In de wand van de verlaten grindgroeve Hermans, ten noordoosten van As, zijn belangrijke geologische verschijnselen duidelijk waarneembaar. De grindgroeve is zeer belangrijk voor de studie van de afzettingen en van het ontstaan van het Kempens Plateau (hoofdterras van de Maas) tijdens het quartair (vanaf 2,5 miljoen jaar geleden).

Fysische geografie

Situering

De nu verlaten groeve bevindt zich op een hoogte van 85-90 meter +TAW, bij een natuurlijke steilrand in de noordrand van een droge zijvallei van de Bosbeek. Op het terrein achter de grindgroeve bevindt zich een dennenaanplant, ten noordoosten en noordwesten enkele percelen gemengd bos. De immense groevewand, met een hoogte van 15-20 meter en een lengte van circa 700 meter, ontsluit een dik pakket van rode grinden van quartaire ouderdom, rustend op tertiaire zanden (Lid van Genk).

Geologie

De plaatselijk verticale groevewand vormt geen uniform geheel, maar is samengesteld uit een opeenvolging van grind-, zand- en kleilagen. Deze lagen zijn beperkt in omvang en vormen meestal afzettingen in kleine, ondiepe geulen. Lateraal wisselen in de groevewand verschillende lagen elkaar af. Verticaal is er daarentegen steeds een duidelijke opeenvolging. Bijgevolg kan de afzetting verdeeld worden in verschillende pakketten. Elk pakket is samengesteld uit een laag grof grind aan de basis, die naar boven toe fijner wordt, overgaat in een zandlaag en in sommige gevallen zelfs in een kleilaag. Boven op de kleilaag begint een nieuw pakket met aan de basis terug een grindlaag.

Hieruit kan afgeleid worden dat het grindpakket niet werd afgezet als een homogeen geheel. De sedimentatie gebeurde in talrijke kleine, ondiepe beddingen, soms minder dan 20 meter breed, die in eenzelfde horizontaal vlak in een bedding grind afzette, in een andere geul evenwel zand en elders klei. Dit stroomsysteem werd soms onderbroken door een belangrijke afzetting van grof materiaal. Daarna begon deze cyclus opnieuw.

Het grindpakket werd gevormd door een zogenaamde verwilderde rivier met talrijke armen die in functie van plaats en tijd verschillende soorten materiaal afzette. Die fluvio-periglaciaire afzetting was mogelijk omdat massabewegingen op de hellingen grote sedimentpakketten naar de dalbodems brachten, de rivierladingen sterk deden toenemen en dan verticale erosie uitschakelden.

Op verschillende plaatsen in het profiel komen veelvuldig omvangrijke grindblokken voor, soms van meer dan 1 kubieke meter . De enig mogelijke verklaring voor de aanwezigheid van deze blokken is dat deze op ijsschotsen werden vervoerd en afgezet wanneer deze te klein werden om zulke zware lasten te dragen. Dit veronderstelt dat de afzetting gebeurde tijdens een koude periode.

Aan de bovenkant van het grindpakket is de horizontale gelaagdheid van de originele afzetting verdwenen. Het grindoppervlak is golvend over een hoogte van ongeveer 2 meter en bestaat uit een regelmatige afwisseling van zakken en bulten. De bulten werden gevormd door grinden die omhoog gestuwd werden en waarvan de lengteas een verticale richting vertoont, terwijl de zakken werden opgevuld met lemige dekzanden aangevoerd door de wind. Het is eveneens opvallend dat de onderkanten van de zakken concaaf tot vlak zijn en nagenoeg steeds op dezelfde diepte voorkomen. De zandzakken worden onderaan als het ware begrensd door een horizontaal vlak dat door de groeve heen loopt.

