Inleiding

In de jaren negentig is een aantal gesteentetypen toegevoegd aan de lijst van gidsgesteenten. Het zijn gesteenten die door Smed (Dk) en Vinx (Dld) zijn bestudeerd en beschreven. In de platenatlas van Zandstra zijn deze in het addendum kort beschreven. Het gaat om diverse metamorfe gesteenten afkomstig uit Zuidwest-Zweden. In de Duitse literatuur wordt het herkomstgebied beschreven als het südwestschwedische Granulitgebiet (SGR). Het gebied is meerdere malen tektonisch beïnvloed. Sommige van de beschreven gesteenten zijn granulieten met een grote hoeveelheid mafische bestanddelen, voornamelijk pyroxeen. Naast pyroxeen bevatten deze typen plagioklaas en erg veel fijnkorrelige granaat.

Vinx heeft dit gesteente uitgebreid bestudeerd en een tweetal artikelen gepubliceerd in het Archiv für Geschiebekunde. Twee typen van deze mafische granuliet zijn als gidsgesteente gedefinieerd: de granoblastische mafische granuliet en de granaatcoronitische mafische granuliet. In dit artikel worden deze beide typen van de mafische granuliet toegelicht en worden varianten en overgangen beschreven. De naamgeving zoals Vinx deze heeft voorgesteld wordt aangehouden.

Introductie van de beide gidsgesteentetypen

Zoals hierboven is aangegeven, is er een tweetal typen als gidsgesteente voorgesteld: de granoblastische- en de granaatcoronitische mafische granuliet. Ter vergelijking hieronder een foto van de beide typen samen.

Afbeelding 1. Links een granaatcoronitische mafische granuliet, gevonden in mei 1993 te Katharinenhof. 
Rechts een granoblastische mafische granuliet, gevonden in mei 2012 te Weissenhaus. Beide stenen zijn ongeveer 10 x 8 cm groot. Foto: Henk Schriemer

De granoblastische mafische granuliet is onopvallend, donker en fijn- tot middelkorrelig en bestaat uit plagioklaas, pyroxeen en granaat. Er is geen clustering van de verschillende bestanddelen, ze zijn allemaal regelmatig verspreid. De steen heeft een duidelijk korrelige structuur, waarbij de mineraalkorrels ongeveer dezelfde grootte hebben.

De granaatcoronitische mafische granuliet laat daarentegen wel clustering van de bestanddelen zien. Het gelijkmatige is duidelijk verdwenen en dit geeft ook meteen een meer opvallend uiterlijk. De plagioklazen zijn geclusterd en de fijnkorrelige granaten hebben zich gevormd aan de randen van de plagioklaas en pyroxeen, zodat ze een rand om deze mineralen vormen.

Bovenstaande foto’s geven de beide gidsgesteentetypen weer. Het is wel van belang te vermelden dat er veel variatie bestaat binnen de typen en dat de beide typen naadloos in elkaar overgaan.

Naamgeving

In de zwerfsteenliteratuur en op de diverse websites worden naast de correcte benaming mafische granuliet verschillende benamingen gebruikt voor de hierboven beschreven gesteentetypen: granaatgranuliet, granaatcoroniet, granulitische granaatgabbro, etc. In dit artikel wordt vastgehouden aan de benaming zoals die door Vinx is voorgesteld.

De benaming granuliet is voorbehouden aan een metamorf gesteente dat wordt gevormd bij hoge temperaturen en druk. Granuliet heeft meestal een fijn- tot middelkorrelige granulaire textuur, waar ook de naam granuliet van afgeleid is. De kristallen verschillen meestal niet erg in grootte, ook al zijn ze van verschillende mineralen. Granuliet ontstaat bij hoge temperaturen en bij grote druk, door regionale metamorfose.
Gemiddeld ontstaat granuliet bij 700 °C maar dat kan oplopen tot 1000 °C. De benodigde druk ligt tussen 4 kbar en 14 kbar.

