Geologie van Nederland
is een initiatief van

Ontstaan en opbouw van de Sint-Pietersberg

De Sint-Pietersberg ligt op een uitloper van de Ardennen. Dit gebergte is aan het einde van het Carboon (± 359-299 miljoen jaar geleden) door tektonische activiteiten, de Hercynische orogenese, omhooggekomen. Erosie zorgt tijdens het Perm, Trias en Jura voor een vrij vlak landschap en tijdens het Laat-Krijt wordt het gebied overspoeld door een niet al te diepe subtropische zee. In de loop van het Paleoceen (± 65,5-55,8 miljoen jaar geleden) begint de zee zich terug te trekken en vanaf dat moment behoort de Sint-Pietersberg tot het vasteland. 

Geomorfologie van het stroomgebied van de Maas

De IJstijd-Maas met de Maasterrassen en stroomgeulen in Zuid-Limburg.

Gedurende het Laat-Mioceen (± 6 miljoen jaar geleden) komt Zuid-Limburg door opheffing van de Ardennen en de Eifel in het stroomgebied van de Maas te liggen, die dan nog geen vaste bedding heeft. Regelmatig terugkerende tektonische activiteiten zorgen ervoor dat het stroomgebied van de Maas nog een aantal malen verandert: de bedding wordt steeds meer in noordwestelijke richting verplaatst.

Gedurende het Pleistoceen (± 1.8 miljoen-11.800 jaar geleden), zet de Maas in Belgisch en Nederlands Limburg dikke lagen zand en grind af, veelal afkomstig uit de Belgische en Franse Ardennen en de Vogezen (het brongebied van de Moezel). Deze enorme hoeveelheden afbraakmateriaal omvatten brokstukken die waarschijnlijk door erosie en vorstwerking zijn losgekomen en  vervolgens door de stroming van de Maas  worden meegesleurd. Zodra de rivier in onze streken in het laagland terechtkomt, neemt de stroomsnelheid en daarmee de kracht van het water aanzienlijk af en het puin blijft achter. Tektonische opheffingen en puinafzettingen dwingen de rivier uiteindelijk in een vaste bedding.

Glacialen, interglacialen en tektoniek

Ondergrond van Zuid-Limburg vóór en na een tektonische opheffing.

Een samenspel van glacialen, interglacialen en tektoniek zorgt ervoor dat de rivierbedding steeds lager komt te liggen. Tijdens een glaciaal is de Maas -gezien de bevroren ondergrond- een ondiepe, lokaal vlechtende rivier die verspreid over een breed oppervlak  zand en grind afzet. Zo ontstaat een brede riviervlakte met een wirwar aan ondiepe stroomgeulen. Tijdens de warme interglacialen begint de grond langzaam  te ontdooien, veel nevengeulen verdwijnen en de hoofdgeul van de Maas kan zich in de ondergrond insnijden, ieder interglaciaal een paar meter dieper. Op dat lagere niveau ontstaat tijdens het volgende glaciaal weer een riviervlakte waarin de Maas zich tijdens het daaropvolgende interglaciaal opnieuw insnijdt.

Bovendien blijft de ondergrond van Zuid-Limburg langs breuklijnen in beweging. Tektonische opheffing heeft tijdens de warme periodes een grote invloed op het verloop van de Maas. Stijging van de bodem in de bovenloop zorgt voor een groter verval, waardoor rivieren zich makkelijker in het landschap kunnen insnijden. Er ontstaat  namelijk een steilere helling waardoor de rivier op die plek iets sneller gaat stromen. Na verloop van tijd is in het plateau een dal uitgesleten. Het dal sluit aan bij een vlak en lager gebied. Geleidelijk wordt het brede Maasdal smaller en dieper en het stroomgebied van de Maas komt op zijn huidige plek te liggen. Dalen gaan het reliëf van Zuid-Limburg bepalen.

