LES GRES RETHIENS DE VIGY
FRANCAIS
Le grès en général.
Le grès est une roche sédimentaire détritique, issue de l’agrégation et la cimentation (ou diagenèse) de grains de sable. Il peut s'agir d'une roche cohérente et dure Ces grains de sable sont souvent composés de silice (le plus souvent du quartz, mais parfois de grains de feldspath et de micas noirs), mais ils peuvent avoir d’autres compositions. On parle alors plutôt d'arénites dans le cas où la composition en quartz est inférieure à 75%.
Formation des grès.
Les grès peuvent être d'origine éolienne (caractéristique : stratification éolienne oblique), marine (sédimentation en mer agitée ou grès de plage caractérisé par des ripple-marks) ou d'origine mixte (avec un faciès gréseux éolien ou marin dominant).
La cimentation des grains se fait par précipitation et cristallisation des sels dissous dans l’eau interstitielle. Ce processus s'appelle la « grésification ».
Les grains, et le ciment entre ces grains peuvent avoir une composition différente selon l’origine et l’histoire de ce grès. Les dépôts successifs de sable se retrouvent dans la stratification du grès. La roche prend des couleurs différentes en fonction de la présence d'oxyde de fer.
Les grès réthiens
La Canner, dans son cours subséquent (perpendiculaire aux cuestas) et orthoclinal (perpendiculaire au pendage des couches géologiques) vers le Nord, a mis à l'affleurement les Grès rhétiens qui forment un bel escarpement sur sa rive droite entre Vigy et St.-Hubert (fig.1).
Fig. 1 Vue d'ensemble d'une des carrières ouverte dans les grès rhétiens
Les meilleurs affleurements sont concentrés dans d'anciennes carrières dont les fronts de taille sont bien visibles de la route. Il s'agit de pans verticaux sur lesquels la végétation a du mal à s'installer durablement du fait du manque de cohérence de la roche (fig.2.
Fig. 2 Falaises de Grès rhétiens
Ces grès mal cimentés et très friables ont un débit qui ne respecte pas les habituelles limites de bancs. La porosité de la roche est favorable à la circulation de l'eau, créant des zones de fissures le long desquelles le roche peut se déliter et s'éroder. Le résultat de cette altération physique confère parfois un aspect chaotique aux parois des falaises (fig.3.
Fig. 3 Les Grès rhétiens, des grès blancs mal consolidés - vue du front de taille (A) et gros plan (B)
À l'échelle de l'affleurement comme à l'échelle de l'échantillon pétrographique, les grès présentent un aspect homogène. Les figures sédimentaires telles que les stratifications obliques visibles sur d'autres sites lorrains où affleurent cette même formation ne sont pas observables ici. La roche, de couleur gris-beige, est un grès fin, provenant d'un sable bien trié - un tamisage révèle une majorité de grains dans la tranche 0,250 - 0,125 mm - où domine largement le quartz (environ 90% de la composition). Le test à l'acide s'avère négatif. Des paillettes de mica blanc (muscovite) sont également présentes et scintillent en surface de la roche. Ce minéral caractérise les roches de la lithosphère continentale - micaschiste, gneiss, granite - et provient vraisemblablement de l'érosion de ces matériaux qui pouvaient constituer le socle des massifs hercyniens alentours. Un examen du grès à la loupe binoculaire montre des grains de quartz à morphologie subémoussée à émoussée et d'aspect luisant ce qui traduit un transport par l'eau, en milieu fluviatile et/ou marin, relativement long. Les résultats de l'analyse granulométrique du grès font plutôt pencher pour une origine marine. À Vigy, les Grès rhétiens ne sont pas fossilifères.
Les Grès du Rhétien sont considérés comme des dépôts marins littoraux confinés pouvant par moments subir des influences de milieu marin ouvert. Avec les Argiles rouges de Levallois, d'origine continentale, qui les surmontent, les Grès rhétiens marquent la fin du Trias dans la série stratigraphique de l'est du Bassin Parisien (fig.4.
Fig. 4 Place des Grès rhétiens dans la série stratigraphique lorraine (données chiffrées = âges en millions d'années - © BRGM).
Le sable, placé dans une lame à concavité, est observé à la loupe binoculaire ou au microscope à faible grossissement.
Les études microscopique et morphoscopique consistent à identifier la nature, l'origine et le degré d'usure des particules sédimentaires. La comparaison de sables de provenances connues et variées permet une analyse de l'histoire des particules sédimentaires détritiques.
L'analyse morphoscopique, réalisée sur un sable lavé, est l'examen de la forme et de l'aspect des grains. Elle permet la recherche de la nature de l'agent de transport au travers de l'identification des critères d'usure des grains.