Er komen ruwweg twee soorten granuliet voor: de felsische en de mafische granuliet. Het bijvoeglijk naamwoord felsisch geeft aan dat de hoofdbestanddelen bestaan uit veldspaat en kwarts. Mafisch betekent dat er bestanddelen aanwezig zijn die relatief veel magnesium (Mg) en ijzer (Fe) bevatten. Tot de mafische mineralen worden pyroxenen, amfibolen, donkere glimmers en olivijnen gerekend. In beide soorten granuliet kan granaat voorkomen.

De term granoblastisch wordt gebruikt voor metamorfe gesteenten waarvan de kristallen allemaal ongeveer dezelfde grootte en vorm hebben. De kristallen hebben meestal rechte vlakken, waardoor deze onderling een minder goede hechting hebben.

De term coronitisch betekent dat een mineraal als een zoom, een corona, rondom een ander mineraal is gevormd. Granaatcoronitisch betekent dat de corona wordt gevormd door granaatkorrels. In de hier besproken mafische granulieten is de granaat het resultaat van een metamorfe reactie tussen de plagioklaas en de pyroxeen.

Beschrijving van de granoblastische mafische granuliet

De granoblastische mafische granuliet is een donker, op basalt of gabbro gelijkend gesteente. Het is een fijn- tot middelkorrelige granuliet met veel mafische bestanddelen, vooral pyroxeen met wat amfibool. Dat het een granuliet is, is zichtbaar in de granulaire structuur met een geringe korrelgrootte, d.w.z. van minder dan een millimeter groot tot een maximumgrootte van 5 millimeter.

Het gesteente bevat zwarte tot groenzwarte pyroxeen, wit- tot geelwitte plagioklaas en heel veel kleine bruine tot roodbruine granaat. Kenmerk van dit type gidsgesteente is dat de bestanddelen meestal gelijkkorrelig zijn en het geheel richtingloos is. De granaat hoeft niet altijd gelijkmatig verdeeld te zijn maar kan zich ook wat ophopen rond grotere pyroxenen en oxiden (ertsen). De hoeveelheid plagioklaas kan variëren maar is altijd aanwezig. De pyroxeen is klinopyroxeen, soms met een groenzweem, maar kan ook volledig zwart zijn. Verder komt in meerdere of mindere mate amfibool voor, naast enige biotiet en ertsmineralen. Het is een somber, donker gesteente met weinig glans, waarin de plagioklaas meer of minder nadrukkelijk zichtbaar is. Opvallend is het gewicht: het zijn redelijk zware gesteenten.

Van belang is om te vermelden dat mafische granuliet ook kan voorkomen zonder granaat. Het betreft dan een lagedruk-granuliet. De granaathoudende mafische granulieten zijn altijd hogedruk-granulieten. Het type dat als gidsgesteente is benoemd betreft dus deze hogedruk-granuliet met de fijnkorrelige granaat.

Beschrijving van de granaatcoronitische mafische granuliet

De granoblastische en de granaatcoronitische mafische granuliet zijn twee varianten van hetzelfde gesteentetype. Daar waar de granoblastische mafische granuliet een gelijkmatige verdeling van de bestanddelen vertoont, vooral van de granaat, is het bij de granaatcoronitische mafische granuliet duidelijk anders. De gelijkmatige verdeling van de bestanddelen is afgenomen en de granaat heeft zich gevormd op de grensvlakken van de pyroxenen en de plagioklazen. De granaat ligt als een zoom langs de lichte en donkere bestanddelen, zodat er sprake is van een corona van granaat. De volgende foto laat een drietal strandstenen van granaatcoronitische mafische granuliet zien.

Overige kenmerken van beide typen

Slijpplaatanalyse van de granaatcoronitische grafische granuliet

Jan Langendoen heeft van één van de granaathoudende mafische granulieten slijpplaatjes gemaakt en het gesteente geanalyseerd. Het betreft steennummer 1334, gevonden aan het Oostzeestrand bij Katharinenhof op het Duitse eiland Fehmarn, in mei 1998.

