Home Sedimentair gesteente Klastische sedimentaire gesteenten Zandsteen

Zandsteen

Zandsteen is een sedimentair gesteente voornamelijk samengesteld uit minerale deeltjes ter grootte van een zand of gesteentefragmenten. Het is een veel voorkomend gesteentetype dat over de hele wereld wordt aangetroffen en zich vaak vormt in gebieden met veel zandophoping, zoals in woestijnen, rivierbeddingen of kustgebieden.

De minerale samenstelling van zandsteen kan sterk variëren, maar is gebruikelijk mineralen omvatten kwarts, veldspaat, small en kleimineralen. De kleur van zandsteen kan ook sterk variëren, afhankelijk van de minerale samenstelling en onzuiverheden, variërend van wit of lichtgrijs tot rood, bruin of zelfs groen.

Zandsteen is doorgaans een goed gecementeerd gesteente, wat betekent dat de zandkorrels bij elkaar worden gehouden door een soort mineraal cement, zoals silica, calciumcarbonaat of ijzer oxyde. De mate van cementering kan variëren, en dit kan de sterkte en duurzaamheid van het gesteente beïnvloeden. Zandsteen kan poreus zijn, waardoor het vloeistoffen, zoals water of olie, kan vasthouden en doorgeven. Deze eigenschap maakt het tot een belangrijk reservoirgesteente in de natuur. petroleum industrie.

Quartz-dragende zandsteen kan worden veranderd in kwartsiet door metamorfose, meestal gerelateerd aan tektonische compressie binnen orogene gordels.

textuur: Klastisch (alleen waarneembaar met een microscoop).

Korrelgrootte: 0.06 – 2 mm; klasten zichtbaar voor het blote oog, vaak identificeerbaar.

Hardheid: Variabel, zacht tot hard, afhankelijk van de klasse- en cementsamenstelling.

Kleur: Variabel via grijs, geel, rood tot wit, wat de variatie in mineraalgehalte en cement weerspiegelt.

Klasten: overwegend kwarts en veldspaat ( orthoklaas, plagioklaas) met lithische klasten en variërende kleine hoeveelheden andere mineralen.

Andere kenmerken: Zanderig bij aanraking (zoals schuurpapier).

mineralen: Quartz or veldspaat (beide silicaten)

Zandsteen samenstelling

Chemische samenstelling van zandsteen, meestal kwartsraamwerkkorrels, zijn het dominante mineraal in klastiek sedimentair gesteente. Omdat ze uitzonderlijke fysische eigenschappen hebben, zoals hardheid en chemische stabiliteit. De fysieke eigenschappen van deze kwartskorrels overleven meerdere recyclinggebeurtenissen en zorgen er ook voor dat de korrels een zekere mate van ronding kunnen vertonen. Kwartskorrels evolueren uit plutonische gesteenten, die van felsische oorsprong zijn, en ook uit oudere zandstenen die zijn gerecycled. Het op één na meest voorkomende mineraal zijn veldspaatachtige raamwerkkorrels.

Veldspaat kan in twee onderverdelingen worden gescheiden. Het zijn alkalische veldspaat en plagioklaas veldspaat. Veldspaatmineralen worden onderscheiden onder een petrografische microscoop.

Alkaliveldspaat is een groep mineralen waarbij de chemische samenstelling van het mineraal kan variëren van KAlSi3O8 tot NaAlSi3O8, dit vertegenwoordigt een complete vaste oplossing.

Plagioklaas veldspaat is een complexe groep vaste oplossingsmineralen die in samenstelling variëren van NaAlSi3O8 tot CaAl2Si2O8.

Microfoto van een vulkanische zandkorrel; bovenste afbeelding is vlakgepolariseerd licht, onderste afbeelding is kruisgepolariseerd licht, schaalverdeling links in het midden is 0.25 millimeter. Dit type graan zou een hoofdbestanddeel zijn van lithische zandsteen.

