Geologie van beeldhouwstenen

Steen is miljoenen jaren geleden ontstaan, in een heel langzaam proces, door druk van de aarde, druk van beneden af of van bovenaf en is te onderscheiden in drie hoofdgroepen van soorten steen.

Stollingsgesteenten

Deze steen ontstond, doordat gloeiend heet magma uit de diepte van de aarde omhoog kwam. Als het onder het oppervlak van de aarde bleef en langzaam afkoelde ontstond o.a. graniet en dioriet. Graniet komt het meeste voor en wordt her en der op de aarde gevonden bijv. in Scandinavie, Zuid-Afrika, Brazilie, Noord-Amerika en Groot-Brittannie. Door de menging met verschillende mineralen en zuurstof komt het in allerlei kleuren voor. Deze steen is glanzend te polijsten.

Soms vloeide de lava via gangen en pijpen in de aardkorst naar buiten en koelde daar snel af. Dit gesteente heet ganggesteente en plaatgesteente, voorbeelden daarvan zijn o.a. basalt, porfier obsidiaan en diabaas. Basalt wordt bijv. gevonden in Schotland. Stollingsgesteenten behoren tot de hardste steensoorten op aarde.

Afzettingsgesteenten

Deze steen ontstond, doordat er uitwendige krachten op het aardoppervlak inwerkten. Van de bergen kwam via gletsjers en rivieren erosiemateriaal mee naar beneden en werd onder hoge druk samengedrukt met fossiele resten en schelpen door de zeeën die er eerst waren. Eronder vallen bijv. leisteen, zandsteen- en kalksteensoorten. In Duitsland wordt gele en rode zandsteen gevonden, kalksteen komt o.a. uit Frankrijk, Spanje, Egypte en Azie en komt voor in diverse kleuren o.a. wit, geel, roodachtig, grijs of zwart. Deze stenen zijn niet glanzend te polijsten, maar wel goed te bewerken met de puntbeitel en de hamer.

Omzettingsgesteenten

Deze steen ontstond door een omzetting of metamorfose na inwerking van hoge druk en verhitting, wat chemische processen teweegbracht. De eigenlijke structuur van de steen veranderde daardoor en er ontstond een nieuwe steensoort. Steen waarbij dit gebeurde wordt meestal dichtbij vulkanische grond gevonden en zijn bijv. speksteen, albast, marmer, travertijn en serpentijn. Deze stenen kunnen ook sterk variëren in kleur en hun vindplaatsen zijn over de hele wereld o.a. in Spanje, Portugal, Italie, Griekenland, Zimbabwe, VS, Noorwegen. Travertijn is daarbij een soort gatenkaas steen, omdat het vaak holtes heeft. Door hun compactheid zijn deze stenen glanzend te polijsten. Het bewerken varieert.

Door het miljoenen jaren in beslag nemende transformatieproces, kan een bepaalde steensoort in de loop van de tijd veranderen in een andere steensoort.

INDELING PER SOORT OM TE KUNNEN BEWERKEN

Harde steensoorten om te bewerken zijn alle stollingsgesteenten graniet, dioriet, porfier, diabaas, obsidiaan, basalt. Al deze steensoorten kunnen alleen goed bewerkt worden met diamantgereedschap, wat het erg kostbaar maakt.

Graniet Graniet is een vulkanische hardsteen. De naam graniet komt van granus, wat korrel betekent., hoewel het stollingsgesteente niet tot de korrelige gesteentes behoort. Als het magma in het binnenste van de aarde afkoelt, ontstaat o.a. graniet, dat verschillende mineralen bevat. Het gelijkmatigst is het witte of roze veldspaat, dat als bindmiddel van het harde kwarts en van mica dient, maar ook van andere mineralen die kleur aan de steen geven. De steen is constant grofkorrelig en daarom goed te polijsten tot hoogglans. Bij het bewerken van graniet wordt meestal diamantgereedschap gebruikt (widia). Vindplaatsen van graniet zijn in Frankrijk, Italie, Sardinie, Spanje en Portugal, India, rode graniet uit Zweden, Finland en Argentinie, zwart uit Uruguay, Zuid-Afrika en Brazilie. De zwerfstenen in Nederland bestaan meestal uit graniet uit Scandinavië.