Bij afgraving van het bovenvlak blijkt dat de zichtbare grindkoepels met elkaar aaneensluiten tot polygonen. Deze grindpolygonen omringen een centrale kern van fijn materiaal. Het geheel vormt een polygonale bodem, die thans enkel nog gevormd worden in arctische gebieden. Over de vormingswijze van polygonale bodems lopen de meningen uiteen. Dit proces is nog het best te verklaren door een theorie van convectiestromen. Op het einde van de arctische zomer bevriest de ontdooide bovenste bodemlaag of mollisol telkens opnieuw vanaf de oppervlakte en breidt zich uit naar beneden toe. De mollisol wordt gekenmerkt door materiaal met een grote vochtigheidsgraad, waarin zich plastische vervormingen kunnen voordien. Uiteindelijk ontstaan in de mollisol - tussen de oppervlakkige bevroren laag en de permafrost of permanent onderliggende lagen - door de inwendige druk convectiestromen, waardoor de onderste lagen van het nog niet bevroren gedeelte zich naar boven toe verplaatsen. De grinden worden omhooggestuwd en vormen geleidelijk aan bulten. De laagten tussen de omhooggestuwde bulten worden met dekzanden opgevuld. De basis van de zandzakken komt overeen met de bovenkant van de toenmalige permafrost. Hierbij komt de lengteas van de keien loodrecht te staan (minste weerstand). Deze polygonale bodem komt overeen met een belangrijke koude periode na de grindafzetting.

In het grindpakket zelf komen op wisselende diepte eveneens cryoturbaties voor. In het westelijk deel van de groeve (circa 100 meter van het einde, ongeveer 15 meter van de top) is een kleilaag samen met de omliggende grinden sterk door vorstverwerking vervormd, terwijl de bovenliggende sedimenten terug horizontaal gelaagd zijn. Deze cryoturbaties zijn ontstaan tijdens de grindafzettingen zelf (syngenetisch) en bewijzen derhalve dat de afzetting gebeurde tijdens een koude periode.

Het hoofdterras van de Maas

Dat het hoofdterras van de Kempen, waartoe deze groeve behoort, een Maasafzetting is blijkt reeds uit het morfologisch element dat het gelegen is aan weerszijden van de Maasvallei en ook stroomafwaarts van de Maas kan gevolg worden. De grinden op het oostelijk deel van dit hoofdterras vormen petrografisch één homogene populatie die doorloopt ten noorden van de steilrand Bree-Grote Brogel.

Het grindpakket vormt de ondergrond van het gehele Kempense Plateau, dat is opgebouwd uit continue fluviatiele zand- en grindafzettingen. Naar het noorden toe kan de dikte van het grindpakket variëren. Het grindpakket wordt slechts lokaal afgedekt met dek- of duinzanden waarin zich de huidige podzolbodem ontwikkeld heeft. Op verschillende plaatsen komen deze zogenaamde grove grinden aan de oppervlakte of worden ze afgedekt door een dun zandlaagje. De afzettingen van het Kempens Plateau zijn hoofdzakelijk afkomstig van de Maas, maar in het zandfacies zitten ook Rijnafzettingen. Groeve Hermans is gesitueerd in het grindfacies, de jongste afzetting die op het Kempens Plateau voorkomt.

De afzetting is goed waterdoorlatend en bevat geen voedende bestanddelen. De watertafel is diep gelegen tegen de oostelijke plateaurand. Meer naar het westen toe bevindt de watertafel zich hoger.

De plateaugrinden worden gekenmerkt door een dominerende roodbruine kleur die intenser wordt naar de oppervlakte toe. Lokaal wordt deze soort grind “bosgrind” genoemd om het te zuiveren van het zuivere, grijze “Maasgrind”. De roodbruine kleur ten gevolge van ijzeraanrijking onder de vorm van verwijderbare pelletjes omheen de grindklei is een secundair kenmerk, een verschijnsel dat zich na de afzetting van het grindpakket heeft voorgedaan. Lokaal komen ook zwarte mangaananrijkingen voor. Verweerbare mineralen zijn uit de afzetting verdwenen. Onder andere de roodbruine kleur van de grinden, de zwarte mangaanaanrijkingen en de afwezigheid van verweerbare mineralen wijzen op een sterke verwering na de grindafzettingen. Deze fossiele bodem werd naar analogie met de bestaande podzolbodems gevormd in een warm klimaat en wordt beschreven onder de naam “bodem van As”. Deze is ontstaan na de grindafzetting, maar voor de afzetting van de gele dekzanden en de vorming van de polygonale bodem. Deze fossiele bodem werd zeer waarschijnlijk gevormd tijdens één of meerdere warme perioden van het midden-pleistoceen (850.000 tot 130.000 jaar geleden), waaronder zeer waarschijnlijk ook het holstein interglaciaal (370.000 tot 130.000 jaar geleden).