Lithische raamwerkkorrels zijn stukken oud brongesteente die nog moeten worden verweerd tot individuele minerale korrels, lithische fragmenten of klasten genoemd. Lithische fragmenten kunnen elk fijnkorrelig of grofkorrelig stollingsgesteente, metamorf gesteente of sedimentair gesteente zijn, hoewel de meest voorkomende lithische fragmenten gevonden in sedimentair gesteente rotsen zijn klassen van vulkanisch gesteente.

Hulpmineralen zijn een klein percentage van het graan in zandsteen. Veel voorkomende hulpmineralen zijn mica's (Moskoviet en biotiet), olivijn, pyroxeen en korund. Veel van deze hulpkorrels hebben een grotere dichtheid dan silicaatmineralen in de rotsen. Deze zware mineralen zorgen voor een grotere duurzaamheid verwering en kan worden gebruikt als indicator voor de rijpheid van zandsteen via de ZTR-index.

Gemeenschappelijke zware mineralen omvatten zirkonium, toermalijn, rutiel (vandaar ZTR), granaat, magnetietof andere dichte, resistente mineralen afgeleid van het brongesteente.

Matrix

Matrix is ​​aanwezig in de gebroken poriënruimte tussen de raamwerkkorrels. Deze poriënruimte kan in twee klassen worden onderverdeeld. Het zijn Arenieten en Wackes. Arenieten zijn textuurschone zandstenen die vrij zijn van of zeer weinig matrix hebben. Wackes zijn textuurvervuilde zandstenen met een aanzienlijke hoeveelheid matrix.

Cement

Cement bindt de siliciclastische raamwerkkorrels aan elkaar. Cement is een secundaire afzettingsmineraal na het begraven van zandsteen. Deze cementeermaterialen kunnen silicaatmineralen of niet-silicaatmineralen zijn, zoals calciet. Silicacement kan bestaan ​​uit kwarts of opaal mineralen. Calcietcement is het meest voorkomende carbonaatcement. Calcietcement is een assortiment kleinere calcietkristallen. Andere mineralen die als cement fungeren zijn onder meer: hematite, limonite, veldspaat, anhydriet, gips, bariet, kleimineralen, en zeoliet mineralen.

Soorten zandsteen

Zandsteen is een sedimentair gesteente dat bestaat uit zandkorrels van mineraal, gesteente of organisch materiaal. De samenstelling, textuur en kleur van zandsteen kunnen sterk variëren, wat leidt tot de classificatie van verschillende soorten zandsteen op basis van deze kenmerken. Hier zijn enkele veel voorkomende soorten zandsteen:

  1. Kwartszandsteen: Dit type zandsteen bestaat voornamelijk uit kwartskorrels. Het is vaak wit, grijs of lichtgekleurd vanwege de dominantie van kwarts.
  2. Arkosë: Arkose is een zandsteensoort die naast kwarts en andere mineralen ook een aanzienlijke hoeveelheid veldspaat bevat. De aanwezigheid van veldspaat geeft arkose een roze of roodachtige kleur.
  3. Grauwacke: Greywacke is een soort zandsteen die een mix van kwarts, veldspaat en rotsfragmenten bevat. Het heeft vaak een donkergrijze of groenachtige kleur.
  4. Veldspaatzandsteen: Zoals de naam al doet vermoeden bevat deze zandsteen een hoog percentage veldspaat, waardoor het een onderscheidend uiterlijk krijgt. De kleur kan variëren van licht tot donker, afhankelijk van de minerale samenstelling.
  5. Areniet: Areniet is een term die wordt gebruikt voor zandsteen met een hoog percentage kwartskorrels. Het is vaak goed gesorteerd, waardoor de korrelgroottes redelijk uniform zijn.
  6. Wacke: Wacke is een soort zandsteen die een mengsel van kwarts, veldspaat en kleimineralen bevat. Het is vaak slecht gesorteerd, met verschillende korrelgroottes.
  7. Zandsteen met kruisbedden: Cross-bedding is een sedimentaire structuur waarbij de sedimentlagen hellen ten opzichte van het horizontale bodemvlak. Zandsteen met kruisbeddingen ontstaat vaak in omgevingen met stromend water, zoals rivieren of duinen.
  8. Olie zandsteen: Sommige zandstenen zijn belangrijke reservoirgesteenten voor olie en aardgas. Ze hebben de porositeit en permeabiliteit die nodig zijn voor de opslag en stroom van koolwaterstoffen.
  9. Rode zandsteen: Zandsteen kan een roodachtige tint krijgen door de aanwezigheid van ijzeroxide (roest). De kleur kan variëren van lichtroze tot dieprood.
  10. Coconino-zandsteen: Dit is een bekende zandsteensoort die in de Verenigde Staten wordt aangetroffen, vooral in de Verenigde Staten Grand Canyon. Het wordt vaak gekenmerkt door zijn kruisbedding en wordt verondersteld te zijn gevormd in oude zandduinomgevingen.