- basalt – is eigenlijk een uitvloeiingsgesteente, dat op het oppervlak van de aardkorst gevormd wordt De meeste basalt in Nederland komt uit de Duitse Eifel. Het kan zwart, grijs, blauwachtig, groenachtig en zelfs roodachtig zijn. Goed gepolijst heeft het een metaalglans.

- diabaas of doleriet– is donkergroen tot bijna zwart is makkelijker te polijsten dan te bewerken. Het is een ganggesteente.

- dioriet – is het harde, zwarte gesteente, dat in Mesopotamie in trek was. Het is een diepte- en ganggesteente.

- gabbro of zwart graniet– is zwart/grijzig, maar krijgt na bewerking witte en groenige tinten. Vindplaats o.a. Essex in Engeland. In gabbro worden veel metalen aangetroffen.

- gneis kan een vrij constant gespikkeld uiterlijk hebben, dat lijkt op graniet. Maar er zijn ook gneis soorten met een (on)regelmatige waaiering van kleuren. Dit vertelt iets over de herkomst van de soort. Gneis is ontstaan door een metamorfose (omzetting) van één of meerdere andere gesteenten, zoals graniet of zandsteen. Vooral rood-, bruin- en grijstinten komen veel voor.

- obsidiaan – is een natuurlijk voorkomend vulkanisch glas met een metaalglans, bestaat uit niet-uitgekristalliseerde lava en is daarom breekbaar. De kleur is meestal donkergroen tot zwart.

- porfier – is roodachtig of paars en bevat veldspatenkristallen en is moeilijk bewerkbaar. Het is een ganggesteente. Van porfier is sprake als dit leidt tot het voorkomen van een mengsel van diverse grove mineralen in een fijnkorrelige grondmassa. Vindplaatsen zijn o.a in België, in de oudheid ook in Egypte.

- syeniet - lijkt op graniet maar bevat weinig kwarts, waardoor het beter te bewerken is. Het kan roze, violet, groen of grijs zijn. Het is een dieptegesteente.

Vervolgens zijn er de HARDSTEENSOORTEN zoals het Italiaanse dolomiet, Duitse en Noorse muschelkalksteen, Belgische blauwe hardsteen. Deze soorten vragen een bewerking met widia gereedschap. Dit is gereedschap dat is voorzien van een laag wolfraamcarbide (94%) met kobalt, dat zeer hard is. De naam widia is afkomstig van het Duitse wie Diamant. In de praktijk betekent dit, dat in de puntbeitels dan een extra verharde punt is gemaakt.

Blauwe (Belgische) hardsteen of arduin is een kalksteen met een min of meer uitgesproken blauwgrijze kleur die wordt gekenmerkt door de aanwezigheid van zeer veel resten crinoiden. Crinoïden zijn kleine skeletjes van zeelelies. Zeelelies zijn diertjes die op de bodem van ondiepe zeeën leven. Bij het afsterven bleef hun kalkskelet op de bodem achter en samen met de calciet afzetting die het geheel aan elkaar smeedde, vormde zich in de loop van jaren de blauwe hardsteenlaag. De steen is dus een aaneenkitting van crinoïden door microkristallijn calciet. De kleur wordt bepaald door zeer fijn verspreid koolstof. Het wordt op diverse plaatsen in België gewonnen.

De Belgische hardsteen, van Laat-Devonische tot en met Vroeg-Carboon-ouderdom, komt met name voor in de Ardennen. De kalksteen is daar ontstaan in een ondiep marien afzettingsmilieu waar veel leven te vinden was. Doordat het afzettingsmilieu veelal reducerend was, zijn zwavelhoudende mineralen ontstaan en bevat de kalksteen een hoog percentage organisch materiaal. Hierom wordt het ook wel "kolenkalk" genoemd. Het H2S (waterstofsulfide) dat vrijkomt als er op het gesteente geslagen wordt, heeft het de naam "stinkkalk" opgeleverd. Het stinkt naar mest. Omdat het gesteente zo hard en dicht is wordt het in de volksmond ook petit granit genoemd. Graniet is echter een stollingsgesteente en de 'blauwe' hardsteen een afzettingsgesteente.
Er kunnen fossielen in aangetroffen worden.

