Inhoudsopgave Inleiding... pag 4 Hoofdstuk 1 Algemene Informatie over het studiegebied... pag 8 Hoofdstuk 2 De Methoden... pag 14 Hoofdstuk 3 Resultaten... pag 16
Inleiding Het doel van het veldwerk onderdeel van het vak Tropische Verwering was het bestuderen van verwerings processen en daarbij gerelateerde aspecten in het veld. Daartoe werden er verschillende onderzoeks methoden toegepast om tot de gewenste resultaten te komen. Factoren die onder andere zijn bekeken zijn de graad van verwering, type verwering, de verwerings profielen en de moeder- en verwerings materiaal. De resultaten van dit veldwerk zijn verwerkt in dit verslag. Voor de duidelijkheid worden er eerst een aantal algemene zaken omtrent het vakgebied toegelicht. Verwering is de alteratie van materie (gesteenten en mineralen) aan of nabij het aardoppervlak. Deze alteratie vindt plaats als gevolg van de heersende omstandigheden aan het oppervlak. Het gaat eigenlijk om een samenspel van processen in de lithosfeer, de atmosfeer, de hydrosfeer en de biosfeer. Verwering wordt onderverdeeld in Fysische-, Biologische- en Chemische verwering. -Fysische verwering: dit houdt in dat een gesteente wordt gefragmenteerd zonder dat er chemische veranderingen optreden. Krachten in de aardkorst zorgen voor splijting (a- fig. 1) en breuken die ervoor zorgen dat het gesteente uiteenvalt. Fig. 1 -Biologische verwering: het gesteente wordt afgebroken onder invloed van levende organismen ( vb. Wortels van bomen, gravende diertjes etc. ). 2
-Chemische verwering: de mineralen van een gesteente worden via chemische reakties omgezet tot mineralen die in de huidige omstandigheden stabiel zijn. Hierbij speelt water een belangrijke rol. Het ligt dus voor de hand dat in een gebied met een tropisch vochtig klimaat ( zoals dat van Suriname ) chemische verwering een belangrijke rol zal spelen. (Zie figuur 2 hieronder water (b) speelt een dominante rol) Fig. 2 Echter kan je de drie vormen van verwering eigenlijk niet scheiden, omdat ze allemaal tezamen zullen bijdragen tot de afbraak van een gesteente. De figuur hieronder geeft aan hoe de drie hoofd vormen van verwering samen werken om een gesteente af te breken. Fig. 3 3
Verwering wordt beinvloedt door een aantal factoren: *Klimaat temperatuur en vochtigheid. Deze bepalen op hun beurt weer de vegetatie en de chemische reakties. Vegetatie speelt een belangrijke rol bij het tegengaan van verwering en erosie. *Moeder materiaal niet alleen de chemische opbouw van het moeder materiaal is van belang, maar ook de structuren. Breuken zijn zwakke zone s in het gesteente en die kunnen dus de vloeistof circulatie en zo dus ook de verwering bevorderen. Ook de textuur van een gesteente heeft invloed op de vewering. De chemische opbouw van het moedermateriaal is van belang omdat bepaalde mineralen resistenter zijn tegen verwering dan anderen. Hieronder ziet U de reaktie reeks van Bowen die aangeeft hoe de verschillende mineralen worden gevormd bij afnemende druk en temperatuur (diagram 1). Als een mineraal bij een hoge druk en temperatuur is gevormd dan zal het heel erg onstabiel zijn als het dichtbij of aan het aardoppervlak terecht komt. Dus de mineralen die het eerst uitkristalliseren zijn de mineralen die het eerst omgezet zullen worden. Het mineraal die het meest resistent is tegen verwering is dus kwarts. Diagram 1 *Biologische activiteit De belangrijkste aspecten van biologische activiteit in deze zijn de organische zuren die worden gevormd bij afbraak van organisch materiaal. Deze zuren functioneren als oplosmiddel. Ionen worden uit de mineralen (kristallen) onttrokken en opgelost door deze organische zuren. *Topografie de topografie heeft invloed op de stroming van grondwater. Dit maakt dus dat het water dat door een hoger gelegen gesteente massa stroomt zal verschillen in samenstelling van water dat door lager gelegen gesteenten stroomt. Grondwater op een lager niveau zal bijvoorbeeld meer metaal-ionen bevatten ( vanwege uitloging van hoger gelegen gesteenten ). 4