Deze soorten zandsteen kunnen variëren in hardheid, porositeit en andere fysieke eigenschappen, waardoor ze geschikt zijn voor verschillende toepassingen, waaronder de bouw, architectuur en kunst.

Depositieomgevingen en sedimentbronnen voor zandsteenvorming

Zandsteen kan zich in verschillende afzettingsomgevingen vormen, afhankelijk van de sedimentbron en de betrokken transportmechanismen. Enkele veel voorkomende omgevingen waar zandsteen wordt afgezet zijn onder meer:

  1. Fluviaal: Zandsteen afgezet in rivieren of beken wordt fluviale zandsteen genoemd. Deze rotsen hebben doorgaans een goed gesorteerde textuur en bevatten kwarts als het dominante mineraal. De zandkorrels zijn meestal rond of onderrond en het sediment kan ook slib en klei bevatten. Fluviatiele zandsteen kan verder worden geclassificeerd op basis van de grootte en vorm van de sedimentkorrels en de mate van sortering en ronding.
  2. Eolisch: Zandsteen gevormd uit door de wind geblazen sedimenten wordt eolische zandsteen genoemd. Deze rotsen zijn doorgaans goed gesorteerd, met ronde of hoekige kwartskorrels en andere mineralen. De sedimenten liggen vaak kruislings in elkaar, wat de richting van het windtransport weerspiegelt. Eolische zandsteen kan ook wat slib en klei bevatten, maar doorgaans minder dan rivierzandsteen.
  3. Marine: Zandsteen afgezet in mariene omgevingen wordt mariene zandsteen genoemd. Deze rotsen kunnen zich in verschillende omgevingen vormen, waaronder stranden, ondiepe mariene omgevingen en diepzeeomgevingen. Zeezandsteen is doorgaans goed gesorteerd en bestaat uit kwarts en andere mineralen, waaronder veldspaat en lithische fragmenten. De sedimenten kunnen ook schelpen en ander zeemateriaal bevatten fossielen, en kan kruisbedding en andere sedimentaire structuren vertonen.
  4. Deltaïsche: Zandsteen gevormd in deltaïsche omgevingen wordt deltaïsche zandsteen genoemd. Deze rotsen hebben doorgaans een slecht gesorteerde textuur en bevatten een mix van sedimentkorrelgroottes, waaronder zand, slib en klei. De zandkorrels kunnen rond of hoekig zijn en kunnen een verscheidenheid aan mineralen bevatten, waaronder kwarts, veldspaat en lithische fragmenten. Deltaïsche zandsteen kan ook kruisbedding en andere sedimentaire structuren vertonen.
  5. Andere omgevingen: Zandsteen kan zich ook in andere omgevingen vormen, zoals alluviale waaiers, woestijnen en gletsjers. Deze gesteenten kunnen unieke kenmerken hebben, afhankelijk van de sedimentbron en de betrokken transportmechanismen.