Andere namen voor deze steensoort:
Belgische blauwe hardsteen, Blauwe steen, Blauwsteen, Belgische hardsteen, Hardsteen, Naamse hardsteen, Arduin, Blauwe Arduin, Escosijnse steen, Crinoïdekalksteen, kolenkalk, stinkkalk, petit granit.

Dolomiet In zijn voorkomen lijkt dolomiet op calciet, maar het lost slecht tot niet op in zoutzuur. Het is niet precies bekend hoe het mineraal wordt gevormd, een mogelijkheid is dat het gebeurt in ondiep zeewater in (sub-)tropische gebieden, maar ook andere mechanismen zijn mogelijk. Hoewel het gesteente meestal niet door sedimentatie ontstaat, wordt het toch tot de sedimentaire gesteenten gerekend. Groene, grijze, geelbruine en bruine varianten. Het wordt ook gebruikt als grondstof voor cement.

Muschelkalksteen of Kirchheimer Kalksteen, bruin en lichtgrijze varianten en structuurvarianten zoals «krensheimer muschelkalksteen»: polijstbare kalksteen welke gewonnen wordt bij Krensheim in de omgeving van Würzburg, Duitsland. De steen heeft een bruinachtig grijze ondergrond, wisselt per laag van kleur, en heeft een fijne adering. De steen is opgebouwd uit talloze resten van schelpen, is vaak duidelijk gelaagd en is homogeen van structuur en kwaliteit. Het breukvlak is grofkorrelig.

MIDDELHARDE STEENSOORTEN om te bewerken zijn marmer, travertijn, springstone (= een harde serpentijnsoort) en kalksteen.

Kalksteen is een afzettingsgesteente dat voor een groot deel bestaat uit calciumcarbonaat. Kalksteen bevat vaak fossielen, zoals schelpen, ammonieten en veel micro-organismen. In kalksteen treden vaak karstverschijnselen op zoals grotten met druipstenen, dolines, poljes en diepe karstdalen. In Zuid-Limburg komt de kalksteen op veel plekken aan de oppervlakte. Ten onrechte wordt de kalksteen hier ook mergel genoemd. In België komt in de Ardennen op veel plekken kalksteen voor. De White Cliffs van Dover bestaan ook uit kalksteen. De steen varieert van wit tot grijs, soms okerkleurig (turkse) tot bruin, roodachtige,, maar ook zwarte uit Calatorao in Spanje. Vindplaatsen in Europa zijn in Frankrijk, Duitsland, Engeland, Italië. Bewerking vindt plaats met jop, puntbeitel, tand en platte beitel, schuren met caborundumsteen. De steen is niet tot hoogglans te polijsten.

Marmer is gemetamorfeerd kalksteen, bestaande uit zeer puur calciumcarbonaat. Vanwege zijn zachtheid, relatieve isotropie en homogeniteit is marmer zeer gewild als bouwmateriaal en in de beeldhouwkunst. De temperaturen en drukken die nodig zijn om kalksteen om te vormen in marmer zijn dermate hoog, dat eventueel in de kalksteen aanwezige fossielen vernietigd worden. Het woord "marmer" komt van het Griekse woord "marmaros" dat "glanzende steen" betekent. Marmer wordt op diverse plaatsen in de wereld gewonnen o.a. Italië (wit, grijs, anthraciet, rood, groen), Griekenland (wit, ivoorkleurig), Spanje (wit, grijs, grijswit) Portugal (roze), Turkije (rood), Belgie (zwart), Pakistan en Frankrijk (groen) en kan allerlei verschillende kleuren hebben. Naast kleurverschillen zijn er ook verschillen in adering van fijn tot grof. De bewerking vindt plaats met marmergereedschap – puntbeitel, tandbeitel, platte beitel, raspen, vijlen, schuren, polijsten, eindafwerking met o.a. bijenwas, inbranden van zuren, geconcentreerd zeepsop van groene zeep.