*Tijd *Menselijke activiteit Vaak komen gesteenten aan het opperlak te liggen vanwege menselijke activiteiten en dit maakt dus ook dat de verwering sneller en beter zal aangrijpen. Tropische Verwering: zoals eerder beschreven is de verwering sterk afhankelijk van het klimaat. Verwering in een gebied met een tropisch vochtig klimaat zal overheersd worden door de chemische verwering. Dit door de combinatie van hoge temperaturen, hoge vochtigheids graad (veel neerslag) en de vegetatie. De bodem in het binnenland van Suriname bijvoorbeeld, die overal rood is, is een gevolg van chemische verwering (uitloging van Na, K, Si etc.) van de gesteenten van het Guyana Schild. Waarom verwering bestuderen? Het bestuderen van verwering is belangrijk om verschillende redenen. Ten eerste is verwering de oorzaak van bodemvorming en dat is natuurlijk essentieel voor het bestaan van leven. De gevormde bodems zijn afhankelijk van de verwerings typen en de mate van verwering. De gevormde bodems zijn dus ook afhankelijk van het klimaat. De bodems geven echter niet alleen informatie over het huidige klimaat systeem, maar meer noch informatie over de geologische geschiedenis van een gebied. Verder is chemische verwering een belangrijke mechanisme voor het aanrijken ( relatief ) van ertsen en industriele mineralen ( vb. Bauxiet, lateriet etc. ). De studie van verwering wordt ook toegepast op andere gebieden zoals de verwering van beton bij constructie en de bodemsterkte bij wegen constructie. (4) 5
Hoofdstuk 1 Algemene informatie over het studiegebied 1.1 De geologie van het bestudeerd gebied Geologisch vormt Suriname een klein deel van het Guiana-Schild, dat met het Braziliaanse Schild tot de oudste bouwelementen van Zuid-Amerika behoort. Het Guiana-Schild bestaat uit gesteenten die van magmatische, gedeeltelijk van sedimentaire oorsprong zijn. 1.1.1 De neven gesteenten Ons studiegebied komt voor in het gebied van de Marowijne groep. De Marowijne Groep behoort tot de Granite-Greenstone Province en is van lower protrozoic ouderdom. Deze gesteente groep vormt een laaggradig- gemetamorfoseerde vulkanisch sedimentair complex. De Marowijne groep beslaat een groot deel van Noord-Oost Suriname en wordt onderverdeeld in de Paramaka Formatie, de Armina Formatie en de Rosebel Formatie. (3) -Paramaka Formatie (±2Ga): bestaat uit Metabasalt en Meta-andesiet (pilowlava s, agglomeraten en tuffen) met kiezelige en kleiige metasedimenten van marine oorsprong; het is gemetamorfoseerd in de groenschist- en amfibolietfacies. De onderkant van deze formatie wordt gedomineerd door metabazalten die overdekt zijn door porfirische-, mafische, intermediaire- en felsiche vulkanieten. In dit deel is er dus meer diversiteit wat compositie betreft. Op de metavulkanieten komen de vulkanische sedimenten ( tuffs ) en de chemische sedimenten ( fijnkorrelige kwartsieten en chondieten ) voor. Het gaat dus eigenlijk om een opeenvolging van gesteente soorten die gaat van basisch- naar zuur. -Armina Formatie (±1.9-2Ga): Deze formatie ligt unconformably boven op de Paramaka formatie en bestaat uit metagrauwackes en kleiige metasedimenten van mariene oorsprong (dit is te concluderen uit de sedimentaire structuren die een indicatie geven van turbidiet afzettingen). De Armina formatie is metamorf in de groenschist- en amfiboliet facies. De metasedimenten zijn fijnkorrelig en kunnen zijn fylliet, mica schist, kwartsiet en greywacke. -Rosebel Formatie (geen betrouwbare ouderdomsbepaling): Deze formatie ligt evenals de Armina formatie met een unconformiteit boven op de Paramaka formatie en bestaat uit grofkorrelige metasedimenten. Deze sedimenten kunnen zijn grofkorrelige zandstenen tot conglomeraten. Ook is er een afwisseling met phyllieten en op sommige plaatsen met intermediaire vulkanieten. In tegenstelling tot de andere twee sub-groepen van de marowijne groep is de Rosebel formatie van ondiep marien tot continentale sedimentatie afkomstig. Men is het nog niet helemaal eens over het ontstaan van de Rosebel formatie. Er worden verschillende theorien geponneerd. In het eerste geval wordt aangenomen dat de Rosebel formatie de proximale equivalenten representeren van de Armina formatie. Dit houdt dus in een one-cycle vormings concept. Een andere theorie is dat een two-cycle vormings concept die inhoudt dat de Rosebel formatie gevormd wordt door erosie produkten van een eerdere uplift- en metamorfose periode. Deze stelling wordt onderbouwd door de aanwezigheid van phyliet pebbles die een foliatie hebben die divergent is aan die van de gesteente matrix. Dit duidt op metamorfose en 6
