Steen onder de loep: petrografie

Het beschrijven van steen

Petrografie is het beschrijven van gesteentes. Een aantal kenmerken zijn op het zicht te beschrijven: kleur, gelaagdheid, fossielen, compactheid, enz. Maar geologen gebruiken bijkomende hulpmiddelen om een steen in verder detail te beschrijven, en die uiteindelijk ook heel precies te gaan determineren. De meest gebruikte techniek maakt gebruik van de optische microscoop. Hierbij wordt de steen bestudeerd met gepolariseerd licht en vergrotingen tot wel 500x en meer. Dit maakt verschillende details zichtbaar zoals de onderlinge relatie tussen korrels, de manier waarop de steen gebonden is, microfossielen en zelfs de exacte mineralogie.

Steen transparant maken

Om de textuur en de mineralogie te bestuderen wordt gebruikgemaakt van een dunslijpplaatje. De steen wordt ingebed in een hars en vervolgens machinaal en handmatig gereduceerd tot een geslepen oppervlak van slechts 0,03 mm dik. Hiervoor wordt de steen op een draagglaasje gekleefd, dat deze dunne snede zal ondersteunen voor verder gebruik. De steen is nu zo dun dat de meeste mineralen transparant zijn. Voor het maken van zo’n preparaat is maar een klein staal nodig; meestal gaat het om een oppervlak van om en bij 3 x 4 cm². Maar het maakproces bestaat uit meerdere stappen, waardoor de vervaardigingstijd al gauw oploopt tot boven vier weken, en dan is de studie nog niet gestart. Een petrografische analyse vraagt dus de nodige tijd.

Onder de microscoop wordt dit dunslijpplaatje bekeken met doorvallend licht. Zo zijn de opbouwende bestanddelen erg volledig te beschrijven. Omdat het licht doorheen het mineraal valt, is er ook informatie uit de diepte aanwezig die betrekking heeft tot mineralogische eigenschappen zoals kleur, vorm, splijting of tweelingen. Mineralen worden trouwens gekenmerkt door een optisch effect dat onderzoekers beschrijven als dubbelbreking en zich uit als een kleurenshift. Onder gekruiste polarisatoren kunnen petrografen deze dubbelbreking bestuderen en gebruiken om de mineralogische samenstelling van een gesteente te bepalen. Een beschrijving wordt dus meestal ondersteund met beelden in enkelvoudig gepolariseerd licht voor de textuur en kleur en gekruist gepolariseerd licht voor de mineralogie. Op basis van de samenstelling en textuur wordt het gesteente dan exact gedetermineerd. Daarnaast kunnen ook degradatiefenomenen bestudeerd worden.

Classificatie en herkomstbepaling

De classificatie binnen gesteentegroepen gebeurt traditioneel aan de hand van optische microscopie. Dit behoort tot een van de eerste stappen bij het opmaken van een technische fiche. Het bepalen van het gesteentetype geeft immers een van de eerste aanwijzingen omtrent hun eigenschappen en mogelijke toepassingen. Marmers kunnen qua uitzicht van elkaar verschillen, maar elke marmer zal gevoelig zijn voor zure reinigingsproducten. Verder geeft dit ook houvast voor de controle van natuursteen. De methode kan immers gebruikt worden om te identificeren en hun herkomst te bepalen, op voorwaarde dat deze voorkomen in een beschikbare referentiedatabank. Ook dat is een van de redenen waarom er petrografisch onderzoek gekoppeld wordt aan de opmaak van een technische fiche. De methodiek voor petrografische beschrijvingen met optische microscopie is gestandaardiseerd onder EN 12407 (2019) Natural Stone Test Methods - Petrographic Examination. Deze standaard beschrijft de procedure in meer detail en geeft ook richtlijnen voor een conforme beschrijving met de juiste terminologie en definities.