Traptredes in het landschap

Doorsnede van een aantal Maasterrassen. De Maas heeft op verschillende niveau's terrassen uitgeschuurd. Aanvankelijk vormde het Maasgrind de bedding van de Maas. Het hoogste terras is dus het oudste terras.

Dit samenspel tussen een aantal geologische fenomenen heeft Zuid-Limburg uiteindelijk een uniek landschap opgeleverd: de Maasterrassen, die typische ‘traptredes' die ook op de Sint-Pietersberg te zien zijn.

In de loop van de tijd zorgt erosie ervoor dat delen van het oorspronkelijke terrassenlandschap veranderen in het heuvellandschap zoals wij dat nu kennen. De leemafzettingen, die tijdens de laatste twee ijstijden van het Pleistoceen -het Saalien en Weichselien- gedeponeerd worden, halen  de scherpe kantjes van de terrassen weg. De Sint-Pietersberg, oorspronkelijk dus deel van een hoogvlakte,  wordt een berg doordat de Maas en haar zijrivier de Jeker aan beide zijden een diep dal hebben uitgesleten. Met andere woorden, de Sint-Pietersberg is geen omhooggekomen berg ontstaan door plaattektoniek maar is uit het landschap gesneden door rivieren die zich steeds dieper invraten.

 

Eén ding is duidelijk, de geologie van Zuid-Limburg is complex. Er hebben in de loop van de tijd zoveel tektonische krachten op het gebied ingewerkt met verschuivingen, breuken en discordanties tot gevolg dat het totale pakket aan afzettingsgesteenten een heel ingewikkeld verhaal is geworden.

Discordantie houdt in dat twee afzettingslagen niet parallel op elkaar zijn afgezet, maar onder een hoek. De onderste aardlagen kunnen in dat geval gekanteld zijn of, zoals in het geval van Zuid-Limburg, geplooid. Het gevolg is dat er aardlagen ontbreken. Er kunnen zomaar miljoenen tot honderden miljoenen jaren weg zijn. Dat noemen we een geologisch hiaat. In het geval van Zuid-Limburg liggen de lagen uit het Krijt bovenop geplooide lagen uit het Carboon. Perm, Trias en Jura ontbreken. Dat is een hele tijd.

Laag op laag

Vuursteen.

Erosie van het omliggende gebied door Maas en Jeker heeft het kalkplateau van de Sint-Pietersberg zijn bergvorm gegeven. Het kalkplateau zelf was er al veel langer, sinds het Laat-Krijt. De kalksteen vinden we hoofdzakelijk ondergronds, afgewisseld met vuursteenconcreties, een hard bruin of grijs gesteente dat vaak in de vorm van knollen (concreties) en soms in dunne lagen in de kalksteen wordt aangetroffen. Daaroverheen ligt meestal een dik pakket fijn zand van circa vijf meter dik, gevolgd door grind met grof zand. Dat zijn de ongeveer zeven meter dikke afzettingen van de Maas.  Tenslotte ligt aan het oppervlak op de centrale delen van het plateau plaatselijk een lösslaag van zo'n vijf meter dik. Hier en daar -zoals bij steile hellingen- is de gele kalk als gevolg van erosie aan de oppervlakte te zien (dagzomen), vaak bedekt met een laagje leem of met een mengsel van leem met vuursteen, het vuursteeneluvium, een verweringsproduct van vuursteenhoudende kalksteen. Alleen in Zuid-Limburg ligt de kalklaag zo dicht aan de oppervlakte. Verder naar het noordwesten zit de kalksteen diep onder het aardoppervlak en onder het Noordzeebekken.

Bouwactiviteiten van mariene organismen

Mergelwand, ENCI-groeve Sint-Pietersberg.