plooing voor de afzetting van de formatie. Er zijn van de Rosebel formatie nog geen goede ouderdoms bepalingen gedaan. (2) 1.1.2 De intrusiva In dit gebied zijn er naast de gesteenten van de Marowijne Groep ook een aantal intrusieve gesteenten. Op de geologische kaart van het gebied zijn de doleriet-gangen heel duidelijk te zien. Verder is er in de omgeving van de Weg naar Pokigron een grote graniet intrusie. Dolerieten: Suriname kent verschillende groepen van doleriet gangen. De drie groepen zijn: 1) de Avanavero doleriet een hypersteen-pigeoniet doleriet van precambrische ouderdom die zowel de Trans-Amazonische basement als de Roraima zandstenen doorsnijdt langs een strekking van om en bij NE-SW. De ouderdom van deze dolerieten is bepaald op ± 1638 Ma ( Hebeda et al., 1973). 2) De Kayser doleriet een olivijn dolerieten die een 300 km lange NW-SE striking dike swarm vormen in het Zuid-westelijk deel van Suriname. er zijn geen betrouwbare ouderdom bepalingen van deze dolerieten, maar er wort uitgegaan van een minimale ouderdom van de Nickerie Metamorfe Episode ( 1200 Ma ). 3) De Apatoe dolerieten een set van smalle pigeoniet dolerieten die een N-S strekking hebben. Ze doorsnijden alle gesteenten van het Precambrisch schild. Sommige van deze dikes kunnen over een afstand van meer dan 300 km worden gevolgd, maar de gemidelde breedte is niet meer dan 50 m. Het zijn deze dolerieten die in het gebied voorkomen waar het veldwerk is verricht. Deze dolerieten hebben een subophitisch textuur, zijn fijn tot middelkorrelig en hebben een vrij constante compositie. De mogelijke mineralogie van de Apatoe-dolerieten ziet er als volgt uit: ongeveer gelijke hoeveelheden Ca-plagioklaas en pigeoniet als augiet. Ook olivijn en hypersteen kunnen voorkomen met daarnaast dog de opake mineralen. Geochemisch worden deze dolerieten gekarakteriseerd door hogere concentraties van Zr dan de concentratei in olivijn doleriet en hypersteenpigeoniet doleriet. De Sr en Ti concentraties van de Apatoe dolerieten liggen tussen die van de andere twee dolerieten. K-Ar ouderdoms bepalingen van de dolerien hebben een resultaat gegeven van 230 ± 10 Ma. De intrusie van deze dolerieten langs een N-S lopende breuk systeem wordt gerelateerd aan het begin van de spreiding van de Noord-Atlantische zee bodem. (1) 7
De Graniet intrusies: Het overgrote deel van het precambrisch schild van Suriname wordt beslagen door granitische intrusies. Graniet is een zuur gesteente dat veel kwarts en veldspaten bevat. Er zijn verschillende soorten granieten zoals Biotiet graniet, pyroxeen graniet, bi-mica graniet etc. De granieten die in ons studiegebied voorkomen zijn waarschijnlijk de muscoviet-biotiet granieten, omdat die granieten in het Noord-Oosten van Suriname voorkomen (Contributions to the Geology of Suriname 8). Ook door petrologische klassificatie van vers materiaal komen wij tot de conclusie dat het moet gaan om deze granieten. De muscoviet- biotiet granieten komen in het centrum van Suriname in een N- S strekkende zone voor en in het Noord- Oostelijke deel als intrusies tussen de meta graywackes. De muscoviet-biotiet granieten in het oostelijk gedeelte van Suriname zijn licht gekleurde gesteenten die varieren tussen redelijk fijnkorrelig- tot grofkorrelig texturen. Ze vertonen op sommige plaatsen gebandheid en een parallele orientatie van de mica s. Ook de veldspaten zijn op sommige plaatsen parallel georienteerd. Het komt vaak voor dat de kwartsen gerekristalliseerd zijn tot aggregaten die parallel zijn met de foliatie. De plagioklaas is over het algemeen albiet tot oligoclaas. Zowel de plagioklaas als de biotieten tonen bepaalde veranderingen zoals respectievelijk sericitatie en chloritisatie. Volgens A. Bouwer (1965) zijn er twee groepen van graniet intrusies in dit gebied. De zogenaamde type 2 graniet heeft een ouderdom tussen die van de Paramaka formatie en van de Armina- en Rosebel formatie. Deze granieten zijn dus in de Paramaka formatie geintrudeerd. De intrusie van deze granieten wordt in verband gebracht met de Guyannaplooing. Deze plooing is in Suriname een betrekkelijk zwakke plooings fase geweest. De type 3 granieten zijn jonger dan de Armina- en de Rosebel formatie en zijn geintrudeerd tijdens de Suriname-plooing. Deze plooing heeft veel meer effect gehad in Suriname en heeft gezorgd voor oost-west lopende plooien. (1), (2), (5) 1.1.3 