Onyx is een compacte, middelharde, glasachtige steen, gelaagd in kleuren variërend van ivoor en honinggeel tot roze en lichtgroen. Het is een glaschatige steensoort, die ook wel onyxmarmer wordt genoemd. Het heeft de hardheid van marmer.Onyxen worden ook gebruikt om andere stenen mee te splijten. Door de gelaagdheid van de steensoort is deze steen niet aan te raden voor de beginnende beeldhouwer. De bewerking vindt plaats met zaag, puntbeitel, tandijzer, raspen, schuren, polijsten, in de was zetten.
Onyx wordt gevonden in Brazilië, Madagaskar, Mexico, Uruguay, de Verenigde Staten en Pakistan, India, Iran en Turkije.

Springstone is een harde serpentijn steensoort, hoe zwarter hoe harder. Deze soort wordt gewonnen in ondiepe steengroeves, meestal afkomstig uit Zimbabwe, Afrika . De kleur is anthraciet/zwart. De naam Springstone is ontstaan, doordat bij het bewerken met de hamer en de beitel, de stukken steen eraf springen.

Travertijn is een kalksteen die gevormd wordt door de neerslag van kalk uit oververzadigd water uit warme bronnen. Takjes, bladeren en ander materiaal dat in dit water valt en later verteert, veroorzaken de kenmerkende onregelmatige poriën/holtes in dit materiaal. Travertijn ontstaat wanneer het zuurstof-gehalte in het water lager wordt (bijvoorbeeld door een stijging van de temperatuur) en kalk neerslaat Het vertoont ook crème of roodachtige aders. Het is een kalkhoudende albastsoort. Het is aardachtiger, harder en compacter dan albast, maar heeft een fijne korrel en gaat bij polijsten glanzen. Een belangrijke vindplaats van travertijn is het plaatsje Tivoli ten oosten van Rome. Travertijn wordt als bouwmateriaal gebruikt en voor beeldhouwwerken. Het Colosseum in Rome is deels opgebouwd uit travertijn, evenals verschillende fonteinen in Rome en de St. Pieterskerk van het Vaticaan.

ZACHTE STEENSOORTEN om te bewerken zijn speksteen, albast en zandsteen.

Albast - Kalkalbast is een geelachtig wit, vrij hard marmer. Het wordt ook oriëntaalse albast genoemd omdat het al in de oudheid bewerkt werd in het Midden-Oosten. Een andere naam is onyxmarmer, omdat de gebande structuur aan onyx herinnert. De Griekse naam alabastrites is wellicht afkomstig van de stad Alabastron, in Egypte, waar de steen werd gedolven, maar het is ook mogelijk dat de stad naar de steen is vernoemd. Er is tevens gesuggereerd dat de naam uit het Arabisch stamt. Het oriëntaalse albast werd veel gebruikt om parfum- en zalfflesjes van te maken. Bovendien werden Egyptische canopische vazen vaak van albast gemaakt.

- Gipsalbast is een compacte, zachte en wat doorschijnende steensoort die bestaat uit niet helemaal uitgekristaliseerd gips en wordt in knollen aangetroffen. De kleur is transparant wit tot rood-oranje. De vindplaatsen zijn onder andere Italie, Spanje en Egypte. Aan de buitenkant vertonen de albastknollen vaak onregelmatigheden. Kleiresten en delen aarde bevinden zich hier voor een deel in de steen. Deze verontreiniging is karakteristiek voor albast en verleent de steen mede hierdoor zijn charme. Tegenwoordig wordt gipsalbast nog steeds gebruikt voor het vervaardigen van kunst- en gebruiksvoorwerpen. De bewerking vindt plaats door hakken met de platte beitel, tandbeitel, raspen, schuren, polijsten, in de was zetten.

