Vondst van een serpentiniet

Aanleiding om wat dieper op serpentiniet in te gaan, is de vondst van een betrekkelijk grote zwerfsteen in een zandgroeve bij Vastorf, oostelijk van Lüneburg. In eerste instantie deed de kei door zijn vaag gevlekt grijsachtig uiterlijk, plus zijn gewicht aan een omgezette gabbro denken. Met de hamer kon een stuk van de kei afgeslagen worden. Het donker grijsblauwe breukvlak gaf meer duidelijkheid. In een vrijwel ondefinieerbare fijnkorrelige grondmassa waren een paar zwak spiegelende mineralen zichtbaar, vermoedelijk  (ortho)pyroxenen. Verder kwamen verspreid in het gesteente kleine pitjes en hoekige aggregaatjes van zwarte magnetiet voor. Aan de verweerde buitenzijde van de zwerfsteen is magnetiet makkelijk te ontdekken.

Serpentiniet is een zacht gesteente, het is met een mes of hamer makkelijk te bekrassen. Samen met andere kenmerken werd duidelijk dat het hier om serpentiniet moest gaan. Een aanvullende test met een klein magneetje bevestigde deze indruk.

Wat is serpentiniet?

Serpentiniet is een fijnkorrelig, massief metamorf gesteente, dat door hydrothermale processen in de aardkorst uit basische en ultrabasische gesteenten, als peridotiet, duniet, pyroxeniet en het vulkanische pikriet is ontstaan. De omzetting vindt plaats bij regionale metamorfose tijdens gebergtevormingen. Verder ontstaat serpentiniet door oceaanbodem-metamorfose uit gabbro en daaronder gelegen peridotiet in de nabijheid van mid-oceanische spreidingsruggen. In een gering aantal gevallen kan serpentiniet ook uit dolomiet ontstaan. Het ontstaansproces noemt men serpentinisatie.

Serpentiniet verschilt door zijn weinig sprekende structuur duidelijk van andere stollings- en metamorfe gesteenten. Het gesteente is meest compact, maar bezit soms ook een meer vezelige of zelfs bladerige structuur. Dit laatste komt door het serpentijnmineraal antigoriet. De naam serpentiniet komt uit het Latijn en betekent ‘slang’. Het heeft betrekking op de vaalgroene kleur en het vlekkerige uiterlijk van veel serpentinieten. Als afgeleide hiervan diende serpentiniet in het verleden als geneesmiddel. Slangen kunnen hun huid afwerpen. Dit staat voor het herboren worden en genezing. Ook zou het gesteente helpen tegen slangenbeten.

Hoofdbestanddeel van serpentiniet is het mineraal serpentijn. Dit bezit van zichzelf geen eigen idiomorfe kristalvormen. Het mineraal vormt grote en kleinere vormloze klompen en massa’s met een soms zeer dichte structuur. Indien wel iets van korreling zichtbaar is, betreft het in alle gevallen relicten van eerder aanwezige mineralen. De zichtbare vlekjes en korrels in het gesteente geven slechts de omtrekken aan van mineralen als olivijn, pyroxeen en granaat. In serpentiniet zien we alleen pseudomorfoses van deze mineralen.

Serpentiniet bestaat uit een aantal serpentijnmineralen. De belangrijkste zijn antigoriet, lizardiet, chrysotiel en bruciet. Verder kan talk of steatiet aanwezig zijn. Ook magnesiet komt voor. Daarnaast is in wisselende hoeveelheden magnetiet aanwezig. Dit mineraal vormt hierin kleine zwarte, metalig glanzende kristallen of aggregaten. Antigoriet en lizardiet zijn met het blote oog niet of nauwelijks van elkaar te onderscheiden. Zwarte magnetiet is vooral zichtbaar aan de verweerde buitenzijde van zwerfstenen. Fijnverdeeld is magnetiet verantwoordelijk voor de donkere, groenzwarte kleur van het gesteente. Het gesteente kan plaatselijk ook veel lichter van kleur zijn: geel, geelgroen, bruin, roodachtig tot bijna wit.