De verwerings produkten Al de verschillende neven- en intrusieve gesteenten die hiervoor zijn genoemd zijn door de tijd heen verweerd en hebben verschillende verwerings materie opgeleverd. Het is dus ook nodig om deze verschillende verwerings produkten nader te bekijken. De klei-mineralen De belangrijkste klei-mineraal is kaoliniet. Kaoliniet is een algemene naam voor mineralen met een samenstelling van Al 2 Si 2 O 5 (OH) 4. Kaolinieten zijn klei-mineralen en zijn meestal uiterst fijnkorrelig. Ze worden hoofdzakelijk gevormd door chemische omzettingen van veldspaten, veldspatoiden en andere silicaten en wel door verwering op hydrothermale wijze. Ze worden meestal vergezeld met onder andere kwarts, ijzer-oxiden en hydroxiden en andere kleimineralen. Kaoliniet heeft een witte kleur, maar is zoals eerder is gezegd vaak verontreinigd met ijzer-mineralen, waardoor het verschillende rode tinten kan krijgen. Gesteenten die rijk zijn aan veldspaten kunnen bij het chemisch verweren kaoliniet opleveren. Een voorbeeld zijn de granieten. Bij kaoliniet die uit een gesteente is gevormd die naast veel veldspaten ook veel kwarts bevat (zoals graniet) is het produkt grofkorrelig (de kwarts korrels zijn resistent). De omzetting van veldspaten: K-veldspaten: 2KAlSi 3 O 8 + CO 2 + 2H 2 O K 2 CO 3 + Al 2 Si 2 O 5 (OH) 4 + 4SiO 2 kaoliniet 8
Kaoliniet kan verder reageren tot Gibbsite, bauxiet etc. Kaolien is in de kustvlakte van Suriname geassocieerd met bauxiet. Kaolinitisatie en bauxitisatie hebben t meest in de Laat-Eoceen tot Oligoceen plaatsgevonden. Het is niet duidelijk welke van de twee het eerst is gevormd. (4) De resistente mineralen De meest resistente mineralen zijn zoals aangegeven in diagram 1 is aangegeven muscoviet en kwarts. Die mineralen zijn ook duidelijk te herkennen in het verweerd materiaal. De aan- of afwezigheid van deze meest resistente mineralen geeft ook een beeld van het moedergesteente, de verwerings type etc. Bijvoorbeeld, grofkorrelige verwerings produkten kunnen duidden op een moedergesteente dat veel kwarts bevatte of dat doorkruist werd door kwarts-aders. Verder zijn de resistente kwarts-aders ook een hulp bij het vinden van vers materiaal. Aangezien de kwarts-aders resistent en vaak weinig water kunnen doorlaten is het materiaal dat onder de kwarts-aders ligt vaak verser dan de rest van de verwerings produkten. Dat is in foto 1 te zien aan het verschil in kleur. (4) Foto 1- kwarts ader 1.2 Typische verwerings vormen Verwering van doleriet (sferoidale verwering) Doleriet heeft zoals een aantal andere massiefe gesteenten onder sommige omstandigheden een typische verwerings vorm. Het is namelijk zo dat de boulders sferoidale verwering vertonen. Sferoidale verwering ontstaat wanneer de breuken en diaklazen in een gesteente een 3-D netwerk vormen. Zo een netwerk van breuken ontstaat wanneer er een grote afname van temperatuur en druk ontstaat binnen een gesteente. Het gevolg is dat het gesteente opbreekt in kubussen die langs de hoeken en randen sneller verweren dan aan de vlakken. Er vormen zich dus sferische boulders die naar het centrum steeds verser materiaal bevatten (zie foto 2). (8) 9
Foto 2- Sferoidaal verweerde dolerite boulder met verse kern. (Berg & Dal) Zoals eerder is aangegeven vormen de diaklazen een drie-dimensionaal netwerk in het gesteente. De sferische boulders die gevormd worden bij de sferoidale verwering, komen naast elkaar in het gesteente voor (zie foto 3). Foto 3 - Doorsnede van verschillende naast- elkaar-liggende boulders. (Dam 10) 10
1.3 Verwerings profiel van het gebied In dit gebied komt er een typische verwerings profiel voor. Dit profiel houdt in een opeenvolging van verschillende gesteente paketten die een andere graad van verwering hebben. Het verwerings profiel van de Marowijne groep ziet er over het algemeen als volgt uit. Horizon Pisolitic clay zone Massive clay zone Mottled zone Saprolite Transition zone Thickness (meters) 0-3 0-10 2-10 5-80 30-100 Chemistry Weathered Rock Enriched in Fe2O3, depleted in SiO2 Enriched in Fe2O3, Al2O3, depleted in SiO2 Enriched in Al2O3, depleted in SiO2 Fresh rock Variable Fresh rock Het vers gesteente. Transition zone Een zone waarbij er gradatie plaats vindt tussen het vers materiaal en de saproliet zone. De primaire mineralen worden pseudomorfisch omgezet in secundaire