Vulkanische gesteenten en materialen: basalt, puimsteen, obsidiaan en tufsteen

Hoe vulkanisch gesteente ontstaat

Elk vulkanisch gesteente begint als magma. Wat ervan wordt, hangt af van drie dingen: de chemische samenstelling (vooral het silicagehalte), hoe snel het afkoelt en hoe het de vulkaan verlaat — als stromende lava of als brokstukken die bij een explosie worden weggeblazen.

Gesteenten die aan het oppervlak stollen, heten extrusieve (of vulkanische) stollingsgesteenten. Omdat ze snel afkoelen, zijn hun kristallen piepklein of ontbreken ze helemaal. Magma dat langzaam onder de grond afkoelt, vormt intrusieve gesteenten met grote, zichtbare kristallen: graniet is de langzaam afgekoelde ‘tweelingbroer’ van rhyoliet, gabbro die van basalt. Alles wat door vulkanische processen is gevormd, noemen geologen vulkanogeen.

De silicaladder

Silica (SiO₂) bepaalt hoe stroperig magma is en daarmee hoe een vulkaan zich gedraagt (zie Vulkanologie 101). Vulkanische gesteenten worden grotendeels benoemd naar hun plaats op deze ladder:

De percentages zijn benaderde grenzen uit de internationaal gebruikte TAS-classificatie (totaal alkali tegen silica); in de praktijk wordt een gesteente benoemd op basis van een chemische analyse, niet op het oog.

Lavagesteenten: van basalt tot rhyoliet

Basalt

Basalt is het meest voorkomende gesteente aan het aardoppervlak: de hele oceaanbodem bestaat eruit, net als IJsland, Hawaï en enorme ‘vloedbasalten’ zoals de Deccan Traps in India. Het is donker en zwaar en vloeit uit als dunne lava van ongeveer 1.100–1.200 °C. Als dikke basaltstromen langzaam afkoelen, kunnen ze in zeshoekige zuilen breken, zoals bij de Giant’s Causeway (Noord-Ierland).

Andesiet en daciet

Andesiet is genoemd naar de Andes en is hét gesteente van stratovulkanen boven subductiezones. Daciet bevat meer silica en is stroperiger; het stapelt zich vaak op tot lavakoepels die kunnen instorten tot dodelijke pyroclastische stromen.

Rhyoliet

Rhyolietmagma is zo stroperig dat het zelden ver stroomt. Meestal barst het explosief uit; de grootste bekende uitbarstingen — de calderavormende uitbarstingen van Yellowstone en die van Toba, ongeveer 74.000 jaar geleden — waren rhyolitisch.

Glas- en schuimgesteenten

• Obsidiaan — natuurlijk vulkanisch glas dat ontstaat wanneer silicarijke lava te snel afkoelt om kristallen te vormen. Het breekt met vlijmscherpe randen en werd duizenden jaren verhandeld voor messen en pijlpunten.
• Puimsteen — schuimig glas vol gasbelletjes, gevormd wanneer gasrijk magma explosief uitzet. Veel puimsteen drijft; ‘puimsteenvlotten’ van onderzeese uitbarstingen kunnen maandenlang over oceanen drijven.
• Slakken (scoria) — donkere, blazige brokken basaltische of andesitische lava. Zwaarder dan puimsteen, ze drijven niet en bouwen slakkenkegels op.

Pyroclastisch gesteente: as, tufsteen en ignimbriet

Bij explosieve uitbarstingen spat magma uiteen in brokstukken die samen tefra heten, ingedeeld naar grootte: as (<2 mm), lapilli (2–64 mm) en blokken en bommen (>64 mm). Een vulkanische bom is een klodder lava die in de lucht deels stolt en vaak een gestroomlijnde vorm of een gebarsten ‘broodkorst’-oppervlak krijgt.

• Tufsteen (tuf) — gesteente van samengeperste vulkanische as: zacht genoeg om te bewerken, maar duurzaam.
• Ignimbriet — de afzetting van een grote pyroclastische stroom, vaak door de eigen hitte aaneengekit (‘gelast’). Supererupties laten ignimbrietdekens van duizenden vierkante kilometers achter.
• Vulkanische breccie en agglomeraat — grove gesteenten van hoekige of afgeronde vulkanische brokken in een fijnere matrix.

Lavavormen en structuren

• Pahoehoe — gladde, touwachtige basaltlava; aa-lava — ruwe, brokkelige basaltlava. Beide namen komen uit het Hawaïaans.
• Kussenlava — ronde ‘kussens’ die ontstaan wanneer lava onder water uitvloeit; door de mid-oceanische ruggen de meest voorkomende lavavorm op aarde.
• Zuilvorming — regelmatige zuilen die ontstaan doordat dikke lava bij het afkoelen krimpt.
• Blaasholten — gaatjes van gasbellen, soms later opgevuld met mineralen zoals zeolieten of agaat.

Vulkanisch gesteente in Nederland en België

Nederland en België hebben geen actieve vulkanen, maar vulkanisch gesteente kom je er overal tegen:

• Dijken en kades: basaltblokken en -zuilen worden al sinds de 19e eeuw gebruikt als bekleding van dijken en golfbrekers. Het basalt werd vooral uit Duitsland aangevoerd, onder meer uit de Eifel en het Westerwald.
• Kerken: veel romaanse kerken in Nederland zijn (deels) gebouwd van tufsteen uit de Duitse Eifel, die via de Rijn werd aangevoerd.
• Bouwmaterialen: Romeins beton dankte zijn duurzaamheid mede aan vulkanische as (pozzolaan) uit de Golf van Napels; puimsteen wordt nog steeds gebruikt in lichtgewicht beton en als schuurmiddel.
• Vruchtbare grond: verweerde vulkanische as levert enkele van de vruchtbaarste bodems ter wereld — een reden waarom zoveel mensen vlak bij vulkanen wonen, op Java, in Italië en in Midden-Amerika.
• Ertsen: vulkanogene massieve sulfide-afzettingen, gevormd door hete bronnen op oude zeebodems, zijn belangrijke bronnen van koper en zink.