Zowel de mineralogische als de petrografische studie van de afzettingen tonen aan dat deze grotendeels afkomstig zijn van de toen nog stijgende Ardennen. De hoekige silexen komen van de krijtrotsen ontsloten bij Visé en Maastricht. Soms kan tussen de fijne grinden ook verweerd graniet teruggevonden worden, afkomstig van de Vogezen en langs de Moezel (toen nog een bijrivier van de Maas) aangebracht.

De meest voorkomende grinden zijn:

• kwarts, vooral gangkwarts;
• zeer talrijke kwartsieten, vooral revinienkwartsiet (grote blokken, gekenmerkt door pyrietafdrukken en dikwijls met secundaire gangen kwarts);
• zandstenen, onder andere rode devoonzandsteen en fijne spiriferzandsteen;
• conglomeraten (met grote blokken rood conglomeraat van Burnot),
• silex of vuursteen, meestal zeer hoekig. De afgeronde vuurstenen zijn afkomstig uit de basisgrinden van de tertiaire lagen.

De grindstudie bewijst dat, naast de lokale aanvoer, de grinden afkomstig zijn van de Ardennen. Mede door de morfologie is de Maas de enige stroom die deze grinden heeft kunnen afzetten.

Het hoofdterras van de Maas werd gevormd tijdens het midden-pleistoceen, meer bepaald het Mindel glaciaal (circa 850.000 tot 475.000 jaar geleden). De bodem van As en de vorming van de huidige Maasvallei dateert van het Mindel-Riss interglaciaal (circa 475.000 tot 130.000 jaar geleden), terwijl de polygonale bodem en de dekzanden gevormd werden tijdens de Riss (370.000 tot 130.000 jaar geleden) en Würm/Weichseliaan (115.000 tot 10.000 jaar geleden) glacialen.

De Maasterrassen worden als klimatologische terrassen beschouwd. De afzetting gebeurde onder periglaciaire omstandigheden. De insnijdingsfasen hebben zich voorgedaan onder een gematigd klimaat als de sedimentaanvoer vanaf de hellingen geringer was. Daarenboven was de invloed van de zeespiegelbewegingen zeer beperkt. Tijdens het quartair is de zeespiegel herhaaldelijk op en neer gegaan. Die bewegingen waren echter te snel om de regressieve erosie toe te laten vanaf de erosiebasis door te dringen in het Belgisch Maasbekken. Ook omwille van de grote afstand tot de zee en de positie stroomopwaarts van de Peelhorst was de invloed van de zeespiegelbewegingen zeer gering.

Groeve Hermans heeft een grote natuurwetenschappelijke waarde: in de groevewand zijn belangrijke geologische verschijnselen - zoals fluvio-periglaciaire afzettingen, polygonale bodemvorming, cryoturbaties, fossiele bodems (“bodem van As”) - duidelijk waarneembaar. De grindgroeve is een logboek voor de petrografische en mineralogische studie van de afzettingen en van het ontstaan van het Kempisch Plateau (hoofdterras van de Maas) tijdens het quartair onder periglaciaire omstandigheden ten gevolge van rivierwerking.

Cultuurhistorisch landschap

Op deze locatie werden veertien vroegmiddeleeuwse inhumatiegraven aangetroffen. Verschillende onderzoekers vermoeden dat de aangetroffen graven deel uitmaakten van een groter grafveld, dat reeds voor de opgraving door de grindontginning verstoord werd. Een losse vondst van een paleolithische protolevalloiskern uit grijze silex werd in de jaren 1980 geregistreerd. Op de kabinetskaart van de Ferraris (1770-1778) wordt ter hoogte van de groeve een heidegebied weergegeven.

Groeve Hermans was één van de eerste plaatsen waar vlak na de Tweede Wereldoorlog grind gewonnen werd. Aangezien het hier om een droge winning ging, was de groeve één van de eerste plaatsen waar een dwarsdoorsnede van de ondergrond permanent zichtbaar was.

De groeve werd geëxploiteerd tot begin jaren 1960. Na het stopzetten van de exploitatie werd de groeve verlaten en bleef ze onveranderd. Om veiligheidsredenen werd de immense en zeer steile groevewand in 1990 afgevlakt. Vrij snel echter ontstond de idee om een deel van de groevewand in te richten als permanent geologisch monument. Een 8,5 meter hoge trappentoren, die middels een loopbrug de verbinding vormt tussen de bodem van de groeve en het oorspronkelijk niveau, biedt de mogelijkheid om de groevewand op diverse niveaus te bezichtigen. Het geheel werd voorzien van de nodige toegangswegen, terras en banken.