mineralen. Saprolite De meeste mineralen zijn omgezet tot secundaire mineralen zoals kaoliniet, goethiet of ijzer-oxides. De structuren en texturen van het vers gesteente blijven bewaard. Mottled Zone Dit is een gehydrateerde, klei-rijke zone die verticale strepen (mottles) van gehydrateerde ijzer-oxides. In de erosie channels van deze zone kan kaoliniet gaan zitten. Alle texturen en structuren van het moedergesteente zijn verdwenen. Massive clay zone Bestaat uit rode structuurloze rode klei en bevat minder dan 10% ijzer-oxide concreties en pissolites. Pissolitic clay zone Dit is ook een structuurloze rode klei, maar het bevat 10 tot 95% ijzer-oxide concreties en pissolites. Een bijzonderheid van de pissolitic clay zone is dat verdere pissolite groei en cementatie zal zorgen voor een duri-crust. In gebieden waar deze duri-crust goed ontwikkeld is wordt de verwering en erosie vertraagd. Een goed voorbeeld hiervan is de Brownberg. Doordat deze berg een goed ontwikkelde duri-crust heeft, is het zoveel hoger dan de omliggende bergen. Het is minder vatbaar voor verwering en erosie. (6) 11
Hoofdstuk 2: Methoden Tijdens het veldwerk zijn er verschillende methoden toegepast om het onverweerd moedergesteente te determineren en om de graad van verwering te bepalen. Ook werd het verweerd material zoveel als mogelijk gedetermineerd. Determinatie onverweerd moedergesteente: Dit gebeurt op basis van petrologische klassificatie, waarbij er gekeken wordt naar de mineralogie, de textuur en de structuren van het gesteente. Ook is er gebruik gemaakt van de geologische kaart van het gebied om te achterhalen welke gesteente types er voorkomen. Determinatie van het verweerd materiaal: Hier wordt er ook gebruik gemaakt van de mineralogie; althans in hoeverre dat mogelijk was. Er is dus vooral gelet op de kleimineralen ( vb. Kaoliniet ), de resistente mineralen ( Kwarts ), de micas en de opakemineralen. Ook de textuur van het verweerd materiaal werd bepaald (zandig, kleiig etc. ). Verder is er gebruik gemaakt van de Munsell soil color chart voor het bepalen van de kleur van het verweerd materiaal om de mate van verwering te achterhalen. De monsters die voor de kleur analyse werden gebruikt zijn steeds van de wand af genomen. -Graad van verwering: Hierbij is er gebruik gemaakt van de classificatie van GSL (1995); (zie tabel 1). Grade Description Characteristics I Fresh Unchanged from original state II Slightly Slight discoloration, slight weathering weathered III Moderately weathered Considerably weakened, penetrative discoloration, large pieces cannot be broken by hand. IV Highly weathered Large pieces can be broken by hand, does not readily disaggregate (slake) when dry sample is immersed in water V Completely weathered Considerably weakened, slakes in water, original texture apparent VI Residual soil Soil derived by in situ weathering but having lost original texture and fabric (7) N.B.: Door een misverstand is de test van slaking niet uitgevoerd in het veld. Note: tijdens het veldwerk is er alleen gebruik gemaakt van macroscopische beschrijving. 12
13
Hoofdstuk 3 Resultaten Tijdens dit veldwerk zijn er op verschillende locaties gesteenten met hun respectievelijke verwerings produkten bekeken en beschreven aan de hand van de methoden die zijn genoemd in het voorafgaand hoofdstuk. Op sommige locaties kwamen moeder materiaal en vewerings produkten, terwijl op andere locaties alleen verweerd materiaal aanwezig was. 3.1 Verwering van de gesteenten van de Marowijne groep 3.1.1 De Rosebel formatie Zoals eerder is aangegeven bestaat de Rosebel formatie uit meta-sedimenten van continentaal aard. Verweringsprodukten van deze formatie werden aangetroffen langs de Afobakkaweg (GPS : N 05 o 04 902 W 055 o 01 984 ). De kenmerken die aangaven dat het om verweringsprodukten van de Rosebel formatie ging, waren de banding, de gelaagdheid en de grofkorreligheid. De banding was heel duidelijk te zien omdat de verschillende banden ook verschilende kleuren hadden. Het leek veel op een plooi structuur met een groen pakket aan de binnenkant, gevolgd door een geel pakket en tenslotte een rood pakket aan de buitenkant. Het geheel werd doorkruist door ijzer-oxide aders (zie foto 4 + 5). Foto 4 + 5 verwerings produkten Rosebel formatie Note: Vanwege de slechte weersomstandigheden zijn er geen soil colors bepaald. Langs de Afobakka weg is er nog een ontsluiting van de verweringsprodukten van metasedimenten die waarschijnlijk tot de Rosebelformatie behoren. Dat het gaat om metasedimenten is af te leidden uit de gelaagdheid en de gebandheid. De lagen zijn subverticaal, dus er hebben tectonische activiteiten plaatsgevonden. Verder bevat het gesteente breuken die een strekking hebben van 10 o (zie foto 6 + 7). Het verwerings produkt is voornamelijk kaoliniet, maar er komt ook grofkorrelige kwarts voor. Aan de kleur is ook te zien dat de kaolien vervuild is met ijzer. 14
