Ontstaan van de stuwwallen in het gebied van de gelderse ijssel, tectonisch gezien

Ontstaan

van

de

stuwwallen in

het

gebied

van

de gelderse

_ijssel,

tectonisch

gezien

Samenvatting van de _{lezing gehouden op} de _{wintervergadering.}

C.J._Homburg

.

Tijdens de maximale _uitbreiding in het laat Saalien _liep het front van het _{landijs ongeveer langs} de _lijn Haarlem- Rhenen - zuidelijke

Veluwe-rand - Nijmegen - stroomgebied

van de Rijn tot Krefeld, Boven deze lijn

zijn diverse 'oneffenheden' door het _{opdringende landijs} veroorzaakt. In

het midden en het oosten _{van ons} land _zijn deze _aan de _oppervlakte zicht-baar, maar in het westen _zijn ze bedekt door _{jongere lagen.} Men _sprak over

"glaciale kneding", later ook wel over _verplooiing en _{verschubbing.}

De _{heuveligheden, van} 1 tot 100 meter boven A.P. werden in 1927 door Tesch onderscheiden in eindmorenen en stuwwallen.

De eerste zijn gevormd aan de

rand _van het _{landijs tijdens} een periode van een of enkele duizenden jaren, waarin de aanvoer van _gletsjerijs ongeveer even _groot was als de

afsrael-ting langs die _lijn. Dat was _{natuurlijk geen lijn} maar een zóne, want de

ijsgrens zal met de seizoenen en in de loop van de jaren wat _noordelijker

of _{zuidelijker gelegen} hebben. Hier ontstond niet alleen een _opeenhoping

van keileem, zowel zwerfstenen als _klei, maar ook stuwing onder invloed van het tijdelijk wat _{opdringende ijspakket,} zodat het keileem-materiaal

enige malen over elkaar is _{opgeschoven: kleinschalige overschuivingen.}

De eindmorene is dus _opgebouwd uit min of meer 'gestapeld' meteriaal dat

in en door het _gletsjerijs is _aangevoerd.

De stuwwallen zijn volgens Tesch echter ontstaan door _opstuwing van de ijsvloer. Met dit laatste bedoelt _hij de sedimentaire _lagen waarover het

ijs zich _voortbewoog. Als de _ijsmassa vooruit "schuift" overtreft de aan-was de _afsmelting en bezit het _{gletsjerijs arbeidsvermogen.} De _aanwezige

'maagdelijke' deltaafzettingen worden hierdoor _opgestuwd. Met de _indeling

van Tesch vervielen _{allerlei, onduidelijker} termen.

Over het _proces van de stuwwalvorming is men _nogal vaag, dit in navolging

van o.a. Crommelin en Marleveld (1949). Voor het _gebied van de IJssel zou weliswaar het IJsseldal breed _{genoeg zijn} om de daarin _{voortgaande ijslob} de _energie te geven noodzakelijk voor het ontstaan van de oostelijke Ve-luwe. Toch wordt _{algemeen aangenomen} dat er een noordoost - zuidwest

ge-richte _{ijsstroom was} die _oostelijk Nederland heeft 'overreden', het

IJsseldal _diep heeft _uitgeschuurd en _daarbij de _oostelijke Veluwe heeft

opgestuwd. Bij de _vorming van deze theorie hechtte men vooral belang aan

De duitser Esmarch was _{waarschijnlijk} de eerste die in 1824 schreef "dat het _landijs zelfs tot in Duitsland is _{doorgedrongen".} Hoewel _{Lyell (1835)}

als 'de vader _van de _{ijstijdtheorie'} wordt beschouwd, heeft het boek

"great Ice _Age" van Geikie uit 1874 deze theorie _algemeen verbreid. In

Nederland waren het van Calcar (1881) en Lorié, vanaf 1885, die erover

publiceerden. Sedert dien is er steeds aandacht aan _gegeven. Door o.a.

gesteente-tellingen van zwerfstenen a la Hesemann ontstond een beeld van

de _richtingen die het _gletsjerijs had _gevolgd

Gezien de activiteit van _Wageningers, o.a. Maarleveld, Teunissen,

Zonne-veld e.a. was veel onderzoek in Nederland _boderakundig en _{geomorfologisch}

gericht. De eerste moderne tektonische _beschrijving kwam van de _Jong (19520 over de _{Archemerberg,}

het verschil in hoogte en _grootte van _enerzijds de stuwwallen in Salland en de _Graafschap en _anderzijds die van de oostelijke Veluwe.