Zandsteenformatie

De vorming van de zandstenen bestaat uit gecementeerde korrels die ofwel fragmenten kunnen zijn van een reeds bestaand gesteente, ofwel mono-minerale kristallen. De cementen die deze korrels aan elkaar binden, zijn doorgaans calciet, klei en silica. Korrelgroottes in zand worden (in de geologie) gedefinieerd binnen het bereik van 0.0625 mm tot 2 mm (0.0025–0.08 inch). Klei en sedimenten met kleinere korrelgroottes die niet zichtbaar zijn met het blote oog, inclusief siltstenen en schalies, worden doorgaans kleiachtige sedimenten genoemd; rotsen met grotere korrelgroottes, inclusief breccia's en conglomeraten, worden ruwachtige sedimenten genoemd. De meest voorkomende cementeermaterialen zijn silica en calciumcarbonaat, die vaak worden verkregen door oplossing of uit wijziging van het zand nadat het begraven was. De kleuren zijn meestal bruin of geel (van een mengsel van helder kwarts met donker amber veldspaatgehalte van het zand). De omgeving waarin het wordt afgezet, is van cruciaal belang bij het bepalen van de kenmerken van de resulterende zandsteen, die, in meer detail, de korrelgrootte, sortering en samenstelling omvatten en, in meer algemene details, de gesteentegeometrie en sedimentaire structuren omvatten. De belangrijkste afzettingsomgevingen kunnen worden opgesplitst tussen terrestrische en mariene omgevingen, zoals geïllustreerd door de volgende brede groepen:

Terrestrische omgevingen

  • Rivieren (dijken, puntstaven, kanaalzanden)
  • Alluviale waaiers
  • Glaciale uitwas
  • Meren
  • Woestijnen (zandduinen en ergs)

Mariene omgevingen

  • delta
  • Strand en kustzand
  • Getijdenvlaktes
  • Offshore bars en zandgolven
  • Storm deposito's (stormen)
  • Turbidieten (onderzeese kanalen en ventilatoren)

Petrografische analysetechnieken voor zandsteen

Petrografische analysetechnieken worden gebruikt om de mineralogie, textuur en structuur van zandsteenmonsters. Enkele van de meest gebruikte technieken voor petrografische analyse van zandsteen zijn onder meer:

  1. Dunne-sectie-analyse: hierbij wordt een dun plakje van het zandsteenmonster gesneden en op een glasplaatje geplaatst voor microscopisch onderzoek. Analyse van dunne secties kan informatie verschaffen over korrelgrootte, sortering, vorm, mineralogie en sedimentaire structuren.
  2. Röntgendiffractie (XRD): XRD is een techniek die wordt gebruikt om de mineralogische samenstelling van zandsteenmonsters te identificeren. Bij deze methode wordt een monster gebombardeerd met röntgenstralen, die vervolgens worden afgebogen door de mineralen die in het monster aanwezig zijn. Het diffractiepatroon kan worden gebruikt om de mineralen in het monster te identificeren.
  3. Rasterelektronenmicroscopie (SEM): SEM is een techniek die wordt gebruikt om beelden met hoge resolutie te verkrijgen van het oppervlak van zandsteenmonsters. De methode omvat het scannen van het monster met een elektronenbundel, die in wisselwerking staat met het oppervlak van het monster en een beeld produceert. SEM kan worden gebruikt om de oppervlaktetextuur van zandsteenmonsters en de vorm en grootte van individuele korrels te onderzoeken.
  4. Kathodoluminescentie (CL): CL is een techniek die wordt gebruikt om de luminescentie-eigenschappen van mineralen in zandsteenmonsters te bestuderen. Bij deze methode wordt het monster gebombardeerd met elektronen, die de in het monster aanwezige mineralen prikkelen en ervoor zorgen dat ze licht uitstralen. CL kan worden gebruikt om de mineralogie van zandsteenmonsters te identificeren en om de diagenetische geschiedenis van de rotsen te bestuderen.
  5. Korrelgrootteanalyse: hierbij worden zandsteenmonsters in fracties van verschillende grootte gezeefd en het percentage van elke fractie gemeten. Korrelgrootteanalyse kan informatie verschaffen over de textuur en sortering van het zandsteenmonster.
  6. Chemische analyse: Chemische analyse van zandsteenmonsters kan informatie verschaffen over de elementaire samenstelling van de rotsen. Röntgenfluorescentie (XRF) is een veelgebruikte techniek die wordt gebruikt voor de chemische analyse van zandsteenmonsters.