In commerciëel opzicht is chrysotiel het meest belangrijke mineraal in serpentiniet. Het mineraal is grondstof voor de fabricage van tal van asbestproducten. Asbest kent door zijn isolerende eigenschappen veel toepassingen in de warmte- en koudetechniek. Van de dunne vezels kunnen onder meer garens worden gesponnen. Deze worden/werden onder meer gebruikt voor de productie van brandwerende kleding. Ook wordt chrysotiel toegepast in bouwmaterialen. Nadat duidelijk werd dat asbest kankerverwekkende eigenschappen bezit, staan asbestproducten in een slechte reuk. Het gebruik ervan is in talloze landen inmiddels verboden. 

Afhankelijk van de percentages aanwezige serpentijnmineralen en de verdeling ervan in het gesteente, tonen serpentinieten een veelheid aan kleuren en structuren. Vlekken, strepen en vegen verlenen het gesteente een  aantrekkelijk uiterlijk. Serpentinieten en dan vooral de gedeformeerde typen, worden door hun fraaie tekening nog steeds veel in de natuursteenindustrie verwerkt. Het gesteente wordt, in platen gezaagd en gepolijst, onder verschillende handelsnamen in de markt gezet. Vooral de sterk gedeformeerde serpentinieten uit de Italiaanse Alpen zijn al tientallen jaren in trek. Het (sterk) breccieuze groenzwarte gesteente met zijn opvallend grillige, witte adering van calciet, is uiterst decoratief. Het staat bekend onder namen als ‘Verde Alpi’ of ‘Verde Antico’. Men maakt er ook wel tafelbladen van. Door zijn zachtheid en makkelijke verweerbaarheid is serpentiniet voor buitentoepassingen ongeschikt. Verder snijdt of slijpt men uit compacte stukken serpentijn ornamenten en zelfs sieraden. Hoewel aantrekkelijk en makkelijk te bewerken, is serpentijn met een hardheid van 2,5 tot 4 voor sieraden eigenlijk veel te zacht.

Opvallend in serpentiniet is het voorkomen van sterk glanzende, vaak lichter groen getinte, vlakken. Deze glimmende delen zijn vaak in de lengterichting gestreept of tonen een parallel/vezelig oppervlak. De glanzende vlakken zijn wrijfspiegels, die ontstaan zijn door deformatie bij de vorming van gebergten. Het gesteente is bij hoge druk in talloze grote en kleinere fragmenten gebroken. De gesteentefragmenten werden tektonisch langs elkaar gewreven, waarbij de contactvlakken afgeschuurd en glanzend gepolijst werden. 

In de buurt van Modum, in Zuidoost-Noorwegen, komt serpentiniet voor met een opvallend geel tot geelgroene kleur. Hetzelfde, maar nog fraaier is serpentiniet bij Dundas op Tasmanië. Het is een massieve vorm van serpentiniet, die prachtig geelgroen is met verspreid liggende aggregaten van violet-paarse steatiet.

Hoe ontstaat serpentiniet?

De aarde bestaat uit een centrale kern van ijzer en nikkel. Ondanks de hoge temperatuur is de binnenste kern door de enorme druk vast. Daaromheen bevindt zich een vloeibare buitenkern. Hierin vinden convectie (=warmte)stromingen plaats. Deze processen wekken in de buitenkern een magnetisch veld op, dat de aarde beschermt tegen geladen, hoog energetische deeltjes van de zon.

De aardkern wordt omgeven door de mantel. Deze neemt de hoofdmassa in van de aarde. De ondergrens van de mantel ligt op ongeveer 2900 km diepte. De mantel wordt omgeven door de aardkorst. De relatief dunne aardkorst is gebroken in een twaalftal grote en een aantal kleinere stukken. De onderlinge beweging van aardkorstplaten noemen we ‘plaattektoniek’.

