sleuf te zien die ontstaan zijn onder invloed van opvriezing en ontdooiing De Gilze- breuk bij van bodems tijdens de laatste ijstijd.

Stratigrafie Ronald T. van Balen, Kees.Kasse, Dick Edelman Vanwege de structuur, afschuivingen R. T. van Balen, K. Kasse, Afdeling Kwartairgeologie en Geomorfologie, Faculteit naar het oosten, zijn de jongste afzet- Aarde- en Levenswetenschappen, Vrije Universiteit Amsterdam, tingen te vinden in de rechterboven- [email protected] hoek van het sleufwandprofiel. Deze D. Edelman, Tilburgsche Waterleiding-Maatschappij jongste ‘afzetting’ is een goed ontwik- kelde podsole bodem van Holocene Afgelopen zomer is door de Tilburgsche Waterleiding-Maatschappij (TWM) ouderdom. De bodem is gevormd in een sleuf gegraven over de Gilze-Rijen breuk. Deze breuk ligt aan de fijnkorrelige zandafzettingen, beho- zuidwestrand van een groot dalingsgebied in Zuid-Nederland, de Roerdal rende tot de dekzandafzettingen van Slenk. Andere, meer bekende breuken behorende tot dit dalingssysteem het koudste deel van de laatste ijstijd, zijn de Peelrand Breuk bij Roermond en , en de Feldbiss Breuk bij het Weichselien. Deze dekzandafzet- Bree, Born en Sittard. De afgelopen jaren zijn er verschillende sleuven tingen komen niet voor in de linker- gegraven door Nederlandse, Belgische en Duitse onderzoekers over wand van het profiel. De dekzandaf- sommige delen van deze breuken (zie www.geo.vu.nl/~quageo), met als zettingen in Nederland kunnen hoofddoel de aardbevingsgeschiedenis van de breuken vast te stellen. worden onderverdeeld op basis van twee kenmerkende lagen: de Usselo Het is al sinds de jaren 60 van de vo- De sleuf is gegraven langs de laag (een Allerød bodem) en de rige eeuw bekend dat de breuken van Gilzerbaan, vlakbij het grondwater- Beuningen grindlaag. Deze lagen re- de Roerdal Slenk de grondwaterstro- pompstation van de TWM (Afb. 1). De presenteren korte tijdintervallen, zijn ming beïnvloeden (voor een overzicht locatie van de breuk is zo goed als op veel plekken in Nederland gevon- zie Bense et al., 2003). Bijvoorbeeld, mogelijk ingeschat aan de hand van den en zijn over grote afstanden te de wijstgronden (natte, moerasach- ondiepe boringen, geologische en bo- correleren. De Usselo laag is niet ge- tige plekken) langs de Peelrand Breuk demkundige kaarten, en de morfolo- vonden in de sleuf. De Beuningen op de Peel hangen samen met de gie van het landschap. De positie van grindlaag is misschien aanwezig in de slechte horizontale doorlaatbaarheid de breuk is als een kleine terreintrede Holocene bodem, maar dit is niet met van de breuken, wat leidt tot grond- in het veld te herkennen. De locatie zekerheid vastgesteld. De Beuningen waterstagnatie. De slechte doorlaat- van de sleuf was goed gekozen, want grindlaag (soms met windkanters), is baarheid is een gevolg van versme- na opening waren er twee prachtige ontstaan door uitblazing van grind- ring van klei langs het breukvlak, breuken zichtbaar (Afb. 2; helaas was houdend zand in een poolwoestijn neerslag van ijzeroxides langs het op het moment van de foto opnamen omgeving; het is een fossiel grind- breukvlak, verzet van watervoerende de rechter breuk overstort). Beide plaveisel vergelijkbaar met grindpla- pakketten en verstoring van de opeen- breuken hellen naar het oosten en in veisels in bijvoorbeeld de Sahara stapeling (pakking) van de sediment- beide gevallen is het oostelijke blok (woestijnpantsers). De laag van korrels. Vanwege de invloed van gezakt ten opzichte van het westelijke; Beuningen wordt vooral gevonden op breuken op grondwaterstroming heeft het zijn dus afschuivingen, wat over- plekken die hoog waren in het pool- de TWM besloten een sleuf te graven eenkomt met wat verwacht was op woestijnlandschap. In