Foto 6 + 7 meta-sedimenten aan de Afobakkaweg Langs de Afobakka weg ( GPS : N 05 o 02 059 W 055 o 00 515 ) werd nog een kaolien afzetting bestudeerd en in tegenstelling tot de hierboven beschreven was deze kaolien niet verontreinigd. Het had dus een witte kleur (zie foto 8). De textuur was kleiig. Het verweerd materiaal bestond voor bijna 100% uit klei-mineralen. Ook hier zijn er monsters genomen voor lab analyse (zie voor de resultaten Verslag textuur analyse ). Foto 8 witte kaolien Afobakka weg 15
3.1.2 De Paramakka formatie Verwerings resten van de Paramakka formatie zijn aangetroffen langs de weg naar Pokigron ( GPS : N 04 o 55 168 W 055 o 15 581 ). Het ging om een ontsluiting van een verweerde amfiboliet. Het gesteente zit vol met breuken in alle richtingen. Het verweerd materiaal kon met een geologisch hamer gebroken worden en sommige delen zelfs met de hand. Naar boven toe was er een duidelijke toename in de mate van verwering. Foto 9 + 10 Amfiboliet (Weg naar Pokigron) Door de vele breuken wordt de verwering versneld, omdat water er dus gemakkelijker doorheen kan. Hoe dieper hoe minder verweerd het gesteente is. De invloed van grondwater en van de biologische activiteit is hier dus duidelijk te zien. 3.2 Verwering van de intrusiva 3.2.1 Verwering van Doleriet in het studiegebied Zoals in het voorafgaand hoofdstuk is vermeld, verweerd doleriet onder bepaalde omstandigheden volgens de sferoidale verwering. Deze verweringsvorm is ook herkend in het veld. Verder was er ook duidelijk sprake van mechanische (fysiche) verwering. Te Berg & Dal hebben we verweerd materiaal naast het vers materiaal aangetroffen wat dus een voordeel was bij het bestuderen van de verwering. Opmerkelijk was dat het materiaal dat verder de heuvel op lag minder verweerd was dan het materiaal dat aan de voet van de helling lag. Aangezien er sferoidaal verweerde boulders zijn aangetroffen is er ook gezocht naar de breuken / diaklazen die hiertoe konden leidden. Er zijn verschillende breuken aanwezig in het gesteente die verschillende strekkingen hebben. De strekking van de dike was ongeveer NS. 16
Het verweerd materiaal werd bemonsterd en in het lab verder geanalliseerd (zie voor de resultaten Verslag van Textuur Analyse ). Verder werd met behulp van de Munsell soil chart de kleur van de soil bepaald. De volgende kleuren werden waargenomen: 2,5YR 5/8 rood 5Y 8/1 wit 10YR 6/8 geelbruin Ook werd er een boulder meegenomen voor het bepalen van de bulkdensity (zie voor de resultaten Verslag van Bulkdensity ). Een andere doleriet dike is op twee verschillende plaatsen bestudeerd en de resultaten wijzen er duidelijk op dat de verwering niet alleen afhankelijk is van het moedermateriaal. Te Dam 10 (blauwe poort) (GPS: N 5 o 00 617 - W 55 o 09 142 ) werd een doleriet dike aangetroffen met een breedte van ongeveer 20 m. Deze dike heeft ook een NS strekking. De breuken in deze dike hadden een richting 90 0 Hier werden verweerd- en vers materiaal ook naast mekaar aangetroffen. Ook hier werd sferoidale verwering herkend en wel door het wegschrappen van de bovenste soil laag (zie foto 11) Foto 11 sferoidal verwering te Dam 10 De soil-kleuren die hier werden bepaald waren: 5YR 5/6 Yellowish Red 4/10 B Dark bluish gray 7,5 YR 2,5/1 Black Deze zelfde dolerite dike (zie geologische kaart) werd aangetroffen aan de Brownsweg (paal: BRW 239) (GPS: N 05 o 01 677 - W 55 o 09 181 ). Bij deze ontsluiting werd er geen vers materiaal aangetroffen. Het materiaal was sterk verweerd en vertoonde wat kleur betreft verschillen met de verweringsprodukten bij Dam 10. De kleuren die hier waargenomen werden waren: 10 YR 4/6 dark yellowish brown (zie diagram 2) 10 YR 7/4 very pale brown 5 YR 4/4 reddish brown 7,5 R 6/2 Pale red (zie diagram 3) 17