Serpentijn - Het mineraal serpentijn of clinochrysotiel is een magnesium-ijzersilicaat. Het mineraal kan rood, geel, wit en groen zijn. De groene kleur is typisch voor het mineraal in het mantelgesteente serpentiniet. Het mineraal serpentijn is, net als het gesteente serpentiniet, genoemd naar het Latijnse woord serpens, dat "slang" betekent. De vorm waarin de mineralen gegroeid zijn in het gesteente doet denken aan de vorm van een slang. Ook werd het vroeger wel gebruikt als geneesmiddel tegen slangebeten. De andere naam voor serpentiniet, clinochrysotiel, is afgeleid van de Griekse woorden clinos, chrysos en tilos (respectievelijk "krom, scheef", "goud" en "vezel"). Het wordt zo genoemd door de goudkleurige vezelige structuur dat het mineraal kan aannemen. De kleuren varieren van bruin tot groen en rood. Er zijn diverse soorten serpentijn, variërend van zachter (vermengd met speksteen) tot harder (springstone, zie bij middelharde stenen).
Serpentijn is een verzamelnaam voor een grote groep steensoorten. De bekendste hiervan zijn de Steatiet (=donkerpaars/groen), Zwart / Bruine (Zebra)serpentijn, Opal serpentijn en springstone (zwart). Hierbij is steatiet een relatief zachte steen en Springstone erg hard. Voorradig en ook de meest voorkomende steen in Zimbabwe zijn de middelharde serpentijn typen als de zwart/bruine en de opal varianten. Bijna iedere steen heeft een roestbruine schil. Dit wordt ook wel een verwerings- of oxydatielaagje genoemd en is vrij zacht en bros.

De bewerking vindt plaats door hakken met de puntbeitel, tandbeitel, platte beitel, raspen, schuren, polijsten, in de was zetten.

Benamingen : donkerpaars/groene serpentijn = steatiet, Bruin/groen = Fruitserpentijn, Groene serpentijn, Zwart/Bruine (zebra) serpentijn, Green Opal, Spotted Opal (= lichtbruin, zandkleur), Cobalt serpentijn (= zwart), Springstone (= zwart),

Lepidoliet: zeer harde kristallijne paars/blauwe serpentijn, Leopard serpentijn: vrij harde geel-groen-zwarte gevlekte serpentijn.

Speksteen of zeepsteen - Een belangrijkste vindplaats van speksteen is in het noorden van Finland. Andere vindplaatsen zijn Zimbabwe, Brazilie, Noorwegen, China en India. De hardheid van de steen varieert per regio waar het gedolven wordt. Het is een compacte, zeer zachte, vettige steensoort, maar kent ook wat hardere soorten bijv. de Indiase speksteen. Speksteen wordt ook toegepast als kachelomhulsel, omdat het erg goed warmte vasthoudt en is bijvoorbeeld ook basismateriaal voor talkpoeder. De steensoort heeft veel verschillende kleuren bijv. wit, roze, oker, zwart en grijs gestreept, groen, beige, paars. Bewerking vindt plaats door te zagen met de handzaag, raspen, vijlen, schuren met water, in de was zetten.

Zandsteen is een sedimentair- of afzettingsgesteente dat voornamelijk bestaat uit zandkorrels. Bij sedimentatie van zandkorrels worden ook silt, kalk, grind, glimmers, veldspaat en andere gesteentefragmenten afgezet. Door verwering wordt een van oorsprong geelbruine zandsteen grijs. Door het voorkomen van bepaalde oxides en andere mineralen kleuren varianten bruinrood. Zandsteen werd in Nederland en Belgie vrij veel toegepast als bouwmateriaal. In Nederland vooral de zandsteen uit Bentheim. Sinds 1951 is het bewerken van zandsteen in Nederland verboden, vanwege de grote hoeveelheid kwartsstof die bij het hakken vrijkomt. Dit veroorzaakt de longziekte silicose. Sinds die tijd wordt oude zandsteen bij restauraties vaak vervangen door Vaurion. Dit verweert echter veel lichter. Daarom wordt ook wel gekozen voor de donkere steensoorten Peperino of Basaltlava. In Nederland komt zandsteen aan de oppervlakte in het oosten van Twente, bij Winterswijk en in Limburg. Zandsteen heeft een zekere mate van poreusheid en kan daardoor een goed reservoir voor grondwater of olie/gas zijn. De meeste reservoirs van de olie- en gasvelden van de Noordzee en ook Slochteren zijn zandstenen. De Slochterense zandsteen is een in het Rotliegend afgezet eolische zandsteen. Vindplaatsen liggen over de hele wereld. De steensoort is grofkorrelig en daarom niet te polijsten. Bewerking vindt plaats met jop, puntijzer, tandijzer, platte beitel, raspen.