lage delen van over de Gilze-Rijen breuk, midden in basis van de geologie van de Roerdal het landschap kan de Beuningen laag hun waterwingebied, om de invloed Slenk. Dat er twee breuken zijn ge- ontbreken, doordat daar de sedimen- van de breuk op grondwaterstroming vonden is ook niet onverwacht. In drie tatie van zand een doorgaand proces beter te documenteren. Dat breuken dimensies zijn breuken vertakkende was. De plek waar de sleuf gegraven het Tilburgse water beïnvloeden structuren, op kleine (cm) en grote is zal relatief hoog geweest zijn in het wordt vermoed op basis van de che- (km) schalen. Een soortgelijke breuk- poolwoestijnlandschap gezien de po- mie van het drinkwater. Uit de chemi- structuur is ook waargenomen in een sitie op de rand van de Roerdal Slenk. sche samenstelling van het water sleuf over de Peelrand Breuk (Van den Dit wordt ook aannemelijk gemaakt blijkt namelijk dat oppervlaktewater Berg et al., 2002). door het ontbreken van dekzandafzet- de diepergelegen watervoerende pak- tingen in het westelijke deel van het ketten infiltreert, en daarmee ook de Naast de breukstructuren zijn ook ver- profiel. Het dekzand in de sleuf is dus kwaliteit ervan negatief beïnvloedt. vormingen van sedimenten in de ouder dan de Beuningen grindlaag, wat betekent dat ze stratigrafisch be- horen tot het Oud Dekzand I, de Beverborg Member van de Twente 0 1 2 km Fietspad Formatie, met een op basis van corre- Pompstation laties geschatte ouderdom van 17 tot TWM 19 duizend jaar voor heden (BP).

ilzerbaan Onder het dekzandpakket ligt een G Sleuf TWM Tilburg dunne (20 cm) laag venig materiaal Gilze van onbekende ouderdom. Dit veen is verplooid door processen die samen- A 58 hangen met permafrost tijdens het Weichselien, zie beneden. Deze cryo- Afb. 1. Locatie kaart. De sleuf ligt vlak langs de Gilzerbaan, 1 km ten oosten van het turbate verschijnselen en het veen da- pompstation van de TWM. teren mogelijk beide uit het Midden-

Grondboor & Hamer nr.5 2003 81 West Oost

Afb. 3. Close-up van symmetrische plooien veroorzaakt door vorstwerking (cryoturbatie). Formatie van Sterksel dekzanden Pleniglaciaal van het Weichselien, grof zand. Aanvullende regionale geo- bovenste 9 meter stratigrafie grof met kleilaag breuk 1 breuk 2 met veenlaagje circa 30 duizend jaar BP. De ouder- logische informatie laat zien dat deze zand met grind, behorend tot de dom van het zand onder het veen is afzetting behoort tot de Formatie van Formatie van Sterksel. Daaronder ligt onzeker. De korrelgrootte en textuur Sterksel, een afzetting van de Rijn en een enkele meters dik kleipakket, met komt overeen met dekzand, maar se- Maas uit het Midden Pleistoceen. In daar weer onder fijne zanden. Deze dimentaire structuren laten zien dat de sleuf ligt deze eenheid met een pakketen behoren tot de Formatie van het is afgezet door ondiep, stromend discordant contact op een 2 meter dik ; de klei staat bekend als ‘Bavel water. Waarschijnlijk is het gevormd pakket kleien en fijne zanden die ook klei’. Deze formatie is niet aangeboord in het Midden-Pleniglaciaal, en betreft tot de Formatie van Sterksel behoren. aan de oostelijk kant. het verspoelde dekzanden. In een rapport uit 1926 van de TWM is Structuren De afzetting, die stratigrafisch onder een boorprofiel opgenomen, parallel In de sleuf zijn in ieder geval twee, de verspoelde dekzanden ligt, bevindt aan de Gilzerbaan. Dit oost-west boor- maar misschien drie, soorten defor- zich aan de westkant (linkerkant) van profiel ligt een tiental meters te noor- matiestructuren te zien: het profiel. Dit zijn fijnkorrelige fluvia- den van de sleuf, is 2 kilometer lang, 1. structuren die veroorzaakt zijn door tiele afzettingen met grindjes. De sedi- en heeft een dichtheid van 