Geologiska grunder: Mineral och bergarter

Mineral

Jorden är uppbyggt av kristallina kemiska föreningar som kallas mineral. Olika mineral bygger i sin tur upp bergarter. Man behöver känna till 4 huvudtyper av mineral.

Primära silikatmineral är en omfattande grupp av mineral som tillsammans utgör 90% av jordskorpan. Det finns flera grupper av silikatmineral som innehåller olika näringsämnen, är olika lättvittrade och har olika struktur.

Fältspaterna är relativt svårvittrade silikatmineral som bland annat utgör huvudbeståndsdelen i granit. Ett exempel är kaliumfältspat, KAlSi₃O₈ som är rosa. Fältspaterna bildar ofta fasta lösningar med varandra.

Mafiska silikatmineral är en grupp av mer lättvittrade mineral, som bland annat innefattar amfibol, biotit och pyroxen. I granit ser man de mafiska mineralen som mörka korn. De mafiska mineralen är viktiga för näringsförsörjningen i jordar på granit.

Det hårdaste och minst vittringsbenägna silikatmineralet är kvarts, SiO₂. Kvarts är normalt mjölkvitt och halvgenomskinligt.

Karbonatmineral är främst kalcit, CaCO₃, och dolomit, CaMg(CaCO₃)₂. Karbonaterna vittrar lätt varvid det konsumeras sura vätejoner, H⁺. Den snabba vittringen gör att pH-värdet i markvattnet blir mycket högt, upp mot pH 7.8. Man säger då att marken är alkalisk.

Lermineral är en typ av sekundära silikatmineral som bildas då primära silikater vittrar. Lermineral har en skivig och spröd struktur och kan frigöra mineralnäringsämnen. Två exempel är montmorillonit och kaolin.

Övriga mineral som förekommer i Alsace är hydratiserad gips och apatit. Gips, CaSO₄ ∗ 2H₂O, bildas när havsvatten avdunstar i närvaro av karbonatmineral. Apatit är ett näringsrikt kalciumfosfat, Ca₅OH(PO₄)₃, som utgörs av fossila skelettrester.

Bergarter i Alsace

Alla terroirtyper i Alsace byggs upp av ett jordlager ovanpå fast berg. Även om den geologiska ammansättningen på en viss plats kan skilja sig mellan jorden och berget, så härrör jord och berg från sex huvudtyper.

Granit [eng. granite, fr. granit] är en hård vulkanisk bergart, komponerad av en blandning av primära silikatmineral. Sammansättningen kan vara 60% kvarts, 30% fältspater och 10% mafiska mineral. Eftersom granit (och kusinen gnejs) inte innehåller speciellt lättvittrade mineral säger man att det är en sur bergart. Graniten är gammal, minst 570 miljoner år.

Skiffer [eng. shale/schist, fr. schiste] bildas på samma sätt som sandsten. Kornen består dock av huvudsakligen fjäll av lermineral som lagt sig ovanpå varandra, samt ca. en femtedel sandkorn av silikatmineral. Skiffrar är flakiga och kan lätt klyvas. Den skiffer som finns i Alsace är cirka 450 miljoner år gammal.

Vulkaniska sediment [eng. vulcanic, fr. volcanique] utgörs av vulkaniska mineralpartikar som bildat sediment som senare pressats samman till en spröd bergart. De vulkaniska sediment finns i små fickor på några få platser, och bildades för cirka 360 miljoner år sedan.

Sandsten [eng. sandstone, fr. grès] utgörs av små sandkorn som pressats ihop under mycket högt tryck. Sandsten byggs huvudsakligen upp av kvartskorn, men kan även innehålla en liten andel lättvittrade karbonater. Sandstenen bildades för cirka 245 miljoner år sedan.

Kalksten [eng. limestone, fr. calcaire] utgörs av kalcit med visst inslag av dolomit. Kalksten är ganska mjuk, och vittrar lätt, både kemiskt och mekaniskt. Om dolomitinnehållet är 10-50% talar man om dolomitiserad kalksten. Kalksten har bildats under två epoker, för cirka 230 miljoner år sedan (Muschelkalk) och för 170 miljoner år sedan (oolitisk kalksten).

Märgel [eng. marl, fr. marne] är en ganska mjuk, kalkig, lerig sedimentär bergart som består av korn av karbonatmineral och lermineral i ungefär lika proportioner. Märgel är mycket näringsrikt. Märgel har bildats under två epoker, för cirka 205 miljoner år sedan (Keuper) och för 8 miljoner år sedan (Oligocen).