De kalksteen van de Sint-Pietersberg is een krijtgesteente, een organisch gevormd sedimentair gesteente (afzettingsgesteente) dat in de loop van miljoenen jaren, tijdens het Laat-Krijt, laag voor laag is opgebouwd uit afzettingen van kalkskeletjes op de bodem van de Krijtzee. De fossiele resten zijn afkomstig van grotere en kleinere mariene organismen met een uitwendig of inwendig kalkskelet dat is opgebouwd uit calciumcarbonaat (CaCO3), zoals kalkalgen, kalkschalige foraminiferen, schelpdieren of ammonieten. Nadat ze gestorven waren, zonken hun kalkskeletjes naar de zeebodem en stapelden zich in dikke lagen op, één opeenhoping van calciumcarbonaat.

Met name miljarden eencellige organismen zoals coccolithoforen en foraminiferen, ook wel forams genoemd, hebben  bijgedragen aan het ontstaan van de kalksteen. Coccolithoforen zijn eencellige kalkalgen met een ‘harnas' van microscopisch kleine ronde kalkplaatjes, de coccolieten; kalkschalige foraminiferen zijn, de naam zegt het al, dierachtige eencelligen met een kalkskelet. Er is namelijk ook een groep foraminiferen die  een skelet bouwt van zandkorrels. Dat zijn de zandschalige foraminiferen. De meeste forams die in de Sint-Pietersberg voorkomen zijn niet groter dan een tiende tot één millimeter, de zogeheten kleinforams. Grootforams zijn overigens ook in de Sint-Pietersberg te vinden. Deze reuzen onder de forams zijn zo'n zeven tot tien millimeter groot.

 

Toen de Krijtzee zich ± 65 miljoen jaar geleden terugtrok kwam er een enorm pakket kalkafzettingen, honderden meters dik, aan de oppervlakte te liggen. In sommige lagen zijn vaak nog goed herkenbare grotere fossielen te vinden zoals belemnieten, schelpen, koralen of haaientanden. Daarnaast zijn er natuurlijk de meer spectaculaire krijtfossielen: de maashagedissen en zeeschildpadden.

 

Ook de bekende krijtrotsen bij Dover en -aan de Franse kant van het  Kanaal- bij Cap Blanc Nez bij Calais zijn een erfenis uit het Krijt. De krijtrotsen maken geologisch gezien deel uit van één en hetzelfde krijtplateau. Wanneer tijdens de ijstijden van het Pleistoceen de oprukkende ijskappen veel zeewater opslaan en de zeespiegel van de Noordzee tientallen meters daalt lopen de krijtrotsen als een soort landbrug door en verbinden Groot-Brittannië met het vasteland van Europa.

Er is dan geen Nauw van Calais. Vermoedelijk heeft de grote druk van het smeltwater een aantal malen een doorbraak van de landrug veroorzaakt, de eerste aanzet tot het huidige Nauw van Calais. Na de laatste IJstijd, het Weichselien, begint het zeewater weer te stijgen en wordt het Nauw van Calais een zeestraat. Groot-Brittannië en Frankrijk hebben nu ieder hun deel van het krijtplateau en de witte rotsen.

Mergel die geen mergel is

Mergel.

De Zuid-Limburgse kalksteen wordt in de wandelgangen mergel genoemd, geen correcte benaming want strikt genomen bestaat mergel voor twee derde uit kalk en voor één derde uit klei. Bij de Limburgse mergel praten we over bijna 96% zuivere kalk en 4% sporenelementen zoals ijzeroxiden. Geologisch gezien is het dus krijtsteen. Waarschijnlijk is de naam afgeleid van het Latijnse ‘marga', een term waarmee de Romeinen alle kalkhoudend gesteente met een min of meer zachte structuur aanduidden. Deze benaming is vervolgens als verzamelnaam voor dit type gesteente in gebruik gebleven. Pas toen geologen in de negentiende eeuw een wetenschappelijke indeling van de gesteenten opstelden, werd er onderscheid gemaakt tussen bijna zuivere kalksteen en kalksteen met klei. In het dagelijkse spraakgebruik veranderde er echter niets,  de naam ‘mergel' en Zuid-Limburg zijn nog steeds onlosmakelijk met elkaar verbonden.