1 boring vorst verschijnselen, mentaire structuren laten zien dat per 25 meter, waarbij de gemiddelde 2. structuren die direct samenhangen deze afzettingen door een grotere ri- boordiepte ongeveer 15 meter is. Uit met breuken, vier zijn neergelegd. Bovendien is de dit boorprofiel blijkt dat in de oostkant 3. structuren die wellicht gemaakt zijn textuur anders dan die van de ver- van de sleuf de Formatie van Sterksel door aardbevingen. spoelde dekzanden. Ook de kleur is zich op een diepte variërend van 1 tot verschillend. Dekzanden neigen naar 2 meter bevind, ten opzichte van de Het veenlaagje in de oostkant van het geel-bruin, de kleur van dit zand is bodem van de sleuf. Het eerste pakket profiel is verplooid (geïnvolueerd). In eerder grijzig-bruin. Aan de hand van afzettingen van deze formatie is daar feite zijn de zanden onder en boven de bodemkaart kon vastgesteld wor- een 10 meter dik pakket kleien. het veenlaagje ook verplooid, maar den dat deze afzetting een grote re- Daaronder ligt een minimaal 8 meter het veenlaagje laat door zijn afwij- gionale verbreiding heeft, en in het al- dik pakket grove zanden met grinden. kende kleur de deformatie goed zien Afb. 2. Overzicht foto’s van de sleuf. De sleuf is oost-west georiënteerd. De afgebeelde wand is de noordwand. gemeen bestaat uit grindhoudend Aan de westkant van de sleuf is de (Afb. 3). De verplooiing is ontstaan

82 Grondboor & Hamer nr. 5 2003 Grondboor & Hamer nr.5 2003 83 Discussie en Conclusies hierbij is dat het dekzand waarschijn- Dankwoord Tussen de twee breuken is het zand lijk is afgezet op een hellende onder- Met dank aan George Brouwers, NGV opvallend wit gekleurd. Het bestaat li- grond. De verplaatsing langs de breu- Afdeling Midden-Brabant en de Til- thologisch gezien bijna puur uit ken is niet eenduidig uit te splitsen in burgsche Waterleiding-Maatschappij. kwarts. Buiten deze zone zijn dezelfde een deel voor, een deel tijdens en een zandpakketten geel-bruin gekleurd en deel na de dekzandafzetting. Nader Literatuur bevatten ze een klein aandeel klei. Dit onderzoek, gebruik makend van abso- Bense, V.F., R.T. van Balen, en J.J. de verschil wordt verklaard door uitlo- lute dateringsmogelijkheden, moeten Vries, 2003. The impact of faults on the ging. Het infiltrerende regenwater, dat hierover meer uitsluitsel geven. hydrogeological conditions in the Roer door het uitgeloogde zandpakket Valley Rift System: an overview. stroomt, lost alles op behalve het Verplaatsingen langs breuken implice- Journal of Geosciences/- moeilijk verweerbare kwarts. Met an- ren niet dat er ook aardbevingen ge- Geologie en Mijnbouw, 82, 41-54. dere woorden de witte pakketten zijn weest zijn. Het meeste verzet langs de een residu. Door de uitloging hebben breuken van de Roerdal Slenk vindt Houtgast, R.F., R.T. van Balen, C. Kasse, en deze pakketten een zwakkere samen- plaats via kruipmechanismen, waarbij J. Vandenberghe, 2003. Late Quaternary hang gekregen. Het is dan ook geen de verplaatsing langs de breuk gere- tectonic evolution and postseismic near- toeval, dat juist dit deel van de sleuf- aliseerd wordt met een heleboel mi- surface fault displacements along the wand ingestort is. De uitloging is dus cro-aardbevinkjes (niet voelbaar; Geleen Fault (Feldbiss Fault Zone – Roer een sterke aanwijzing voor preferente Houtgast et al., 2003). Een illustratief Valley Rift System, the Netherlands), grondwaterstroming langs de breuk, voorbeeld hiervan is te vinden 10 kilo- based on trenching. Netherlands Journal naar beneden toe (als het water naar meter ten oosten van Roermond. Hier of Geosciences/Geologie en Mijnbouw, boven zou stromen, dan zou er juist staat op de Peelrand Breuk een boer- 82, in press. mineraalneerslag zijn geweest). Dit