Afbeelding 1. In de Waddenzee (linker foto) vinden we zeeklei. Hier wordt nog dagelijks nieuwe zeeklei afgezet. Rechter foto: steengroeve bij Winterswijk (Gelderland, NL) met donkere klei die meer dan 170 miljoen jaar geleden tijdens de geologische periode Jura (Lias) in zee is afgezet. Tegenwoordig vinden we deze zee-afzetting dus ver landinwaarts. De grijsbruine afzetting erboven is jonger. Ze stamt uit het Saalien, het voorlaatste glaciaal.

Ontbinding van organisch materiaal 

Het ontstaan van septariën is nog steeds niet geheel duidelijk. Er wordt aangenomen dat ze het gevolg zijn van de ontbinding van organisch materiaal. Dit zet een proces in gang waarbij opgelost kalkcement rond het ontbindend organisch materiaal tussen de kleideeltjes kan neerslaan. Hierdoor ontstaat een concretie (afbeelding 2 laat zien hoe zo’n concretie rond stukjes hout er uitziet) die harder is dan het omringende sediment. Bij verwering van het gesteente blijven de concreties over en die vinden we dan terug.

Afbeelding 2. Zogenaamde Steinhardter Erbsen uit het Oligoceen (Tertiair; Paleogeen), afkomstig uit de omgeving van Bad Sobernheim in de Duitse deelstaat Rheinland-Pfalz. Deze concreties zijn ontstaan rondom stukjes hout, dat bij het linker en rechter opengekapte exemplaar te zien is.

Het ontstaan van scheuren en barsten 

Scheuren en barsten kunnen in een gesteente niet alleen ontstaan door uitdroging, maar ook door afkoeling. Die veroorzaken namelijk allebei krimp (afbeelding 3). Verder kunnen scheuren en barsten veroorzaakt worden door tektonische verschijnselen. Denk hierbij bijvoorbeeld aan vervorming van gesteenten bij gebergtevorming. 

Afbeelding 3. Als modder/klei droogt, ontstaan typische krimpscheuren (links). Datzelfde gebeurt als magma (basalt) afkoelt (midden). Van de zijkant gezien, kan basalt met zulke krimpscheuren er als zuilen uitzien (rechts). Scheuren en barsten in gesteenten kunnen naderhand met mineralen opgevuld worden.

Voor septariën wordt meestal uitgegaan van scheuren en barsten die ontstaan door uitdroging. Maar ook tektonische krachten worden wel genoemd. 

Opvulling van de scheuren en barsten met mineralen 

Scheuren en barsten in gesteente worden vaak opgevuld met mineralen. Daarbij kan het gaan om hydrothermale afzettingen. In dat geval komen mineralenrijke, warme oplossingen in de scheuren en barsten terecht waarna ze kristalliseren en afkoelen. Daarbij kunnen ze aders vormen. Dat is bijvoorbeeld het geval bij kwartsaders die we veelvuldig in gesteenten tegenkomen (afbeelding 4). Een andere mogelijkheid doet zich voor bij chemische verwering. Mineralen uit een gesteente lossen dan op om later weer afgezet te worden in spleten en scheuren. Vooral zuur water kan een rol spelen bij het oplossen van mineralen in een gesteente.

Afbeelding 4. Gesteenten kunnen vervormd raken door tektonische krachten. Scheuren en barsten die daarbij ontstaan worden vaak opgevuld met mineralen, vaak kwarts. Op de foto links zijn zulke kwartsopvullingen als witte strepen te zien in een rotswand. Als zulke rotsen verweren, kunnen brokstukken ervan door riviertransport afgerond raken. We vinden ze dan als zwerfstenen terug. Het stuk kwartsiet (rechts) met witte kwartsbanden (de opvulling) is daar een voorbeeld van.

En dan naar de septariën zelf 

We hebben al gelezen dat een kalkcement tussen de kleideeltjes van de zich vormende concretie kan neerslaan waardoor die concretie harder dan het omringende sediment zal worden. Maar ook de spleten en scheuren in de concretie worden ermee opgevuld. In dit geval zien we het kalkcement terug als calciet, vaak als mooie kristallen en met kleurvariatie. Maar niet alleen calciet komen we tegen als opvulsel van de septarie-concreties. We treffen er bijvoorbeeld ook kwarts, bariet, pyriet en sideriet in aan. 

Afbeelding 5. Verschillende septariën. In de afbeeldingen links en in het midden kunnen we er mooie calcietkristallen in zien zitten.

Alleen kan men zich hier de vraag stellen hoe holle septariën (afbeelding 5, rechter foto) dan ontstaan. Is dat dan ook door krimp? En levert krimp dan zo’n grote holte op? Leidt die krimp dan niet eerder tot de bovengenoemde spleten en barsten? 

Afbeelding 6. Septarie waar pyriet in zit (links). Vooral bij de rode pijl is dat te zien. Ook bij het brokstuk van de septarie op de middelste foto is pyriet (als goudkleurige stipjes) te zien. De rechter foto laat weer een heel ander soort septarie zien.

En hoe zit het met septariën die met (vaak mooi gekristalliseerde) mineralen opgevuld zijn? Daar was toch ook een holruimte voor nodig om deze te laten ontstaan (afbeelding 5, linker foto)? Deze mooi opgevulde septariën zien er toch niet uit als een opvulling van spleten en barsten? Zulke septariën doen eerder denken aan geoden. Maar zoals al gezegd: het ontstaan van septariën is nog steeds niet geheel duidelijk.

Afbeelding 7. Septariën worden ook ‘voor de sier’ bewerkt. Links zien we een gepolijst plaatvormig stuk septarie met een opvulling van bruinige en gelige calciet. Rechts zien we siereieren, gemaakt van septariën.