Deze petrografische analysetechnieken zijn belangrijk voor het begrijpen van de sedimentaire geschiedenis en de afzettingsomgeving van zandsteenmonsters, evenals voor het identificeren van hun potentiële gebruik als reservoirgesteenten in de aardolie-industrie.

Gebruik en toepassingen

Zandsteen wordt al duizenden jaren in de bouw en architectuur gebruikt vanwege zijn duurzaamheid, sterkte en esthetische aantrekkingskracht. Enkele veel voorkomende toepassingen van zandsteen zijn:

  1. Gevels en bekleding van gebouwen: Zandsteen wordt vaak gebruikt voor gevels en bekleding van gebouwen vanwege zijn natuurlijke schoonheid en duurzaamheid. Het wordt vaak gebruikt voor overheidsgebouwen, musea en andere belangrijke bouwwerken.
  2. Bestrating en vloerbedekking: Zandsteen wordt ook gebruikt voor bestrating en vloerbedekking vanwege zijn sterkte en antislipeigenschappen. Het wordt vaak gebruikt voor looppaden, patio's en zwembadranden.
  3. Monumenten en sculpturen: Veel historische monumenten en sculpturen zijn gemaakt van zandsteen vanwege het vermogen om te worden uitgehouwen en gevormd tot ingewikkelde ontwerpen.
  4. Grind en toeslagmateriaal: Gebroken zandsteen wordt vaak gebruikt als grind en toeslagmateriaal bij bouwprojecten zoals wegenbouw en betonproductie.
  5. Olie- en gasexploratie: Zandsteen is een belangrijk reservoirgesteente voor olie- en gasexploratie, en de porositeit en permeabiliteitseigenschappen ervan zijn van cruciaal belang voor de winning van koolwaterstoffen.

Over het geheel genomen heeft zandsteen een breed scala aan toepassingen in de bouw, architectuur en industrie, en zijn duurzaamheid en natuurlijke schoonheid maken het tot een zeer gewild bouwmateriaal.

Geologische formaties en locaties waar zandsteen vaak wordt aangetroffen

Zandsteen kan over de hele wereld worden gevonden, omdat het een veel voorkomend sedimentair gesteente is dat ontstaat door de ophoping en cementering van zandkorrels. Zandsteenafzettingen zijn te vinden in verschillende omgevingen, waaronder rivier- en beekbeddingen, stranden, woestijnen en zelfs onder water. Enkele opmerkelijke zandsteenformaties zijn de Navajo-zandsteen in het zuidwesten van de Verenigde Staten, de Red Rock Canyon-formaties in Australië en de zandstenen kliffen in Petra, Jordanië. Bovendien worden veel bouw- en monumentstenen gemaakt van zandsteen, en het is een populair materiaal voor bouw- en landschapsprojecten.

Zandsteen is te vinden in verschillende geologische formaties en locaties over de hele wereld, waaronder:

  1. Het Colorado Plateau in het zuidwesten van de Verenigde Staten, waar het spectaculaire rotsformaties vormt zoals de Grand Canyon en het Zion National Park.
  2. De Appalachen in het oosten van de Verenigde Staten, waar de soort in verschillende formaties voorkomt.
  3. De Sahara-woestijn in Afrika, waar het uitgestrekte zandduinen en andere kenmerken vormt.
  4. De Red Rock Canyon in Nevada, VS, waar het prachtige rode zandstenen kliffen en rotsformaties vormt.
  5. De Schotse Hooglanden, waar het ruig is berg landschappen.
  6. De Grote Australische Bocht in Australië, waar het zeekliffen en kustformaties vormt.
  7. Het Karoo-bekken in Zuid-Afrika, waar het dikke sedimentaire sequenties vormt.
  8. De Gobi-woestijn in Azië, waar het uitgestrekte zandduinen en andere kenmerken vormt.
  9. De Jurassic Coast in Zuid-Engeland, waar het opvallende kustformaties en kliffen vormt.
  10. De Dolomieten in Noord-Italië, waar het prachtige berglandschappen en rotsformaties vormt.