derij uit ~1950 waarvan de nok 20 bevestigt dus het beeld wat de TWM centimeter verzet is. Dit verzet is ech- Van den Berg, M.W., K. Vanneste, B. Dost, had. ter geleidelijk gegaan in de afgelopen A. Lokhorst, M. van Eijk and K. Verbeeck, 50 jaar. Waterpasmetingen van de 2002. Paleoseismic investigations along Helaas is de Bavel klei niet aan weers- meetkundige dienst laten ook zien dat the Peelboundary Fault: geological zijden van de breuken aangeboord; de verplaatsing langs breuken een ge- setting, site selection and trenching het zou een mooi niveau zijn geweest leidelijk en continu proces is. In de af- results. Netherlands Journal of Geo- om verplaatsingssnelheden van de gelopen 700 duizend jaar was de ge- sciences/Geologie en Mijnbouw, 81, 39-60. breuk te bepalen. Uit de discordante middelde verplaatsingssnelheid langs relatie tussen de top van Formatie dit deel van de Gilze-Rijen breuk wel- Tilburgsche Waterleiding-Maatschappij, van Sterksel en klei in de westkant licht in de orde van 0,0056 millimeter 1926. Rapport in zake uitbreiding van de van het sleufprofiel blijkt dat na afzet- per jaar. Dat is ongeveer 10 keer lang- prise d’eau en de pompwerken der ting van de klei er (tektonisch) reliëf zamer dan de Peelrand en Feldbiss Tilburgsche Waterleiding Maatschappij Afb. 4. Detail opname van de deformatiezone van breuk 1. Zichtbaar zijn onder andere verstijlende kleinere breukjes in het zand, plooivormen in ontstaan is, dat vervolgens genivel- breuken in Zuid-Limburg. (met 23 bijlagen), pp.107. de klei, en uitgeloogd wit zand langs het hoofdbreukvlak (rechts). leerd is door de Rijn en Maas. De diepteligging van dit klei niveau in het oostelijk deel van het profiel is onbe- doordat zanden van onder het veen- In dit geval lag het veenlaagje onge- en gaan over in plooivormen. kend; heel misschien is het het 10 me- laagje omhooggeperst zijn in de dek- veer op de grens. Aangezien de ver- ter dikke kleipakket. In dat geval is de Senckenberg te Frankfurt. Het zou zandafzettingen. De verplooiingen zijn plooiingen asymetrisch zijn bij de Aan de westelijke onderkant van de verplaatsing ongeveer 4 meter in mi- Geovaria 200.000 dollar gekost hebben. Het fos- symmetrisch in de oostkant van het breuk is de papnatte sedimentmassa profielsleuf, aan de basis van het pak- nimaal 700 duizend jaar geweest, dat siel was eerder te zien in op een mi- profiel en asymetrisch nabij de breu- bovendien een klein beetje van de ket kleien en zanden, waren vervor- geeft een verplaatsingssnelheid van Fred Rabé neralententoonstelling in Tuscon, ken, waarbij de asymmetrie richting helling afgegleden. Daar zijn ook an- mingen zichtbaar waarvan de oorzaak maximaal 0,0056 millimeter per jaar. Arizona, werd daarna verkocht aan het oosten wijst. De plooien horen bij dere aanwijzingen voor, zie beneden. niet goed vastgesteld kon worden. De Het dekzand en verspoelde dekzand- een Amerikaans museum, dat het la- bevriezingsverschijnselen tijdens gla- kleilaag wisselde hier abrupt van dikte pakket zijn niet aangetroffen in het Fossielen ter retourneerde aan de verkoper. ciale omstandigheden. De koudste pe- Van grote afstand zijn de breuken en het leek erop dat horizontale zand- westelijke deel van het profiel. Dit be- Acaenoplax hayae, Polychaete of Vervolgens werd het te koop aange- riodes van ijstijden worden geken- goed aanwijsbaar. Van dichterbij is er lagen in de klei geïntrudeerd waren, tekent dat het of nooit daar is afgezet, Mollusk boden aan het Museo Civico di Storia merkt door permanent bevroren meer detail te zien bij de westelijke omdat de overgang klei-zand zeer ab- of het is er wel afgezet maar onder- Een zelfde soort discussie vindt plaats Naturale in Milaan en daarna stond bodems, de permafrost