Kalksteen

Ontstaan van kalksteen en soorten kalksteen

Kalksteen is een afzettingsgesteente dat voor het grootste deel uit calciumcarbonaat (CaCO₃) bestaat. Het gesteente wordt voornamelijk gevormd in een marien milieu. Kalksteen bestaat uit overblijfselen van kalkhoudende zeewezens. Veel van die zeewezens gebruiken kalk die in opgeloste vorm in het zeewater voorkomt om hun schelpen, skeletten en huisjes mee te bouwen. Als ze doodgaan, blijven hun kalkoverblijfselen achter. Als dit proces lang genoeg doorgaat, ontstaan metersdikke kalksteenpakketten. Daarin kunnen we tegenwoordig vaak veel goed herkenbare fossielen terugvinden.
Kalksteen kan ook bestaan uit chemisch neergeslagen kalk. Deze neerslag wordt veroorzaakt door hoge zoutconcentraties in zeewater. Als deze concentraties te hoog worden, slaat de kalk als eerste neer.

Meestal treffen we calciumcarbonaat aan in de vorm van calciet. Soms komen we het tegen in de vorm van aragoniet. In de loop der tijd kan een deel van de calciet uit de kalksteen vervangen worden door magnesium. Dan spreken we van dolomiet. Als kalksteen in de bodem aan grote hitte en druk wordt blootgesteld, kan hij een metamorfose ondergaan. Hierdoor ontstaat het metamorfe gesteente marmer.

Afbeelding 1. Kleurvariaties van kalksteen. Links: witte kalksteen uit Zuid-Limburg in Nederland (Krijtperiode). Midden: blauwzwarte kalksteen uit de Belgische Ardennen (Carboonperiode, zogenaamde kolenkalksteen). Rechts: als kolenkalksteen verweert, krijgt hij een grijze kleur.

Kalksteen kent meerdere kleurvariaties (afbeelding 1). Zuivere kalksteen is wit of soms iets grijs. Als de kalksteen geel, bruingeel of rood is dan komen er ijzerverbindingen in voor. Kalkstenen kunnen erg donker van kleur zijn doordat er koolstof in voorkomt.

Afbeelding 2. Links: kalksteengroeve (Devoon) bij Givet in Frankrijk. Rechts: kalksteenkliffen (Krijt) bij Cap Blanc Nez in Frankrijk.

Nu zullen we de kalksteen per geologische periode bekijken. Bij iedere periode worden voorbeelden gegeven waar we deze kalksteen kunnen aantreffen.

Kalksteen uit het Devoon

Kalksteenvorming heeft tijdens grote delen van de geologische geschiedenis plaatsgevonden. We kunnen kalksteen uit het Devoon tegenkomen in het Eifel-Ardennengebied (afbeelding 2 en 3). Zeeorganismen dragen niet alleen in belangrijke mate bij aan de vorming van dat kalkpakket; we komen ze er ook als fossielen in tegen. Tot dit kalkpakket behoren complete koraalriffen. In de Eifel is deze kalksteen vaak ontsloten in groeves. In de Ardennen komen we prachtige kalksteenrotsen tegen in het dal van de Maas. In Givet (Frankrijk) vinden we deze kalksteen als bouwsteen voor huizen, stoepplavuizen en trottoirbanden (afbeelding 3).

Afbeelding 3. Links en midden: bouwen met kalksteen uit het Devoon (Givet, Noord Frankrijk). Rechts: grafkruis van kolenkalksteen in België. Kolenkalksteen is veelvuidig toegepast voor het maken van grafkruisen.

Kalksteen uit het Carboon

Langs de Maas treffen we eveneens kalkstenen uit het Carboon aan. In het zuiden van België ligt tussen Heer en Dinant het plaatsje Waulsort. Links van de rivier is een koraalrif van kalksteen te zien (afbeelding 4). Deze donkere kalksteen uit het Carboon is veel toegepast als bouwsteen: niet alleen in het gebied zelf maar ook bij ons in Nederland. Kenmerkend zijn de vele fossielen die erin voorkomen. Een Belgische plaats waar we 'bouwen met kalksteen uit het Carboon' goed kunnen bekijken, is Andenne.

Afbeelding 4. Links: koraalrif van kalksteen bij Waulsort in België. Rechts: groeve in de Heeseberg in Duitsland met rogenstein

Kalksteen uit het Trias

Voor kalksteen uit het Trias gaan we eerst naar de Harz in Duitsland. Daar vinden we Rogenstein (afbeelding 5). Deze naam is afgeleid van 'Fischrogen', dat in het Nederlands viskuit betekent. Rogenstein bestaat uit oölieten; kleine bolletjes met een gelaagde opbouw. In het ritme van de golfslag van de zee konden zich rond zwevende stofdeeltjes in het water kalklaagjes afzetten die tot de op viskuit lijkende bolletjes leidden. Een voorbeeld van Rogenstein vinden we in de Heeseberg bij Jerxheim (afbeelding 4). Hier zijn in het verleden groeves aangelegd, waar nu een geologie- en natuurpad langskomt. Rogenstein werd in het gebied veel gebruikt als bouwsteen, bijvoorbeeld in Wernigerode in de St. Johanniskirche en de Stiftskirche St. Georgii und St. Sylvestri.
Later in het Trias werd een kalksteen afgezet die tot de Muschelkalk behoort. In eigen land wordt deze kalksteen gewonnen in een steengroeve bij Winterswijk, voor de productie van asfaltbeton voor de wegenbouw en voor het vervaardigen van kunstmest. In de Muschelkalk kunnen we weer fossielen aantreffen. Bekend is de vondst van botresten en pootafdrukken van kleinere dinosaurussen.