Dit zijn slechts enkele voorbeelden, want zandsteen kan ook op veel andere locaties in de wereld worden gevonden.

Gebruik en toepassingen van zandsteen in de bouw, architectuur en andere industrieën

Zandsteen wordt al duizenden jaren gebruikt in de bouw en architectuur. De duurzaamheid, beschikbaarheid en aantrekkelijke uitstraling maken het een populaire keuze voor een verscheidenheid aan toepassingen. Enkele veel voorkomende toepassingen en toepassingen van zandsteen zijn onder meer:

  1. Bouwmaterialen: Zandsteen wordt al eeuwenlang als bouwmateriaal gebruikt vanwege zijn sterkte, duurzaamheid en weerstand tegen weersinvloeden. Het wordt gebruikt bij de constructie van muren, vloeren, trappen, pilaren en andere structurele elementen.
  2. Landschapsarchitectuur: Zandsteen wordt vaak gebruikt in landschapsarchitectuur voor paden, patio's, keermuren en andere buitenvoorzieningen. De natuurlijke kleur en textuur maken het een populaire keuze voor tuinontwerpen.
  3. Beeldhouwkunst en kunst: Zandsteen is een populair materiaal voor beeldhouwkunst en kunst vanwege de verwerkbaarheid en esthetische kwaliteiten. Veel oude en moderne sculpturen zijn gemaakt van zandsteen.
  4. Industrieel gebruik: Zandsteen wordt gebruikt bij de productie van glas, keramiek en andere industriële producten. Het wordt ook gebruikt als grondstof bij de productie van cement en beton.
  5. Historisch behoud: Zandsteen wordt vaak gebruikt bij de restauratie van historische gebouwen en monumenten vanwege de beschikbaarheid en compatibiliteit met traditionele bouwmaterialen.

Over het geheel genomen maken de veelzijdigheid, duurzaamheid en esthetische kwaliteiten van zandsteen het tot een waardevol materiaal voor een breed scala aan toepassingen in de bouw, architectuur en andere industrieën.

Samenvatting kernpunten

Hier zijn enkele belangrijke punten over zandsteen:

  • Zandsteen is een sedimentair gesteente dat voornamelijk bestaat uit minerale deeltjes of rotsfragmenten ter grootte van zand.
  • Zandsteen kan worden geclassificeerd op basis van samenstelling (bijvoorbeeld kwartsareniet, arkose, lithische zandsteen) en textuur (bijvoorbeeld goed gesorteerd, slecht gesorteerd, conglomeraat).
  • Zandsteen wordt gewoonlijk gevormd in een verscheidenheid aan afzettingsomgevingen, waaronder fluviale, eolische, mariene en deltaïsche omgevingen.
  • Petrografische analysetechnieken kunnen worden gebruikt om de minerale samenstelling en textuur van zandsteen te bepalen.
  • Zandsteen heeft een breed scala aan toepassingen en toepassingen, onder meer in de bouw, architectuur en de petroleumindustrie.
  • Enkele veel voorkomende geologische formaties waar zandsteen wordt gevonden zijn onder meer het Colorado-plateau, de Appalachian Mountains en de Western Interior Seaway in Noord-Amerika, evenals de Gobi-woestijn in Azië en de Simpson-woestijn in Australië.

Referenties

GERELATEERDE ARTIKELEN

© Copyright © 2018 Alle rechten voorbehouden.
Verlaat de mobiele versie