Feit of fabel? – Septarie ontstaat uit overleden dieren

Septarie is een bijzondere steen die de aandacht trekt met zijn unieke uiterlijk. Er circuleert bovendien een interessant verhaal over de oorsprong van septarie die teruggaat tot de Oudheid. Volgens het verhaal zouden septarieën (of septaria) ontstaan zijn uit de verharde vloeistoffen van overleden dieren, vandaar de bijnaam “drakenstenen”. In dit artikel vertel ik hoe septarie ontstaat en of het verhaal fabel of feit is. Septarie is overigens geen mineraal of edelsteen zoals vaak gedacht wordt, maar een gesteente. Het bestaat in de meeste gevallen uit een concretie van klei-ijzersteen met opgevulde spleten van verschillende mineralen. De processen van sedimentatie, uitdroging en kristallisatie dragen bij aan het unieke uiterlijk van septarie, met zijn kenmerkende patroon van lijnen of “adertjes” die door het gesteente lopen.

Septarie, kleisteen met calciet (Beilstein, Landkreis Cochem am Zell, Duitsland)

Bijzondere vorm van een concretie

Een concretie is een harde, compacte massa die gevormd wordt in sedimentair gesteente of los sediment, door het neerslaan van mineraal cement in de ruimte tussen de losse deeltjes. In het geval van een septarie (of septarische concretie) zijn dat klei-deeltjes die samen verharden door een kalkrijk ‘cement’.  Concreties zijn vaak eivormig of bolvormig, hoewel onregelmatige vormen ook voorkomen. Het woord ‘concretie’ is afgeleid van het Latijnse concretio ‘(handeling van) verdichten, condenseren, stollen, verenigen’, dat weer is samengesteld van con wat ‘samen’ betekent en crescere wat ‘groeien’ betekent.

Concreties vormen zich in sedimentaire lagen die al zijn afgezet. Ze vormen zich meestal vroeg in de afzettingsgeschiedenis van het sediment, voordat de rest van het sediment is uitgehard tot gesteente. Het kalkrijke cement dat de klei of zand deeltjes met elkaar verbindt maakt de concretie vaak harder en beter bestand tegen verwering dan de laag waar de concretie in zit. Bij verwering blijven daarom de concreties over en worden door ons gevonden. Naast septarische concreties van klei kennen we ook concreties van zandsteen, zoals bijvoorbeeld de zgn. ‘Moqui Marbles’, en concreties van pyriet. 

Links: Paar ‘Moqui Marbles’, zandsteen concreties met een buitenste laag van ijzeroxiden (Navajo-zandsteenformatie, Utah, Verenigde Staten)

Rechts: Pyriet concretie uit schalie (Dongchuan Cu ore field, Dongchuan District, Kunming, Yunnan, China)

Ontstaan en geologische achtergrond

Septarie is dus een sedimentair gesteente dat ontstaat uit modderige sedimenten die zich afzetten op de zeebodem of in ondiepe wateren. Deze modder en klei bevat ook organisch materiaal zoals uitwerpselen, dode dieren, planten, schelpjes, enzovoort. Tijdens het verrottingsproces spelen vervolgens bacteriën een belangrijke rol bij een chemische reactie (sulfaatreductie) en vormen onder anderen het carbonaat ion (CO₃^2-). Vervolgens dringen calcium-ionen (Ca²⁺) uit het zeewater in de klei. Doordat daarbij CaCO₃ (= calciet) ontstaat verhardt de klei vanaf de buitenkant naar het midden. De calciet fungeert als een soort cement voor de klei en ook breuken en spleten worden daarmee opgevuld. Afhankelijk van de samenstelling van de bodem kunnen hierbij ook andere mineralen ontstaan. 

Algemeen wordt aangenomen dat concreties stapsgewijs van binnen naar buiten groeiden. Over de oorsprong van de carbonaatrijke septaria wordt nog steeds gediscussieerd. De op dit moment meest waarschijnlijk geachte mogelijkheid is dat door uitdroging de buitenste schil van de concretie verhardt, terwijl de matrix van klei aan de binnenkant uitdroogt en krimpt waardoor er barsten ontstaan. Septarie stenen vertonen daardoor meestal een interne structuur van veelvlakkige blokken (de matrix) gescheiden door met mineralen gevulde uitstralende scheuren (de septa) die taps toelopen naar de rand van de steen. Deze barsten vullen zich vervolgens met andere mineralen. De naam septarie is dan ook afgeleid van het Latijnse woord septum, dat ‘afscheiding, scheidingselement’ betekent. Denk aan ons neustussenschot of scheidingswand in het hart die ook septum genoemd worden. 