Het woord _"opgestuwd" wordt steeds _{gebruikt. Hierbij} wordt vooral _gedacht

aan _{grondverplaatsing} zoals dit door een bulldozer of sneeuwschuiver ge-beurt, voor zich uit _{duwen, resp. zijdelings wegschuiven.}

Het is _gebleken dat _ijsmassa's zich niet zozeer door schuiven maar door

vloeiing verplaatsen op de manier zoals metamorfe gesteenten dit doen.

Zelfs in het _{hooggebergte verplaatsen gletsjers} op een helling van 30

gra-den zich voor 86 % door vloei en bedraagt de schuiffactor slechts 14 %.

Op onze vlakke delta is de schuiffactor praktisch te verwaarlozen,

In 1952 toonde de _Jong de schubstructuur (imbricatie) aan van de Archemer-en de _{Haarlergergstuwwallen} aan de Overijsselse kant. De _hellingen van de

schuifvlakken van de _op- en/of over-schuivingen hellen naar het westen.

De schuifvlakken van de schubben in de _oostelijke Veluwe _{zijn daarentegen}

oostwaarts gericht. Aangezien de _fijnere sedimentaire structuren in deze

schubben, d.w.z. de _{opgeschoven delta-afzettingen, grotendeels} ongestoord zijn gebleven ondanks de forse verplaatsing en de scheefstelling, meende men dat de ondergrond tot aan het diepste basisschuifvlak bevroren was:

Permafrost. _(Rutten 1960).

Ter Wee _publiceerde in 1962 een afbeelding van midden Nederland waarop de uitbreiding van een aantal ijstongen zijn aangegevenen wel in de Gelderse Vallei,

in het _gebied van de Gelderse IJssel en een drietal kleinere in Twente. (Zie fig.1)

In het _{Ijsseldal loopt} de _gletsjertong

van Zwolle tot Nijmegen en volgt daarna het _stroomgebied van de _Rijn tot aan

Kre-feld. _Op de kaart van het Saalien in Zag-wijn en van Staalduinen (1975) zien we

meerdere _glaciale bekkens _aangegeven, o.a.

bij Bergen (NH), een tweetal bij Haarlem,

verder een ter hoogte van Amsterdam, in zuidelijk Flevoland + Gelderse Vallei, in het _gebied van de Gelderse IJssel

(Zie fig. 2) en een kleine ten noorden

van Denekamp. Aangenomen wordt dat het landijs voordien was gekomen tot de lijn Castricum - Hoorn - Urk - Ootmarsum.

Mijns inziens _lag daar de _zuidelijke

eindmorene, hetgeen inhoudt dat daar een

- zij het verschuivend - evenwicht bestond

tussen aanvoer en _afsmelting van het ijs. Dit is dus een teraperatuurgrens van 0° of iets hoger. We kunnen ons voorstellen dat om het nul graden punt het _ijs instabiel is, d.w.z. dat het door _betrekkelijk kleine oorzaken tot

snellere uitvloei zal kunnen _{overgaan. Hierbij} kunnen _{zgn. 'quick-gletsjers'}

optreden die snelheden kunnen bereiken die 20 tot 40 maal groter zijn dan de _{gebruikelijke.} Het _begin van het optreden van een versnelde vloei kan

bijv. een extra druk _zijn die ontstaat als er op het landijs langdurig

sneeuw is _gevallen.

De snelheid waarmee een _gletsjer zich voortbeweegt is, naast de temperatuur

van het ijs (o.i.v. de luchttemperatuur), vooral afhankelijk van de helling van het _oppervlak van de _gletsjer. Ze wordt maar weinig beinvloed door het morfologisch verloop van de bodem. De gletsjertong moet een breedte hebben

gehad van 20 a 25 km en een _hoogte van ± 500 meter. Ze vloeide over de

ri-vierafzettingen van de Formatie _van Urk. Het is niet _{waarschijnlijk} dat er

een diep rivierdal

was, immers vrijwel overal in de Urk-afzettingen zien

we sedimentaire structuren die kenmerkend zijn voor een verwilderd

rivieren-Fig.1;Verbreidingvandeglelsjertongen.Gearceerd =

stuwwalen; ongeregelde streepjes = grenzen vande ijstongen; pijlen =richtingvandegletsjerstroom.Uit

stelsel. Een _{gletsjermassa} van een halve

kilometer dikte zal zich van een rivierdal

van een tiental meters diepte weinig laten

beïnvloeden.

De vloeiende _gletsjertong heeft een directe

invloed op de bovenste paar meter van de

bodem, vooral door het smeltwater.

