin de aarde.

En vervolgens bestaan er in de aardkost bewegingen, die bekend staan als de Kringloop der gesteenten (Rock Cycle).

De kringloop der gesteenten geeft in combinatie met de wisselende chemische samenstelling steeds weer andere eindresultaten.

Factor 1: De vele elementen in de aarde

De aarde is eigenlijk een groot rotsblok dat door de ruimte suist. Het binnenste van deze rots is gloeiend heet, de buitenkant is afgekoeld. Er tussenin zit magma, min of meer vloeibaar gesteente.

De magma bevat alle chemische elementen. Dat zijn er ongeveer negentig.

Acht van deze elementen komen heel veel voor. Zij vormen zelfs 98 procent van de aardkorst. En daarvan zijn zuurstof en silicium het allerbelangrijkst: zij vormen samen driekwart van de aardkorst. Dat betekent dat deze elementen in heel veel mineralen en gesteenten voorkomen.

Zie onderstaand schema

Meest voorkomende elementen in de aardkorst (© Semoea)

De elementen kunnen allerlei combinaties met elkaar aangaan. Mineralen zijn specifieke, vaste combinaties van elementen. Ieder jaar worden er nog nieuwe mineralen ontdekt.

De meeste mineralen bevatten tenminste één, vaak meerdere veel voorkomende elementen. Welke elementen in een mineraal zitten, wordt uitgedrukt in de chemische samenstelling.

Op grond van hun chemische samenstelling kun je mineralen opdelen in groepen.

• De grootste groep zijn de mineralen die vooral zuurstof en silicium bevatten. Dit geldt voor 92% van alle mineralen. Dit worden silicaten genoemd.
• De silicaten kun je onderverdelen in kleinere subgroepen. Kwartsen zijn silicaten die vrijwel geheel uit silicium en zuurstof bestaan. Anders dan je misschien zou verwachten, zijn kwartsen niet de grootste subgroep.
• De grootste subgroep binnen de silicaten zijn de veldspaten. Die mineralen bevatten naast zuurstof en silicium ook natrium, kalium of calcium.
• Andere belangrijke subgroepen van silicaten zijn de mica’s, de amfibolen, de pyroxenen en de olivijnen. Daarin komen naast de reeds genoemde elementen ook ijzer en magnesium voor.
• Slechts 8% van alle mineralen bevat geen verbinding van silicium met zuurstof. Ook deze niet-silicaten kun je onderverdelen in subgroepen. Een belangrijke subgroep vormen de carbonaten. Daarin komen vooral zuurstof en koolstof voor.

Zie onderstaand schema.

Meestvoorkomende mineraalgroepen (© Semoea)

Factor 2: De kringloop der gesteenten

Omdat de kern van de aarde zo heet is en de buitenkant zo koel, ontstaan er in de magma stromingen. Het zeer hete materiaal zet uit, wordt relatief lichter en stijgt omhoog naar de koele bovenkant. Daar koelt het af, krimpt weer, wordt relatief zwaarder en zakt terug naar de hete kern. Daar wordt het materiaal opnieuw verhit, en deze cyclus herhaalt zich.

In onderstaand schema zie je de gehele kringloop der gesteenten.
Kringloop der gesteenten (© Semoea)

In het schema zie je de drie types gesteente die ontstaan tijdens deze kringloop der stenen.

Stollingsgesteenten

Stenen die ontstaan door stolling van magma heten stollingsgesteenten. Afhankelijk van de plaats van vorming en de kristalstructuur, vallen de stollingsgesteenten uiteen in drie groepen.Rhyoliet is een uitvloeiingsgesteente

- Uitvloeiingsgesteenten

Deze ontstaan op of vlak onder het aardoppervlak.
Voorbeelden van uitvloeiingsgesteente: rhyoliet, andesiet, lava, basalt, obsidiaan, regenwoudjaspis, vuuropaal

- Ganggesteenten

Deze ontstaan onder het aardoppervlak.
Voorbeelden van ganggesteente: granofier, dioriet, doleriet, bergkristal, amethist, aventurijn, rozenkwarts, beril, epidoot, biotiet

- Dieptegesteenten

Deze ontstaan diep onder het aardoppervlak.
Voorbeelden van dieptegesteente: graniet, gabbro, peridotiet, pyroop, andradiet, zirkoon

Uitvloeiinggesteenten liggen aan het aardoppervlak, en zijn daardoor gemakkelijk te vinden. Door vulkanisme, aardbevingen, aardverschuivingen en verwering komen dieptegesteenten en ganggesteenten ook aan het aardoppervlak. Daardoor zijn uiteindelijk ook deze stollingsgesteenten te vinden.

Afzettingsgesteenten

Calciet is een afzettingsgesteenteHet aardoppervlak staat bloot aan weer en wind, en aan de inwerking van de zon en water. Daardoor ontstaat verwering, stenen kunnen afbreken of verkruimelen. Zo ontstaan kleine stukjes rots en zandkorrels.

Door de zwaartekracht rollen en vallen deze stukjes naar beneden en worden meegenomen door water of wind. Elders worden de stukjes in laagjes afgezet.

De opeenstapeling van lagen veroorzaakt druk. Het gevolg is dat de onderste lagen door inklinking uiteindelijk aan elkaar kitten en nieuwe gesteenten vormen. Dit zijn afzettingsgesteenten of sedimentaire gesteenten.

Sedimentaire gesteenten bevatten soms fossielen.

Voorbeelden van sedimentair gesteente: zandsteen, calciet, aragoniet, dolomiet

Metamorfe gesteenten

Azuriet-malachiet, een metamorf gesteenteDoor inklinking, maar ook door aardverschuivingen verzakken stukken gesteente. Door de druk en de daardoor verhoogde temperatuur kan gesteente opnieuw veranderen van samenstelling en kristalstructuur. Het resultaat zijn de metamorfe gesteenten of omzettingsgesteenten.

Voorbeelden van metamorf gesteente: marmer (ontstaan uit kalksteen, calciet, dolomiet), gneis (ontstaan uit graniet), leisteen en schist ( ontstaan uit mica’s), kyaniet, malachiet, azuriet, jade, nefriet, zoisiet, tijgerijzer