Wat is zandsteen?

Zandsteen, simpel gezegd, is zand dat tot steen is gecementeerd - dit is gemakkelijk te zien door alleen maar naar een exemplaar te kijken. Maar buiten die eenvoudige definitie ligt een interessante samenstelling van sediment, matrix en cement die (met onderzoek) veel waardevolle geologische informatie kan onthullen.

Zandsteen Basics

Zandsteen is een soort gesteente gemaakt van sediment - een sedimentair gesteente. De sedimentdeeltjes zijn klasten, of stukjes, mineralen en fragmenten van gesteente, dus zandsteen is een clastic sedimentair gesteente. Het bestaat voornamelijk uit zanddeeltjes, die van gemiddelde grootte zijn; daarom is zandsteen een middellangkorrelige sedimentair gesteente. Meer precies, zand is tussen 1/16 millimeter en 2 mm groot (slib is fijner en grind is grover). De zandkorrels die make-upzandsteen worden genoemd, worden toepasselijk kaderkorrels genoemd.

Zandsteen kan fijner en grover materiaal bevatten en nog steeds zandsteen worden genoemd, maar als het meer dan 30 procent korrels van grind, keien of keien bevat, wordt het in plaats daarvan geclassificeerd als conglomeraat of breccia (samen worden dit rudieten genoemd).

Zandsteen bevat twee verschillende soorten materiaal naast de sedimentdeeltjes: matrix en cement. Matrix is ​​het fijnkorrelige spul (slib- en kleimaat) dat samen met het zand in het sediment zat, terwijl cement het mineraal materiaal is, dat later wordt geïntroduceerd, dat het sediment in rots bindt.

Zandsteen met veel matrix wordt slecht gesorteerd genoemd. Als matrix meer dan 10 procent van de rots uitmaakt, wordt dit een wacke ("wacky") genoemd. Een goed gesorteerde zandsteen (kleine matrix) met weinig cement wordt een areniet genoemd. Een andere manier om ernaar te kijken is dat Wacke vuil is en arenite schoon is.

Het zal je opvallen dat in deze discussie geen enkele specifieke mineralen worden genoemd, alleen een bepaalde deeltjesgrootte. Maar in feite vormen mineralen een belangrijk onderdeel van het geologische verhaal van zandsteen.

Mineralen van zandsteen

Zandsteen wordt formeel strikt bepaald door deeltjesgrootte, maar rotsen gemaakt van carbonaatmineralen komen niet in aanmerking als zandsteen. Carbonaatrotsen worden kalksteen genoemd en krijgen een heel aparte classificatie, dus zandsteen betekent echt een silicaatrijk gesteente. (Een middelgroot korrelig carbonaatgesteente of 'kalksteenzandsteen' wordt calcareniet genoemd.) Deze indeling is logisch omdat kalksteen wordt gemaakt in schoon oceaanwater, terwijl silicaatrotsen worden gemaakt van sediment dat van de continenten is geërodeerd..

Ouder continentaal sediment bestaat uit een handvol oppervlaktemineralen en zandsteen is daarom meestal bijna allemaal kwarts. Andere mineralen-klei, hematiet, ilmeniet, veldspaat, amfibool en mica- en kleine rotsfragmenten (lithics) evenals organische koolstof (bitumen) voegen kleur en karakter toe aan de clastic fractie of de matrix. Een zandsteen met minstens 25 procent veldspaat wordt arkose genoemd. Een zandsteen gemaakt van vulkanische deeltjes wordt tuff genoemd.

Het cement in zandsteen is meestal een van de drie materialen: silica (chemisch hetzelfde als kwarts), calciumcarbonaat of ijzeroxide. Deze kunnen de matrix infiltreren en aan elkaar binden, of ze kunnen de ruimtes vullen waar er geen matrix is.

Afhankelijk van de mix van matrix en cement, kan zandsteen een breed kleurbereik hebben van bijna wit tot bijna zwart, met grijs, bruin, rood, roze en buff tussen.

Hoe zandsteen wordt gevormd

Zandsteen vormt zich waar zand wordt neergelegd en begraven. Meestal gebeurt dit offshore uit rivierdelta's, maar woestijnduinen en stranden kunnen ook zandsteenbedden achterlaten in het geologische record. De beroemde rode rotsen van de Grand Canyon, bijvoorbeeld, vormden zich in een woestijnachtige omgeving. Fossielen kunnen worden gevonden in zandsteen, hoewel de energieke omgevingen waar zandbedden worden gevormd niet altijd de voorkeur geven aan behoud.

Nationaal park Grand Canyon. Dean Fikar / Getty Images 

Wanneer zand diep wordt begraven, zorgen de begraafdruk en iets hogere temperaturen ervoor dat mineralen oplossen of vervormen en mobiel worden. De korrels worden nauwer met elkaar verbonden en de sedimenten worden in een kleiner volume geperst. Dit is de tijd waarin cementerend materiaal in het sediment terechtkomt, daarheen gedragen door vloeistoffen geladen met opgeloste mineralen. Oxiderende omstandigheden leiden tot rode kleuren van ijzeroxiden, terwijl reducerende omstandigheden leiden tot donkerdere en grijzere kleuren.

Wat zandsteen zegt

De zandkorrels in zandsteen geven informatie over het verleden:

• De aanwezigheid van veldspaat en lithische korrels betekent dat het sediment dicht bij de bergen ligt waar het is ontstaan.
• Gedetailleerde studies van zandsteen geven inzicht in de herkomst ervan - het soort landschap dat het zand produceerde.
• De mate waarin de korrels zijn afgerond, is een teken van hoe ver ze zijn getransporteerd.
• Een mat oppervlak is over het algemeen een teken dat zand door de wind is getransporteerd, wat op zijn beurt een zandachtige woestijnomgeving betekent.