Diagram 2 voorstelling van de doorsnede van een sferische boulder Diagram 3 voorstelling van de doorsnede van een sferische boulder Opmerkelijk was dat de mate van verwering sterk verschilde tussen de resten van de boulders. Bij sommige van de boulders was er een grotere (en minder verweerde) kern, terwijl die kern bij andere doorsnedes heel klein was. (zie foto 12) Foto 12 ontsluiting van de resten van sferoidale verwering van dolerite te Brownsweg NB. Te Afobaka ( Nabij O.S. Afobaka ) is er een ontsluiting (vanwege afgraving) bestudeerd. Het is onduidelijk wat het moedergesteente is van de verweringsprodukten aangezien er alleen sterk verweerd materiaal te zien was. De laatste fasen van sferoidale verwering is wel herkend, maar het was heel onduidelijk (zie foto 13). Foto 13 laatste fase van sferoidale verwering te Afobakka 18
Gezien de geologie van dat gebied zou het kunnen gaan om een verweerde metabazalt, maar dat is moeilijk te bepalen. Het is wel bekend dat sferoidale verwering bij bazalt voorkomt. Een andere optie is dat het een verweerde doleriet dike is. Dit omdat de soil kleuren die werden bepaald kwamen in zekere mate overeen met de soil kleuren die bij de doleriet dike te Berg & Dal waren bepaald. Er is echter ook nog een mogelijke structuur ontdekt in het verweerd materiaal. Het is namelijk zo dat een gedeelte van het verweerd gesteenteeen grijze kleur had, terwijl het gesteente er naast en er boven een rode kleur had. Het zou dus mogelijk een plooi kunnen zijn geweest, wat dus eerder zou duidden op een gemetamorfoseerde mafische- of sedimentair gesteente. 3.2.2 Verwering van graniet in het studiegebied Gezien de mineralogie zal een graniet meestal verweren tot een grofkorrelig gesteente dat klei-mineralen en kwarts korrels bevat. Er kunnen ook glimmers voorkomen in het verweringsprodukt. De klei-mineralen zijn vaak kaolinieten. Afhankelijk van de oorspronkelijke mineralogie zal de kleur van het verweerd materiaal varieren. Een graniet dat relatief meer mafische mineralen bevatte zal verweringsprodukten leveren die een rode kleur hebben. In het bestudeerd gebied is dat ook het geval. Langs de weg naar Pokigron is over een afstand van ongeveer 2,5 km een wegverkenning gedaan met als doel het beschrijven van de gesteenten die bij de ontsluitingen op de toppen van de heuvels voorkomen (zie kaart 2). In het beginpunt (GPS : N 04 o 59 908 W 055 o 15 208 ) was er een metamorf gesteente met een subverticale gelaagdheid. Bij de volgende ontsluiting waren er hele andere verweringsprodukten. De verweringsprodukten toonden geen gelaagdheid of gebandheid en bevatten veel kwarts korrels in een matrix van klei-mineralen. (De kleuren die zijn waargenomen bij de respectievelijke ontsluitingen zijn opgenomen in de legenda van kaart 2). Het geheel werd doorkruist door kwarts aders die een diameter hadden van 5 cm tot wel 30 cm. Over een afstand van ongeveer 1.5 km werd geen vers materiaal aangetroffen. Bij de 10 e stop (zie kaart 2; GPS : N 05 o 00 574 W 055 o 14 473 ) werd tegenover de zijweg vers materiaal aangetroffen die het vermoedden versterkte dat het om verweringsprodukten van een graniet ging (zie foto 14). 19
Foto 14 monster van verse granite met een verweerde rand. Na deze stop werd er geen vers materiaal meer aangetroffen tot in het eindpunt een semivers - verse graniet heuvel werd aangetroffen. De verwerings produkten werden wel steeds grofkorreliger en de kwarts aders werden groter. In het eindpunt van de wegverkenning is een granietheuvel aangetroffen. Deze heuvel had een oppervlak van ongeveer 15 bij 10 meter en de top was ongeveer 5 tot 6 meter boven de weg. Uit een mineralogische determinatie van het vers gesteente bleek dat het gesteente veel kwarts en veldspaten bevatte. Ook bevatte relatief veel glimmers (vooral muscoviet) en weinig mafische mineralen. Op de heuvel waren verschillende vormen van verwering te herkennen. De graniet was afgebrokkeld door mechanische verwering. Verder kon worden opgemerkt dat de minder resistente mineralen aan het oppervlak van de graniet opgelost waren en dat de resistente mineralen (Kwarts) waren overgebleven, dus het gesteente was ook chemisch verweerd. Note: een andere groep heeft vanuit de tegengestelde richting ook een wegverkenning gedaan tot bij diezelfde granietheuvel en zij verkregen ook dezelfde resultaten. Verklaring De graniet is geintrudeerd in het nevengesteente (metasedimenten van beginpunt) en heeft dus ervoor gezorgd dat het gesteente omhoog werd gedrukt. Er vormde zich dus een plooi. Door erosie is het hoger gelegen gesteente weg en is nu dus overgebleven wat er in het veld is aangetroffen. Het gaat dus om de verweringsprodukten van een graniet intrusie die ongeveer in het midden een verse kern heeft. Deze verwerings produkten zijn omringd door de verwerings produkten van het nevengesteente die door de intrusie (die als gevolg had een plooing) een subverticale gelaagdheid hebben. 20