Septarie, twee helften van knol van klei-ijzersteen met duidelijk een verharde rand en een gebarsten binnenzijde, de barsten zijn volledig opgevuld met calciet (Oujda, Marokko)

Mineralen in septarie

De matrix bestaat meestal uit klei-ijzersteen, terwijl de scheurvulling meestal calciet is. Het calciet bevat vaak aanzienlijk ijzer en kan insluitsels van pyriet en kleimineralen hebben. Het bruine calciet dat veel voorkomt in septarie kan ook gekleurd zijn door organische verbindingen die geproduceerd zijn door bacterieel verval van organisch materiaal in de oorspronkelijke sedimenten. Naast calciet kunnen de barsten zich ook vullen met andere mineralen, zoals aragoniet, bariet, gips, celestien maar ook kwarts en pyriet.

Vaak zijn de scheuren in een septarie volledig gevuld met een mineraal, maar regelmatig blijft er ook een holte over en zijn er duidelijke kristallen zichtbaar. Er worden zelfs fraaie heldere kwarts kristallen gevonden in de holtes in septarie. In een aantal gevallen is er ook duidelijk bewijs dat de initiële concretie zich rond een soort organische kern vormde, in sommige septarie knollen vinden we dan ook fossiele schelpen bijvoorbeeld. 

Septarie, kleisteen met donkere en lichte calciet, de lichte calciet heeft zichtbare kristallen kunnen groeien omdat de holtes niet helemaal opgevuld zijn (Muddy Creek, Orderville, Kane Co., Utah, Verenigde Staten)

Links: Septarie, kleisteen met calciet en pyriet (Steendorp, België)

Rechts: Septarie, kleisteen met sideriet (Arpke kleigroeve, Lehrte, Hanover, Duitsland)

Heldere dubbeleinder kristallen van kwarts in septarie, zgn. ‘Mirabeau diamanten’, met dolomiet (Ribiers, Cote d’Azur, Frankrijk)

Links: Septarie met bariet-‘bloem’ op calciet (Warden Point, Isle of Sheppey, Swale, Kent, Engeland)

Rechts: Septarie, pyriet in gele klei-ijzersteen (vaak aangeduid als ‘limoniet’), pyriet is blootgelegd door zandstralen (recente vondst uit Pakistan)

Bekende vindplaatsen van septarie

Septarie wordt wereldwijd gevonden, maar enkele van de bekendste vindplaatsen zijn te vinden in gebieden met grote sedimentaire afzettingen, zoals Utah (VS), Madagaskar en Marokko. Maar ook dichterbij huis, in Duitsland, België, Frankrijk en zelfs in Nederland kunnen septarieën worden aangetroffen als knollen, brokken of geodes, vaak in de buurt van oude zeebodems of voormalige modderige gebieden.

Links: Trommelsteen van septarie, kleisteen met donkere en lichte calciet (Muddy Creek, Orderville, Kane Co., Utah, Verenigde Staten)

Rechts: Septarie, kleisteen met gele calciet (Ochtrup, Duitsland)

De Septarie-fabel?

Om nog even terug te komen op het verhaal van het lichaamsvocht als bron voor septarie: er zit dus wel een kern van waarheid in, maar je kan het niet zo letterlijk stellen. Zoals je hierboven hebt kunnen lezen zit het iets ingewikkelder in elkaar, hoewel het natuurlijk wel een spannend verhaal is. 

De modder en klei waar septarie uit ontstaat bevat organisch materiaal dat onder anderen door bacteriën wordt omgezet waardoor verschillende mineralen ontstaan. De organische verbindingen die geproduceerd zijn door bacterieel verval kunnen bovendien de mineralen een andere kleur geven. Dus indirect levert ‘organisch materiaal’ wel een bijdrage aan de vorming van de mineralen in septarie, maar het is niet letterlijk “lichaamsvocht van dode dieren”.

Septarie, kleisteen met calciet (Beilstein, Landkreis Cochem am Zell, Duitsland)

Gewoon mooi

Septarieën hebben dus niet alleen een esthetische aantrekkingskracht vanwege hun unieke patronen en kleuren, maar ze hebben ook waardevolle geologische en wetenschappelijke betekenis. Door hun ontstaansgeschiedenis bieden septarische concreties inzicht in sedimentaire processen en kunnen ze ons helpen de geschiedenis van de aarde beter te begrijpen. Maar of je nu een liefhebber bent van geologie of een verzamelaar van edelstenen of mineralen, septarie is in ieder geval ook gewoon mooi om naar te kijken.