Afbeelding 5. Links: stengeldelen van zeelelies (crinoïden) in kalksteen uit het Ddevoon (Eifel, Duitsland). Midden: Rogenstein bestaat uit kleine bolletjes. Het zijn echter geen fossielen (Harz, Duitsland). Rechts: kalksteen met kleppen van oesterschelpen uit het Krijt van Zuid-Limburg, Nederland

Kalksteen uit de Jura

Een mooi voorbeeld van het gebruik van kalkstenen van de Juraperiode vinden we in Ourches-sur-Meuse in Frankrijk, waar onder andere de kerk, een wasplaats langs de Maas en overal muren en muurtjes met deze kalksteen zijn gebouwd. Vanuit Ourches-sur-Meuse zijn verderop de 60 meter hoge, witte wanden te zien van een groeve bij Pagny-sur-Meuse waarin kalksteen gewonnen wordt (afbeelding 6) .
In Sedan, Charleville-Mezières en de eromheen liggende kleinere plaatsen zien we ook weer kalksteen uit de Juraperiode als bouwsteen (afbeelding 6). Men heeft deze steen zo massaal toegepast dat hele straten en pleinen letterlijk geel zien. Deze zogenaamde 'Pierre de Dom-le-Mesnil' werd vroeger met de zaag gewonnen in ondergrondse kalksteengroeves. In dagbouw werd de steen uit de flanken van de hellingen gezaagd. We vinden dergelijke verlaten dagbouwgroeves aan de bovenkant van de dalhellingen bij Dom-le-Mesnil.

Afbeelding 6. Links: groeve in kalksteen uit de Jura bij Pagny-sur-Meuse, Frankrijk. Rechts: bouwen met kalksteen uit de Jura in Charleville-Mezières, Frankrijk.

Kalksteen uit het Krijt

Kalksteen uit het Krijt vinden we in Zuid-Limburg en omgeving. Deze kalksteen is door de mens voor allerlei doeleinden gebruikt. We treffen in het gebied veel huizen, kerken en kastelen ervan aan. Door de ondergrondse winning zijn uitgestrekte ondergrondse gangenstelsels ontstaan. De ingangen van deze ondergrondse kalksteengroeves (plaatselijk 'mergelgrotten' genoemd) zijn nog op veel plaatsen in het landschap aanwezig. Verder is de kalksteen gewonnen voor het bemesten van het land en is hij gebrand om als pleisterkalk te gebruiken. Na de Krijtperiode is de vorming van kalksteen doorgegaan. Deze kalksteen uit het Tertiair komen we ook in Zuid-Limburg tegen. Ook de kalksteenkliffen van Cap Blanc Nez aan de Kanaalkust in Frankrijk zijn een indrukwekkend voorbeeld van kalksteenafzettingen uit het Krijt (afbeelding 2).

Afbeelding 7. Links: ingang van een ondergrondse kalksteengroeve ('mergelgrot') in het Savelsbos in Zuid-Limburg, Nederland. Midden en rechts: in het gangenstelsel van een ondergrondse kalksteengroeve bij Maastricht, Nederland.

Vasteland: een vanzelfsprekendheid?

Al deze kalksteen maakt weer eens duidelijk dat veel gebieden die tegenwoordig tot het vasteland behoren in het verre verleden tot een zee behoorden. De huidige verdeling van land en zee is dan ook zeker geen vanzelfsprekendheid. Wat nu vasteland is, kan in de toekomst weer tot een zee gaan behoren. 

Afbeelding 8. In de geologie gebruikt men wel zoutzuur om kalksteen (of kalk in een gesteente) aan te tonen. We zien hier hoe met een pipetje een beetje verdunde zoutzuur op de kolenkalksteen uit afbeelding 1 wordt gedruppeld. Het gesteente begint daarbij meteen te bruisen doordat gas ontwijkt. Let op: zoutzuur is een agressief zuur dat bij contact brandwonden op de huid of oogletsel kan veroorzaken. De bijtende dampen ervan kunnen de luchtwegen beschadigen. Ga er dus niet zomaar zelf mee aan de slag.

Wil je meer weten over kalksteen? Kijk dan in de lijst met ONDERWERPEN OP DEZE WEBSITE.

Tekst en foto's: Jan Weertz