Aardkorstplaten bewegen ten opzichte van elkaar. Waar ze botsen ontstaan gebergten. Dit gebeurt onder meer aan de westkant van Zuid-Amerika, bij Japan en Indonesië. Op andere plaatsen bewegen ze uit elkaar, bijvoorbeeld langs mid-oceanische ruggen. Hier ontstaat door opwellend magma nieuwe aardkorst. De oceanische aardkorst is gelaagd. De toplaag, dat wil zeggen de oceaanbodem, ontstaat door het uitvloeien van lava uit basalt en sedimentaire gesteenten. De laag daaronder bestaat uit magma-intrusies van het veel grofkorreliger gabbro. Op zo’n 7 km diepte gaat gabbro over in peridotiet. De overgang tussen aardkorst en mantel noemt men de Mohorovicic discontinuïteit. Deze markeert de overgang tussen gabbro en het veel dichtere peridotiet.

In de omgeving van mid-oceanische ruggen vinden onderaards processen plaats waarbij basische en ultrabasische gesteenten omgezet worden in serpentiniet. Via spleten en scheurtjes in de oceaanbodem infiltreert zeewater in het onderliggende gesteente. Naarmate water op grotere diepte komt, wordt het sterk opgewarmd. Het zet hierdoor uit, wordt minder dicht en komt op andere plaatsen op de oceaanbodem weer te voorschijn in de vorm van ‘black smokers’. Het circuleren van hete hydrothermale vloeistoffen door gesteenten is de oorzaak dat mineralen als olivijn en pyroxeen omgezet worden (gehydrateerd) tot serpentijn. Het gevolg is dat grote delen van de oceaanbodemkorst en delen van de onderliggende mantel omgezet (=gemetamorfoseerd) zijn in serpentiniet.

Bij plaatbotsingen, waarbij de ene oceaanbodemplaat onder de andere in het aardbinnenste verdwijnt, spreekt men van subductie. Het kan ook gebeuren dat delen van de oceaanbodemplaat over de andere plaat heen schuiven en zo in een gebergtegordel belanden. We spreken dan van obductie. Deze omhooggekomen stukken oceanische lithosfeer met hun gelaagde opbouw worden ofiolieten genoemd. Ofiolieten vinden we meestal in de nabijheid van belangrijke breukzones, waarlangs deze gesteentecomplexen over andere gesteenten geschoven zijn. Grote serpentiniet-voorkomens, zoals in de zuidelijke Alpen, beschouwt men als het onderste deel van een ofiolietserie.

Plaattektonische processen zorgen er dus voor dat op verschillende plaatsen op aarde, waar in het verleden platen met elkaar in botsing waren, ultrabasische gesteenten uit de mantel in gebergten zijn terecht gekomen. Voorbeelden hiervan vinden we, zoals hierboven aangegeven, in de zuidelijke Alpen, in Oostenrijk en Italië. Ook in Griekenland en op Cyprus komen ofiolietcomplexen voor. Wel is het zo dat serpentiniet-lichamen door gebergtevormende processen vaak in afzonderlijke stukken zijn gebroken en zo fragmenten en lenzen vormen, omringd door andere, niet verwante gesteenten.

Noordelijke zwerfstenen van serpentiniet

Onderstaande foto’s laten een viertal verschillende zwerfstenen van serpentiniet zien. Uit de foto’s blijkt dat het uiterlijk van deze zwerfstenen sterk varieert. Over de herkomst in Scandinavië valt weinig te zeggen, behalve dat deze serpentiniet-zwerfstenen gevonden zijn in West-Baltische zwerfsteengezelschappen. Het vaste gesteente vormt hoogstwaarschijnlijk op verschillende plaatsen in Zweden kleine voorkomens. Deze zijn tot dusver, op een enkel voorkomen na, niet gevonden. Mocht het moedergesteente in de toekomst gevonden worden, dan is het sterk wisselende uiterlijk en samenstelling van serpentiniet de oorzaak dat zwerfstenen van dit gesteente niet geschikt zijn als gidsgesteente.

Harry Huisman, 2020