Uit de slijpplaatjes blijkt dat het gesteente voor een groot gedeelte bestaat uit kernen van klinopyroxeen met daaromheen een rand van granaat en plagioklaas. Ook zijn er grote klinopyroxenen. In deze klinopyroxenen liggen in evenwijdige banen zeer kleine mineralen. Deze mineralen zijn zo klein dat ze niet te herkennen zijn. Waarschijnlijk zijn het orthopyroxenen. Ook zijn er redelijk wat aggregaten van biotiet. Er zijn wat amfibolen, maar deze stellen niet veel voor.

Afbeelding 10. Detailopname van het gepolijste vlak van de granaatcoronitische mafische granuliet (steen 1334) waarvan de slijpplaatjes zijn gemaakt. Beeldformaat: 6 x 3 cm. De verschillende mineralen zijn duidelijk zichtbaar. Foto: Henk Schriemer

De volgende afbeeldingen zijn foto’s van het slijpplaatje. Voor de volledigheid wordt vermeld dat de opnamen gemaakt zijn bij gekruiste polarisatiefilters.

Herkomstgebied van de gesteentetypen 

Afbeelding 13. Herkomstgebied van de granoblastische mafische granuliet (de donkergroene kleine voorkomens) en de granaatcoronitische mafische granuliet  (noordelijk van Gislaved en westelijk van Kristianstadt). Afbeelding afkomstig van http://www.kristallin.de.

In het herkomstgebied komen amfibolieten en granaatamfibolieten voor in directe relatie met de granoblastische mafische granuliet. In ontsluitingen gaat de granuliet vaak zichtbaar over in granaat-amfiboliet en amfiboliet, met duidelijk zichtbaar kleurverschil. Van dof en bruin naar fris en zwart.

Naast de verwantschap met granaatamfibolieten hebben de mafische granulieten uit het herkomstgebied een relatie met retrograde eklogieten. Onderzoek heeft aangetoond dat een ten noorden van Kiel gevonden retrograde eklogiet genetisch verwant is aan deze mafische granulieten. Er is in het herkomstgebied in Zuidwest-Zweden een klein voorkomen van retrograde eklogiet bekend bij Ullared, ongeveer 30 kilometer oostelijk van Varberg. Dit gesteente wordt als gidsgesteente beschouwd: de Halland retro-eklogiet.

Het hierboven beschreven herkomstgebied is het grootste granulietgebied in Europa. In de Scandinavische herkomstgebieden bestaat nog een tweetal kleine voorkomens waar regionale metamorfose de granulietfacies-omstandigheden heeft bereikt. Een klein voorkomen bij Karlskoga in Värmland is echter een lagedruk-granulietgebied. Granaathoudende mafische granulieten komen hier niet voor. In de omgeving van Bamble in Noorwegen is een klein voorkomen waar coronitische metagabbro’s voorkomen. De corona’s zijn hier echter gevormd om de olivijnen heen, en niet om de pyroxenen. De corona’s bestaan uit pyroxenen en amfibolen, met daaromheen soms een buitenrand van granaat.  Deze typen verschillen zodanig van uiterlijk dat de hier beschreven mafische granulieten eenduidig aan het südwestschwedische Granulitgebiet zijn te relateren.

Ontstaansgeschiedenis

De mafische granulieten in het herkomstgebied zijn van oorsprong gabbro, doleriet en basalt geweest. Het gehele gebied is meerdere malen tektonisch beïnvloed en onderhevig geweest aan regionale metamorfose. Tijdens deze fasen zijn de gesteenten mogelijk al plaatselijk vervormd. In een latere fase (920 – 880 miljoen jaar geleden) zijn druk en temperatuur opnieuw toegenomen, en wel zover dat de omstandigheden voor de omzetting naar granuliet zijn bereikt.Door het steeds verder toenemen van de druk begint zowel de plagioklaas als de pyroxeen instabiel te worden. De granaten zijn het reactieproduct van de omzetting van de pyroxeen en de plagioklaas; op het grensgebied van deze mineralen vormt zich granaat en in heel beperkte mate ook kwarts. Vinx geeft aan dat in deze facies en bij deze samenstelling de kritische drukgrens voor de vorming van granaat ligt tussen de 6 en 7 kbar, bij ongeveer 800 °C. Kwarts is in zeer kleine hoeveelheden aanwezig, meestal rondom de granaten, en is alleen met microscoop of in slijpplaatjes zichtbaar. Er zijn hogedruk-granulieten gevormd, met granaat als belangrijk nieuw metamorf mineraal. Plaatselijk is de druk opgelopen tot aan het grensgebied van de eklogietfacies, met een druk tot 10.5 kbar bij 770 °C. Mogelijk zou er uiteindelijk eklogiet zijn gevormd als de hoge druk maar voldoende lange tijd had aangehouden.