Kaart 2 Legenda: 0 beginpunt met GPS co: N 04 o 59 908 W 55 o 15 208 1 links: kreek. Rechts: zand 2 kwartsadres links van de weg. Kleurwaarneming: 10YR 7/8 = yellow 3 kleurwaarneming: 10YR 7/6 = yellow 7.5 YR 5/8 =strong brown 4 kwartsaders 5 kwartsaders 6 ravijn links van de weg 7 vrij hardgesteente, minder verweerd. GPS: N 05 o 00 262 W 55 o 14 796 8 heuvel. GPS: N 05 o 00 345 W 55 o 14 700 9 heuvel. GPS: N 05 o 00 458 W 55 o 14 591 10 zijweg rechts. GPS: N 05 o 00 574 W 55 o 14 473 Kleurwaarneming: 7/10 Y 2,5YR6/8: light red NB Vers material aangetroffen 11 kreek beide kanten van de weg 12 grofkorrige gesteenten Kleurwaarneming:2,5YR 6/8: light red 13 kleurwaarneming:2,5 YR 8/3: pale yellow 2,5 YR 5/8: red 10YR8/4:very pale brown 10YR8/3:very pale brown 10 R 5/8 14 eindpunt heuvel vers graniet GPS: N 05 o 00 941 W 55 o 14 079 21
De verwering van graniet is ook bestudeerd op de poederberg ( GPS : N 04 o 53 051 W 055 16 193 ). Dat deze kaolien berg het produkt is van de verwering van een graniet is afgeleid uit het feit dat de verweringsprodukten bestaan uit kaoliniet, kwarts korrels en glimmers. De berg wordt doorkruist door kwarts-aders. Aan de hand van de soil color kon de berg worden verdeeld in drie zone s, de onderste met een rose kleur, daarboven een geel gekleurde zone en aan de top was de soil color donker rood (zie foto 15). Foto 15 poederberg langs de weg naar Atjoni Deze graniet is in een verre stadium van verwering. Alleen de kwarts korrels en op sommige plaatsen muscoviet zijn nog niet omgezet. Het gesteente vertoont breuken. Langs de breuken is er chloriet geїdentificeerd wat wijst op metamorfose vanwege de breuken. Er zijn monsters van elke zone meegenomen voor verdere analyse in het lab (zie voor de resultaten Verslag Textuur analyse ). 22
Discussie & Conclusie De belangrijkste conclusie die getrokken kan worden is dat verwering niet alleen afhangt van het moeder materiaal, maar ook van een heleboel andere factoren. De verwering op een punt kan verschillen met de verwering een meter verderop. Verder is het duidelijk geworden dat het bestuderen van verweerd matriaal gegevens kan opleveren over het moeder materiaal. In sommige gevallen kan het bestuderen van de verweringsprodukten zelfs leidden tot idenificatie van het moedergesteente. Het belang van veldonderzoek is ook sterk naar voren gekomen. Men kan niet gewoon op de geologische kaart kijken en verwachten acurate informatie te verkrijgen. 23
Aanbevelingen Tijdens en na dit veldwerk is het belang van een goede voorbereiding de studenten opgevallen. Wij stellen dus voor dat in het vervolg er voor een dergelijk veldwerk een goede voorbereiding wordt getroffen. Dit houdt in dat er een dag (of enkele uren van een dag) wordt uitgetrokken om met de docent het komend veldwerk te bespreken; dus de methoden, de vereisten etc. bespreken. Ook zal het handiger zijn als er geen grote tussenpoos is tussen de colleges en het veldwerk. 24
Literatuur 1. Contributions to the geology of Suriname 8-47, 49, 54, 55, 57 p. Geologische Mijnbouwkundige Dienst van Suriname Mededeling 27-1984 2. Th. E. Wong, D.R. de Vletter, L. Krook, J.I.S. Zonneveld and A.J. van Loon (1998) The history of earth sciences in Suriname, 40-51 p. 3. A. Bouwer Geologisch Onderzoek van Suriname (1945-1965), 32 p. 4. C. Algoe Tropische Verwering college dictaat, hoofdstuk 1. 5. Contributions to the geology of Suriname 9 12, 13, 47-49 p. Geologische Mijnbouwkundige Dienst van Suriname Mededeling 28 Andere bronnen 6. Yang J. Presentatie Geochemische exploratie ( 15 juli 2007 ) 7. Handleiding veldwerk Tropische Verwering 8. W. Chikoer, S. Algoe Literatuur studie Sferoidale Verwering (tropische verwering) 9. K. Tjon CELOS, NARENA 25