NGV-Geonieuws 146 artikel 907

NGV-Geonieuws: elektronisch geologisch tijdschrift


15 Maart 2008, jaargang 10 nr. 3 artikel 907

Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon
Geologisch Instituut, Adam Mickiewicz Universiteit, Poznan (Polen)

Dit artikel is onderdeel van NGV-Geonieuws uitgave 146! Op de huidige pagina is alleen artikel 907 te lezen.

<< Vorig artikel: 906 | Volgend artikel: 908 >>

907 Ontstaan van spectaculaire dendrieten van calciet
Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon

Klik hier voor alle artikelen over Mineralen ! Klik hier voor alle artikelen over Sedimentologie !     Klik hier om dit artikel af te drukken !

Wanneer geoloten het over dendrieten hebben, dan gaat het eigenlijk altijd over de chemische concentraties van mangaan- en ijzeroxyden in de vorm van zich steeds verder vertakkende, op boompjes of mos lijkende figuren, die vooral op het splijtvlak van goed gelaagde kalksteen zijn aan te treffen. Het was professor Van Straaten die al enkele tientallen jaren geleden een verklaring gaf voor dat fenomeen: ze groeien niet steeds verder uit (zoals tot dan algemeen werd aangenomen), maar ze ontstaan doordat om een of andere reden via een 'rivierstelsel’ de mangaan- en ijzerionen aan het gesteente worden onttrokken, waardoor de concentratie tenslotte zo hoog wordt dat er een chemisch neerslag ontstaat. Doordat die dendrieten niet uitgroeien maar ontstaan door terugtrekking van ionen, is ook verklaarbaar waarom die 'klassieke’ dendrieten nooit over elkaar heen liggen.


De calcietdendrieten zoals ze in het veld zichtbaar zijn
op verschillende plaatsen en in uiteenlopende doorsneden

Er zijn echter ook dendrietvormige kristallen die wél door aangroei ontstaan. Dergelijke kristallen zijn nu ongeveer een halve eeuw bekend, maar ze zijn zeldzaam. Ze komen zelfs helemaal niet voor in een Atlas van kristalvormen die in 1913 werd gepubliceerd en die maar liefst 2544 illustraties van calcietkristallen bevat. Dat deze calcietdendrieten ontstaan door voortgaande kristallisatie, wordt algemeen erkend; over de precieze omstandigheden waaronder dat gebeurt (sterke oververzadiging van water met de juiste ionen, temperatuur, minerale onzuiverheden in het substraat, organische verontreinigingen of bacteriële processen) bestaan echter sterk uiteenlopende inzichten. Onderzoek van dergelijke dendrieten in een Holocene travertijn die zich heeft gevormd in een grot in de omgeving van Clinton (Brits Columbia, Canada), geeft nu een duidelijke verklaring voor hun ontstaan.


Zo zien de calcietdendrieten er onder de microscoop uit

De onderzochte dendrieten zijn spectaculair: ze vormen banden van kristallen die tot 4 cm groot zijn. In tegenstelling tot de 'klassieke’ dendrieten die in essentie 2-dimensionaal zijn, zijn de calcietdendrieten uit de grot bij Clinton 3-dimensionaal. De dendrietbanden vormen de uiteinden van terrassen in travertijn (zulke terrassen zijn nu een toeristische attractie bij Pukkumala in Turkije). De dendrieten, die met hun lange as loodrecht op de terraswanden staan, vertonen vertakkingen van diverse ordes (d.w.z. dat een vertakking zich vertakt, etc.). Iedere tak is opgebouwd uit 'wybertjes’, vier- en zeszijdige bipyramidale kristallen of hexagonale prisma's, die volgens een duidelijk kristallografisch concept geordend liggen. Elke 'tak’ bestaat overigens uitsluitend uit één van deze typen, maar de direct naastliggende 'takken’ kunnen heel goed uit een ander type bestaan.

Uit de travertijn kan worden opgemaakt dat water dat sterk oververzadigd was door de snelle ontsnapping van CO2 uit de waterbron, turbulent over de terrasranden omlaag stroomde. Daarbij zijn waarschijnlijk de dendrieten uitgekristalliseerd. Groeilijnen in de kristallen geven aan dat dit in fasen moet zijn gebeurd, afgewisseld met fasen waarin de kristallen niet aangroeiden. De groeilijnen geven twee soorten cycli aan: bij het ene type is waarschijnlijk sprake van seizoengebonden jaarcycli, terwijl bij het andere type onregelmatigheden in de wateraanvoer of stroomsnelheid de afwisselingen in chemische neerslag hebben geleid.


Met de scanning-electron microscoop is goed de 'hoofdnerf' met talrijke zijnerven te onderscheiden

De zo gevormde dendrieten moeten vervolgens tijdens vroege diagenese een verandering hebben ondergaan, waarbij bestaande kristalvlakken werden vergroot, de diverse kristallen aan elkaar werden gecementeerd door trigonale prisma's of naaldvormige kristallen, microorganismen plaatselijk delen van de kristallen oplosten, en/of door het water geërodeerde calcietkristallen als klastische deeltjes in de waterstroom werden afgezet. Veel van deze processen speelden zich waarschijnlijk af in de perioden dat de dendrieten tijdelijk niet verder aangroeiden.

Deze ontstaanswijze heeft overigens geen algemene geldigheid voor calcietdendrieten. De eerder bekende calcietdendrieten uit Nieuw-Zeeland, de grote Afrikaanse Slenk en IJsland hebben namelijk heel andere vormen. Dat betekent dat er naast de oververzadiging, die ook op die andere locaties ongetwijfeld een rol heeft gespeeld, een of meer vooralsnog onbekende factoren een rol moeten spelen die bepalen hoe de uiteindelijke vorm van de dendrieten wordt.

Referenties:
  • Jones, B. & Renaut, R.W., 2008. Cyclic development of large, complex, calcite dendrite crystals in the Clinton travertine, Interior British Columbia, Canada. Sedimentary Geology 203, p. 17-35.

Foto's: uit het besproken artikel.


Copyright © NGV 1999-2017
webmaster@geologischevereniging.nl