Omstreeks 880 miljoen jaar geleden is de druk, geologisch gesproken, snel afgenomen, mogelijk door opheffing van het gebied. Hierdoor werd pyroxeen instabiel en begon er een omzetting naar amfibool. In het herkomstgebied liggen de restanten van deze hogedruk-granulieten verspreid als kleine voorkomens van metamorfe mafische gesteenten. Op de meeste locaties is het gesteente wel volledig retrograde omgezet naar granaatamfiboliet en is geen enkel spoor meer zichtbaar van de oorspronkelijke granulieten. In sommige stenen is deze onvolledige omzetting van pyroxeen naar amfibool goed zichtbaar. De pyroxeen is aan de buitenrand omgezet in amfibool, in de vorm van een zoom om de kern van pyroxeen. Deze retrograde omzetting is meestal slechts sporadisch en niet volledig. Waarschijnlijk heeft dit te maken met het ontbreken van voldoende water, dat nodig is voor de retrograde omzetting van pyroxenen naar amfibolen.

Afbeelding 14. Microscoop-opname van het gepolijste oppervlak van de granaatcoronitische mafische granuliet (zie afbeelding 9). Te zien is dat de groengrijze pyroxenen zijn omgezet en dat er aan de rand zwarte, korrelvormige amfibolen zijn gevormd. Hier is sprake van retrograde metamorfose. Vergroting: 15x, beeldbreedte: 15 x 10 mm.
Foto: Henk Schriemer

Afbeelding 15. Microscoop-opname van het gepolijste oppervlak van een granoblastische mafische granuliet gevonden in mei 2009 te Katharinenhof. Vergroting: 25x, beeldformaat: 10 x 6,5 mm. Duidelijk zichtbaar zijn de kernen van groengrijze pyroxenen met daaromheen zwarte amfiboolkorrels. De felwitte puntjes zijn ertsen. Foto: Henk Schriemer

Er blijken van beide gesteentetypen gneisachtige vormen te bestaan. De lineatie is dan in meerdere of mindere mate duidelijk zichtbaar. Deze lineatie was dan al aanwezig in het gesteente op het moment dat de laatste metamorfose-fase optrad.
Zie onderstaande afbeeldingen.

Er zijn veel overgangen tussen de twee typen gevonden. Het betreft dan fijn- tot grofkorrelige stenen met kleine granaatkorrels die minder regelmatig verspreid zijn en soms een onvolledige zoom hebben gevormd. De pyroxenen zijn dof, groenig zwart, en variëren in grootte. Soms zijn het kernen van wel 5 millimeter groot en is er meer of minder amfibool gevormd. Bij sommige stenen is ook enige lineatie zichtbaar.

Ter illustratie volgt hieronder een overzichtsfoto van een zevental strandstenen die strikt genomen niet tot de gidsgesteentetypen behoren, maar wel alle zeven mafische hogedruk-granulieten zijn.

