Over het gebruik van allerlei soorten natuursteen in de Utrechtse architectuur

Het gebruik van natuursteen in Domstad Utrecht kwam al eerder op Kennislink aan bod. We vervolgen deze ‘hardrocktour’ met magmatisch gesteente, dat in of aan het aardoppervlak is gestold, en metamorf gesteente, dat onder hoge druk en temperatuur diep in de aardkorst is omgezet.

13 maart 2015

Magmatisch gesteente, dat diep in magmakamers of in kraterpijpen van vulkanen is gevormd, is pas sinds het begin van de 19^e eeuw in Nederland in gebruik. Dit gesteente kwam op de markt toen (zwaar) transport over het spoor mogelijk werd. Hierdoor kon natuursteen van grote afstand worden aangevoerd. Vóór die tijd kwam natuursteen vooral met schepen over de rivieren vanuit de Eifel en de Ardennen onze kant op. 19^e-eeuwse voorbeelden van de toepassing van magmatisch gesteente zijn Beiers en Noors graniet.

Fenocrysten (op de foto van het mineraal veldspaat) zijn hele grote kristallen, gevormd door een trage afkoeling in magmakamers en kraterpijpen. — Fenokristen (op de foto van het mineraal veldspaat) zijn hele grote kristallen, gevormd door een trage afkoeling in magmakamers en kraterpijpen.
Wikimedia Commons

Aan het eind van de 20^e eeuw was het opnieuw een trend om natuursteen uit verre oorden te halen. Sinds de laatste vijftig jaar importeren we zelfs uit Azië en Zuid-Amerika. In Utrecht zijn mooie voorbeelden van deze exotisch bouwsteen te zien.

Graniet en basalt

Tot de bekendste voorbeelden van magmatische gesteenten in het moderne straatbeeld behoren graniet en basalt. Graniet – waarvan er vele soorten zijn – is in de diepe ondergrond gestold, meestal in magmakamers van vulkanen. Vandaar de term ‘dieptegesteente’. Omdat het magma op grote diepte heel traag afkoelt, vormen zich relatief grote kristallen.

Graniet, Zadelstraat Utrecht — Graniet komt in vele vormen en kleuren voor. Op deze foto (Zadelstraat, Utrecht) is een witte en rode variant te zien. Kleurverschillen in graniet hangen samen met geringe verschillen in de chemische samenstelling. Veldspaat waarin ijzer-ionen vervangen zijn door calcium-ionen geeft een rode kleur; vervanging van de ijzer-ionen door aluminium-ionen geeft een lichte, gelig tot witte kleur. Ook de aanwezigheid van amfibolen en glimmers (dunsplijtende mineralen die sterk glanzen) zijn bepalend voor de kleurimpressie.
Jack Lanting

Tijdens vulkanische uitbarstingen vindt afkoeling een stuk sneller plaats. Het hete, vloeibare gesteente koelt zo snel door blootstelling aan de atmosfeer. Vulkanisch gesteente – ofwel uitvloeiingsgesteente – is daarom fijnkorreliger dan gesteente uit magma dat binnen in de aarde is afgekoeld. Door deze snelle afkoeling ontstaat er soms zelfs een glasachtige substantie waar helemaal geen kristalletjes zichtbaar in zijn. Basalt is zo’n voorbeeld van dit fijnkorrelige ‘uitvloeiingsgesteente’.

Straatpaaltjes

De bekende basaltzuiltjes zijn in Nederland vanwege hun min of meer zeshoekige vorm (zodat ze mooi in elkaar passen) eeuwenlang ter versteviging van onze dijken gebruikt. Maar ze zijn ook populair als straatmeubilair, om te voorkomen dat autoverkeer het voetgangersgebied kan inrijden. Steeds vaker vervangt de gemeente de paaltjes van basalt tegenwoordig door betonnen versies.