 

Kalkhoudend gesteente is een vrij zacht gesteente. Vergeleken met de ‘echte' (geologische) mergel is de Limburgse mergel een vrij harde steen, zacht genoeg om te winnen en hard genoeg om geschikt te zijn als bouwsteen. De buitenkant van de steen  verhardt in de buitenlucht, wat de draagkracht ten goede komt. De geologische mergel is een heel zachte afzetting die aangetroffen wordt in Duitsland en Frankrijk. De bijmenging van klei zorgt voor een poreus gesteente met een korrelige structuur, ongeschikt voor bouwdoeleinden maar prima als grondverbeteraar, waarvoor het dan ook al eeuwenlang wordt gebruikt.

André Dumont en het Maastrichtien

André Dumont.

Halverwege de negentiende eeuw begonnen geologen gesteentelagen te beschrijven aan de hand van het gesteentetype en de fossielen die erin gevonden werden (stratigrafie). Zo kreeg men een beter inzicht in de opeenvolging van aardlagen. Zo'n beschrijving werd de referentiesectie, ofwel het stratotype, voor een bepaalde geologische periode.

De kalksteenlagen van de Sint-Pietersberg zijn voor het eerst door de Belgische geoloog André Dumont (1809-1857) gedetailleerd in kaart gebracht en gedateerd. Hij deelt ze in bij de laatste periode van het Laat-Krijt, zo'n 70-65 miljoen jaar geleden. Dumont was hoogleraar geologie en mineralogie aan de universiteit van Luik. In 1849 publiceerde hij de eerste geologische kaart van België, waarin ook de Sint-Pietersberg is opgenomen.

Dumont vernoemt deze laatste periode van het Laat-Krijt naar de stad Maastricht: het ‘Système Maastrichtien', kortweg het  Maastrichtien, een naam die sindsdien wereldwijd in gebruik is. Het stuk wand dat hij heeft onderzocht is uitgeroepen tot het stratotype voor het Maastrichtien. Het is te vinden aan de noordkant van de ingang naar de ENCI-groeve. De opeenvolgende lagen uit het jongste deel van het Laat-Krijt zijn daar goed te zien.

 

Al voordat Dumont zijn indeling van de kalksteenlagen publiceerde had Barthélemy Faujas Saint Fond tussen 1798/1799 en 1803 zijn ‘Histoire naturelle de la montagne de Saint-Pierre de Maestricht' uitgebracht. Een dik boekwerk met beschrijvingen en illustraties van de verschillende fossielen uit de Sint-Pietersberg, het eerste in zijn soort. Wetenschappelijke namen hadden de beschreven fossielen toen nog niet, dat kwam pas later.

Fossielen verzamelen was in de negentiende eeuw in Maastricht een veel voorkomende hobby. Vaak werd er niet zelf gezocht maar werden ze gekocht bij arbeiders die in de ondergrondse mergelgroeves werkten. Bekende verzamelaars zijn: Casimir Ubaghs, Johan-Theodoor Binkhorst van den Binkhorst en Joseph A.H. Bosquet.

 

Carla Janssen, Naturalis 2012 

Meer informatie

  • Faujas de Saint Fond, B. 1802. Natuurlijke historie van den St. Pieters Berg bij Maastricht; uit het Fransch door J.D. Pasteur.
  • Felder, W.M.; Bosch P.W. 2000. Krijt van Zuid-Limburg. - Serie: Geologie van Nederland, deel 5.
  • Romein, B.J. 1966. Ons Krijtland Zuid-Limburg II. Geologische geschiedenis van Zuid-Limburg. - Wet. Med. 61, KNNV, p. 34-42.
  • Schaïk, D.C. van 1948. Maastricht en de Sint Pietersberg.
  • Schaïk, D.C. van 1983. De Sint-Pietersberg.
  • Umbgrove, J.H.F. 1956. Ons land zeventig miljoen jaar geleden.

Auteurs

  • Carla Janssen

Meer sint-pietersberg