Daar-naast oefent het een extra vertikale druk uit _op de _ondergrond. Dit heeft twee ef-fecten. Ten eerste zal er een grotere

compactie van de pakketten plaats vinden,

die _bij silten en kleien groter zal zijn dan _bij zanden. Hierdoor wordt het

poriën-volume kleiner naarmate de _{korrelgrootte}

kleiner is. Het _gevolg is dat de druk in

het _{porienwater aanzienlijk} zal _stijgen.

Dit kan waarden bereiken die _{gelijk zijn}

- of mogelijk zelfs

groter dan - de tota-le druk van de _{sedimentpakketten plus} die van het _ijs. Ten tweede zal de

onder-grond, die onder vertikale druk staat van

de _ijsmassa, zich in laterale _richting

gaan verplaatsen naar _plaatsen waar deze

druk minder is: dat is _voornamelijk naar

de _zijkanten. (Zie fig. 3). In principe verplaatst zich een _{gesteentepakket} in

zijn geheel, waarbij de onderkant daar op-treedt, waar zich materiaal bevindt dat

een goede schuiflaag kan _zijn. In ons _geval

zijn dat _{kleirijke lagen. Op} welke diepte de _schuiflaag ontstaat is dus afhankelijk

van de samenstelling van de _{opeenvolgende}

sedimentpakketten, de totale vertikale druk, de _poriendruk en het gewicht van

de _verplaatste massa op een (on)-bepaald niveau. Met het verplaatsen van de

eerste _{gesteentemassa,} het zijwaarts en opwaarts bewegen, wordt druk opgebouwd Fig.2:Dieptevanhetglacialebekkenin hetgebiedvan

de IJssel met stuwwallen enkeileem (eindmorene).

Naarde kaanoverGlacialeVerschijnselenin het Saa-licn (Zaüwijn en Van Staalduinen 1975).

I = _gestuwdekeileemaanhetoppervlak;2 =stuwwal

bedekt doorjongermateriaal; 3 =stuwwal.U=Urk;

Z =Zwolle; G =Gemeentegroeve Hattem;A =

Ar-chemerberg;Ha = Haarlerberg; D =Deventer; H=

Hullekesberg. TekeningEllen Koot,Amersfoort.

Fig.3: Drukverhoudingenin hetgesteenteonder invloed vanhetijspakket. Niet in

is500mdiken± 15km breed. Formaties:

.

=Tegelen.h = Harderwtjk,e -Enschede en Deven,kale

druk is: hoogtein metersxsoortelijk gewicht gedeelddoor 10 - kgper cm I

kB/cnv' Til =’druk

Formatie- druk is80 x 2 5• 10 =20kg/cm1.II = drukonderhet ijsis 500 x _{1 .} 10 - 50kg/cm

.11 arux

onderkantvanTegelen-FónderhetijsisIplusII=70kg/cm

! .

IV:Dedruk

aande bodemisnul(eigenlijkI

atmos-?eerrv

geeft

alnVen

toenemende drukme. dediepte.Schuinepijlen-richtingvanschubvorm.geopschuivingen onder invloed vanhet drukverschil tussen IIIen

in het _{naastliggende pakket} dat _{op zijn} beurt _opschuift, enz. Hoe verder

van de grens van de gletsjertong verwijderd hoe 'jonger* de schub is.

Veel _van het bovenstaande _was al bekend. We komen nu toe aan het verschil

in hoogte en afmeting tussen de stuwwallen ter linker en ter rechter _zijde

van de _ijstong; want daarin _lag immers de _grondslag voor de _opvatting dat het _landijs zich uit _{noordoostelijke richting} zou hebben _{voortbewogen,}

waar-bij het de bodem voor zich uit zou hebben _{geschoven. Hiertegen pleit} al

dat niet alle schubben in dezelfde _{richting zijn opgeschoven.}

Als _{we naar} de _{stratigrafie kijken} dan zien we aan de Veluwekant van boven

naar beneden achtereenvolgens de Formaties van Urk (R), Enschede (R),

Har-derwijk (R) en _{Tegelen (0), terwijl} dit _bij de stuwwallen aan de _oostelijke

kant bestaat uit Urk _(R), Enschede _(R), eventueel _{Harderwijk (R)} en

Sceem-da _{(R). (R)} = _{rivierafzetting,} (00 = overgangsgebied tussen zoet en zout water sedimenten; brak = wad-achtig.

Aan de Veluwekant heeft de _schuiflaag zich _op ± 80 meter _{diepte gevormd} in de zeer _{kleirijke onderlaag} van de Formatie van Tegelen. De _gemiddelde

schub-dikte is dus ook van die orde.