Afbeelding 19. Diverse vormen van de mafische hogedruk-granuliet, overgangen tussen de gidsgesteentetypen. Gevonden aan de Duitse Oostzeekust (zie afbeelding 20).  De kleinste steen is 6 x 6 cm, de grootste 10 x 14 cm. Foto: Henk Schriemer

Gemeenschappelijk kenmerken van de hier beschreven vormen en overgangen zijn de hoeveelheid fijne granaat en de korrelvorming. De gesteenten zijn duidelijk granulair. Alleen in sommige pyroxenen is zichtbaar dat deze grover van samenstelling zijn en omzoomd worden door kleine zwarte amfibolen. Deze laatste zijn dan wel weer gelijkmatig korrelig. Mijns inziens volstaat het om deze vormen en overgangen gewoon mafische granulieten van Zuidwest-Zweden te noemen, zonder daarbij de termen granoblastisch of granaatcoronitisch te gebruiken.

Vindplaatsen

De hierboven beschreven typen gidsgesteenten en hun varianten zijn gevonden aan de Oostzeestranden van Schönberg tot aan Heiligenhafen en de oostelijke kust van het eiland Fehmarn. Op sommige plaatsen zijn meerdere exemplaren per vierkante meter gevonden. Het zijn hier geen zeldzame gesteenten. Op deze stranden worden meer gesteenten uit de regio Zuidwest-Zweden gevonden. Zo zijn er regelmatig gidsgesteenten als charnockieten, witslierige granaatamfibolieten en vlammenpegmatieten te vinden. Overigens niet in de hoeveelheden waarin de mafische granulieten zijn gevonden.

Afbeelding 20. Het kustgebied aan de Duitse Oostzee waar veel mafische granulieten zijn gevonden. Het gaat om het gebied oostelijk van Schönberg tot aan Heiligenhafen en de oostkust van het eiland Fehmarn. Afbeelding afkomstig van Google Maps.

In Nederland zijn zwerfstenen van deze gesteentetypen uitermate zeldzaam. Harry Huisman beschrijft op zijn website een granaatcoronitische mafische granuliet uit de keientuin in Borger, van onbekende herkomst, aangevoerd ergens vanuit Drenthe. Op Duitse websites wordt aangegeven dat er bijna geen vondsten bekend zijn ten zuidwesten van Hamburg.  Mogelijk heeft dit te maken met het feit dat de stenen nauwelijks worden opgeraapt en onderzocht.

Samenvatting

De hier beschreven gidsgesteente typen granoblastische mafische granuliet en granaatcoronitische mafische granuliet hebben goed herkenbare eigenschappen.
De granoblastische mafische granuliet heeft als kenmerk de korrelvormige en regelmatig verspreide granaat, pyroxeen en plagioklaas. De granaatcoronitische mafische granuliet heeft als kenmerk dat de fijnkorrelige granaat een zoom heeft gevormd rondom de clusters van plagioklaas en pyroxeen.In het herkomstgebied, Zuidwest-Zweden, komt de granoblastische mafische granuliet meestal voor in kleine voorkomens, vaak in combinatie met granaatamfiboliet.
Deze laatste is dan het resultaat van bijna volledige retrograde omzetting. De granaatcoronitische mafische granuliet komt in een veel kleiner gebied voor, in de omgeving van de plaats Gislaved en Kristianstadt. Bij granaathoudende mafische granulieten is sprake van een hogedrukmetamorfose. Wanneer deze zou zijn doorgezet, zou mogelijk eklogiet zijn gevormd. Toen de druk afnam, is de pyroxeen deels omgezet in amfibool, zodat er sprake is van retrograde metamorfose.Van beide typen gidsgesteenten zijn verschillende vormen te vinden en de typen lopen in elkaar over. Er zijn stenen gevonden die een gneisachtig uiterlijk hebben maar toch duidelijk granulair zijn opgebouwd. De lineatie is dan al gevormd voordat de granulatiefase intrad. De regio heeft meerdere tektonische fasen gekend. Helaas worden deze gidsgesteenten niet opgemerkt omdat ze donker, somber en onopvallend zijn. Het zijn geen aantrekkelijke stenen, de zwerfsteenverzamelaars lopen er aan voorbij. Hopelijk gaat men ook in Noord-Nederland beter letten op deze interessante gesteenten. Daar waar relatief veel Zuid-Baltisch materiaal wordt gevonden, zoals in Friesland, kunnen immers ook deze mafische granulieten worden gevonden.

Literatuur