bodem. breuk (Afb. 4). De vervormingszone is rupt was en omdat de dikte van het tussen weer geërodeerd (niet onlo- rond Acaenoplax hayae. Dit fossiel de vrachtwagen in Tübingen. Daar Echter, de bovenste meter van een hier breder dan alleen de breuk zelf. zand sterk varieerde (0,5 – 5 cm). Het gisch gezien de verspoelde dekzan- dateert van het Siluur en wordt door kostte de dino nog 300.000 dollar. bodemprofiel is tijdens de zomer ont- Tot op een afstand van minimaal 3 zou kunnen dat het hier ook om cryo- den). De top van de Formatie van Sutton c.s. beschreven als een dooid; de echte permanent bevroren meter van de breuk zijn vervormingen turbate verstoringen gaat, want deze Sterksel is niet te herkennen in de Aplacophoor, een weekdier. Steiner Andere musea willen niets met ver- bodem begint op een meter beneden in de klei- en zandlagen gevonden. In zijn ook bekend uit het Midden- boorbeschrijvingen van de oostelijke en Salvini-Plawen voeren argumenten werven van dergelijke onduidelijke en maaiveld. Tijdens de glaciale winters deze zone deformeren de kleilagen Pleistoceen. Maar, injecties van zand kant van het profiel. Dit hoeft niet per aan om dit dier aan te merken als een onfrisse zaken van doen hebben. bevriest de bodem van boven af. voornamelijk door te plooien, terwijl kunnen ook veroorzaakt worden door se te betekenen dat het daar niet aan- Polychaete. Sutton en de zijnen weer- Andere onderzoekers, als Eric Tussen de permafrost en de bevrie- de zandige eenheden duidelijk door aardbevingen. Tijdens krachtige aard- wezig is, aangezien het om een rela- leggen deze argumenten evenwel en Boffetaut hebben al geprobeerd het zende bodem bevindt zich dan een meerdere breukjes verbroken zijn. De bevingen, bijvoorbeeld de aardbeving tief dun pakket gaat. Het is verleidelijk houden het op een weekdier. (Nature, belangwekkende fossiel terug te laten met water verzadigde laag. Deze krijgt breukjes zijn gekromd: het bovenste van Roermond in 1992, kan door het om de top van de Formatie van 6 december 2001). keren naar China. Een niet nader ge- een hoge waterdruk doordat de be- deel helt steiler dan het onderste. schudden van de bodem drijfzand Sterksel (als zijnde een schatting voor noemde gepensioneerde Chinese pa- vroren bodem steeds dikker wordt Deze ombuiging is pas in tweede in- ontstaan. Net als bij plooiing veroor- de basis van het dekzand op het wes- Zwevende Chinese dino leontoloog slaagde er niet in het naar beneden toe, ijs een groter vo- stantie ontstaan, door oostwaartse (is zaakt door vorstverschijnselen kan het telijke deel) chrono-stratigrafisch te Dat fossiele dino’s in staat zijn tot het zwerffossiel terug te brengen naar lume heeft dan water, en het water hellingwaarts) afglijding van de hele zand vervolgens gaan bewegen. correleren met de meest diepliggende afleggen van enorme afstanden, China. (Nature, 6 december 2001). niet kan ontsnappen. Het gevolg is sedimentstapel, nadat de breukjes ge- Tijdens de Roermond aardbeving zijn verspoelde dekzanden in de sleuf, als meldt Nature. Een 100 miljoen jaar Wanneer gaat een, al dan niet gepen- het ontstaan van drijfzanden en -mod- vormd waren. In het verlengde van de in de omgeving van Roermond zand- minimum schatting voor het verzet oud, zeldzaam en zeer interessant sioneerde, Nederlandse onderzoeker der, waarbij het zwaardere zand weg- breukjes, richting het bovenliggende vulkanen ontstaan. langs de breuk sinds het begin van de Chinees fossiel is na vele omzwervin- of politicus naar Parijs om onze Moos zakt en het lichtere omhoog beweegt. klei-pakket, worden de breukjes vager dekzandafzetting. Maar de complicatie gen opgedoken in Museum terug te halen?

84 Grondboor & Hamer nr. 5 2003 Grondboor & Hamer nr.5 2003 85