Bij de _{Archemerberg,} de _{enige plaats} waarvan de schubdikten mij bekend _zijn, bedragen deze 15 a 30 meter. Hier _zijn de schuiflagen binnen de Formatie van Enschede ontstaan. Dat deze schubben in dikte variëren komt omdat zich in de

F. van Enschede meerdere leemlaagjes bevinden en elke schub hier in een

andere _leemlaag is _gaan schuiven. We zien dus dat voor een tectonische

ver-plaatsing een goede schuiflaag (= minste _{schuifweerstand)} zeer _belangrijk is.

Immers de _leemlaagjes van de F. van Enschede _zijn ook aan de westelijke kant

aanwezig. Toch is daar een voorkeur _geweest voor de F. van Tegelen, hoewel

het te verplaatsen pakket aanzienlijk dikker was.

We menen met bovenstaande de noodzaak van een voortschuivende massa _landijs

uit _{noord-oostelijke richting tijdens} de _vorming van de stuwwallen te kunnen

ontkrachten. De stuwwallen, die we als een soort van _{natuurlijke dijken} kun-nen beschouwen, hebben _{waarschijnlijk} richting gegeven aan de verdere voort-schrijding van het _{gletsjerlichaam; mogelijk} is het daardoor zo ver

zuid-waarts _{doorgedrongen.}

Dat er in een _{volgende tijd} wel _'aanvulling' vanuit het noordoosten is

ge-weest is _{erg waarschijnlijk,} vooral

gezien het verloop van de maximale

uit-breiding van het _gletsjerijs in Duitsland. In ons land is'de maximale uit-breiding tot aan de zuidelijke Veluwerand _gekomen. Veel zal dat niet

geweest zijn, want er is _langs de Veluwezoom, voor zover _mij bekend, geen

'eindmo-rene' _gevonden.

Uit het _voorgaande is _nog een gevolgtsekking te maken: er was geen of vrijwel

geen permafrost in dit _gebied ten _tijde van de _vorming van de stuwwallen. Hoewel het continu bevriezen van de bodem in een _{bepaald gebied} niet overal

even _diep zal _zijn is het _{onwaarschijnlijk} dat het verschil zo _groot zal _zijn

als we hier zouden moeten aannemen, n.1. enerzijds ± 80 meter, anderzijds

maximaal 30 meter. Dit te meer waar de bovenste 50 meter aan beide _zijden

eenzelfde _stratigrafie vertonen. De

permafrost is _{waarschijnlijk} vooral naar veren gebracht omdat men zich

niet voor kon stellen dat _bij een zo'n _grote tectonische _verplaatsing de

fijnere sedimentaire structuren zo _goed bewaard konden _blijven. In de laatste

tientallen jaren zijn er voorbeelden _{gepubliceerd,} vooral van waarnemingen bij landverschuivingen, waarbij dit behoud is _gezien. Boven een dikte van ongeveer 10 meter is _gebleken dat de _{uitgebreidheid} van de _verplaatste

Zeker kennen we permafrost-verscijnselen in ons land, maar deze _zijn m.i.

alle ontstaan in _gebieden waaruit het _ijs zich heeft _{teruggetrokken,} terwijl

het in ons geval een eerste bezetting door _gletsjerijs op een 'maagdelijke'

bodem betreft. We zouden _{vorstverschijnselen (solifluctie,} vorstwiggen e.d.)

in de scheefstaande Urk-afzettingen moeten aantreffen, hetgeen tot dusver

aan mij niet bekend is.

Meer details en literatuur in Homburg 1986 en 1987.

Literatuur:

Crommelin, R.P. & _Maarleveld, G.C., 1949 - Een nieuwe geologische kaartering

van de Zuid-Veluwe. Tijds. Kon. Ned, Aardr. Gen. 66, 41-56

Homburg, C.J., 1986 - Hattem: tectoniek in Midden-Nederland. Grondboor en

Hamer 40, 151-162.

1987 - Over het

gletsjer - stuwwallen - complex langs de

IJsselvallei. Grondboor en Hamer 41, 101-113.

Jong, J.D. de, 1952 - On the structure of the _préglacial Pleistocene of the Archemerberg. Geologie en _Mijnbouw N.S. 14, 86-90

1955

-Geologische onderzoekingen in de stuwwallen van

ooste-lijk Nederland. Meded. Geol. Sticht. N.S. 8, 33-58

Rutten, M.G., 1960 - Ice-pushed

ridges, permafrost and _drainage. Am. J. Science 258, 293-297

Tesch, P., 1927 - De

glaciale kneding. Tijdschr. Kon. Ned. Aardr. Gen. 2e. serie, 44, 325-334

Zagwijn, W.H. & Staalduinen, C.J. van, 1975 - Telichting bij geologische