Basaltzuiltjes in Utrecht — In Utrecht vinden we zuiltjes van basalt in het centrum, tussen de Mariastraat en de Mariaplaats en waar Achter de Dom overgaat in de Nieuwe Gracht. Deze zuiltjes zijn afkomstig uit de Eifel, het Siebengebirge en het Westerwald in Duitsland. Ze zijn er miljoenen jaren geleden gevormd tijdens vulkanische perioden. De vloeibare lava stolde, en door krimpscheuren in verticale richting in de lavastroom werden fraaie zeskantige zuilen gevormd.
Jack Lanting

Kraamkamers in de onderwereld

In de Utrechtse bouw worden nog veel meer magmatische gesteenten toegepast, zoals het donkere picriet dat net als basalt een uitvloeiingsgesteente is, maar met meer olivijn dan basalt. Populaire soorten die in vulkanische gangen en magmakamers ontstaan zijn larvikiet, gabbro en dioriet. Magmatische gesteenten worden niet alleen onderverdeeld naar locatie waar zij zijn gestold (diep in of aan het oppervlak van de aarde), maar (vooral) ook naar de samenstelling van de magma op grond van de hoeveelheid SiO₂ (zie bijvoorbeeld deze tabel).

Dioriet in gevel — Platen van dioriet zijn populair in gevels. Dioriet is een dieptegesteente en ontstaat in een magmakamer, en wordt daarom ook wel een plutonisch gesteente genoemd, naar de Romeinse god van de onderwereld, Pluto.
Jack Lanting

‘Gebakken’ klei

Ook metamorf gesteente, dat diep in de aardkorst onder hoge temperatuur en druk is gevormd, is door de mooie structuren en kleuren populair als bouwsteen. Het zijn sedimentaire of magmatische gesteenten die hun weg tot diep in de aardkorst vinden, en daar worden omgezet. Dit gebeurt vaak langs continentale platen, omdat daar de zware oceanische aardplaat onder de lichtere continentale plaat duikt. Dergelijke subductiezones liggen in Europa langs de Middellandse Zeekust, waar de Afrikaanse plaat onder de Euraziatische plaat schuift.

Als gevolg van de hoge temperatuur en druk op grote diepte kunnen mineralen opnieuw kristalliseren (rekristalliseren). Zo zal een kleiïg gesteente onder hoge druk via schalie (kleisteen), leisteen, phylliet, schist naar gneis worden omgezet.

Stengelgneis, Zadelstraat — Een gneis waar de inwendige krachten van de aarde goed zichtbaar zijn, is deze Stengelgneis (Zadelstraat, Utrecht). De sterk uitgetrokken kristallen van veldspaat liggen hier in verticale richting in de pui.
Jack Lanting

De steen van Michelangelo

Ook marmer is een metamorf gesteente dat onder hoge druk en temperatuur is gevormd, niet uit klei, maar uit kalksteen. De wereldberoemde beeldhouwwerken van de Italiaanse kunstenaar Michelangelo zijn uit sneeuwwit Carrara-marmer gehouwen. Behalve in Italië komt het ook voor op het Griekse eiland Naxos en in Portugal.

Bij een nog hogere graad van metamorfose (een combinatie van hogere druk én temperatuur) ontstaat migmatiet, een geband, korrelig gesteente. Het is gevormd in de geplooide kernen van oude gebergten. Het woord migmatiet is een samenstelling van ‘mixed’ en ‘magma’. De lichtere banden bestaan hoofdzakelijk uit kwarts en veldspaat met daartussen banden van donkere, ijzer- en magnesiumhoudende fijnkorrelige mineralen.

De onregelmatige, ‘rommelige’ plooivormen komen voor in individuele ‘lagen’ en noemen we ptygmatisch. Ze ontstaan onder omstandigheden die we het beste kunnen omschrijven als plastische deformatie.

Hydrothermaal geweld

Mineralen kunnen ook omgezet worden onder invloed van water. Dergelijke hydrothermale reacties zijn opgetreden bij de vorming van serpentiniet, een vezelig gesteente ontstaan uit gabbro’s, peridotieten of basalten. Fossiele oceaanbodems die uit dit gesteente waren opgebouwd zijn ooit in subductiezones diep in de aarde verdwenen, waarbij serpentiniet is gevormd. Het komt onder meer voor in Italië, op Cyprus, en in Oman en Syrië, maar ook dit gesteente kunnen we in Utrecht van dichtbij aanschouwen.