On répartit les grains en 3 grandes catégories :
N.U. grains non usés, transparents ou colorés, anguleux ont subi un faible transport;
E.L. grains émoussés luisants, ont des arêtes estompées par un transport hydrique;
R.M. grains ronds mats sont dépoli et arrondis par un transport éolien
L'analyse microscopique, d'un sable brut, peut se superposer à l'analyse morphoscopique. Elle permet d'en déterminer tous les constituants (pétrographie, microfossiles ...) et d'en déduire l'origine et les conditions de la mise en place du sédiment.
Fig. 5 Types de grains obsevables
Questions
Question 1: Definisssez le grès en général. Quand le grés réthien s'est il spécifiquement formé ? Dans quelle serie stratigraphique se trouve-t -il ?
Question 2: Au pied de l'arbre (photo spoiler), Regardez de près. Qu'observez vous ?
Question 3: Au niveau de la grande faille verticale au fond a gauche dans la carrière, examinez le grès et observez les couleurs au niveau de la faille. Effritez la paroi avec un objet dur.Touchez et observez !
Que constatez vous ? Comment l'expliquez vous ?
Question 4: Examinez un echantillon de roche avec une bonne loupe ( ou mieux a la loupe binoculaire) . Prenez une photo de ce que vous voyez. Determinez le type de grain. Que pouvez vous en deduire de son mode de transport ici ?
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ANGLAIS
Sandstone in general.
Sandstone is a detrital sedimentary rock, resulting from the aggregation and cementation (or diagenesis) of sand grains. It may be a coherent and hard rock These grains of sand are often composed of silica (most often quartz, but sometimes grains of feldspar and black micas), but they can have other compositions. Instead, we speak of arenites in the case where the quartz composition is less than 75%.
Sandstone formation.
The sandstone can be of aeolian origin (characteristic: oblique wind stratification), marine (sedimentation in agitated sea or sandstone of beach characterized by ripple-marks) or of mixed origin (with a facies sandstone aeolian or marine dominant).
Grain cementation is done by precipitation and crystallization of salts dissolved in interstitial water. This process is called "gassification".
The grains, and the cement between these grains may have a different composition depending on the origin and history of this sandstone. Successive deposits of sand are found in the stratification of sandstone. The rock takes on different colors depending on the presence of iron oxide.
Rethian sandstone
The Canner, in its subsequent course (perpendicular to the cuestas) and orthoclinal (perpendicular to the dip of the geological layers) to the North, has brought to the surface the Rhaetian sandstone which forms a beautiful escarpment on its right bank between Vigy and St. Hubert (fig.1).
Fig. 1 Overview of one of the open quarries in Rhetish sandstone
The best outcrops are concentrated in old quarries whose size fronts are clearly visible from the road. These are vertical sections on which the vegetation is hard to settle permanently due to the lack of coherence of the rock (fig.2.
These sandstone poorly cemented and very friable have a flow that does not respect the usual limits of benches. The porosity of the rock is favorable to the circulation of the water, creating zones of fissures along which the rock can disintegrate and erode. The result of this physical alteration sometimes confers a chaotic appearance to the walls of the cliffs (fig.3.
At the scale of the outcrop as well as at the scale of the petrographic sample, the sandstones have a homogeneous appearance. Sedimentary figures such as oblique stratifications visible on other Lorraine sites where the same formation is outcropping are not observable here. The gray-beige rock is fine sandstone from a well-sorted sand - sieving reveals a majority of grains in the 0.250 - 0.125 mm - where quartz dominates (about 90% of the composition) . The acid test is negative. Flakes of white mica (muscovite) are also present and sparkle on the surface of the rock. This mineral characterizes the rocks of the continental lithosphere - micaschist, gneiss, granite - and probably comes from the erosion of these materials which could constitute the base of the surrounding Hercynian massifs. An examination of the sandstone with a binocular magnifying glass shows quartz grains with a blunt, blunt morphology which translates into relatively long water transport in a fluvial and / or marine environment. The results of the granulometric analysis of the sandstone are rather tilting for a marine origin. In Vigy, the Rhine Sandstone is not fossiliferous.
The Rhétien Sandstone is considered to be a confined coastal marine deposit that may at times be influenced by the open marine environment. With the red clays of Levallois, of continental origin, which surmount them, the Rhesian sandstones mark the end of the Triassic in the stratigraphic series of the eastern Paris Basin (fig.4.
Morphoscopic analyzes
The sand, placed in a concavity blade, is observed under a binocular microscope or a microscope at low magnification.
Microscopic and morphoscopic studies consist of identifying the nature, origin and degree of wear of sedimentary particles. The comparison of sands from known and varied provenances allows an analysis of the history of detrital sedimentary particles.
The morphoscopic analysis, carried out on a washed sand, is the examination of the shape and the aspect of the grains. It allows the search of the nature of the transport agent through the identification of the criteria of grain wear.
The grains are divided into 3 main categories:
N. Unused, transparent or colored grains, angular have undergone a low transport;
Bright blunted grains, have blurred edges by water transport;
R.M. round mat grains are frosted and rounded by wind transport
Microscopic analysis of raw sand can be superimposed on morphoscopic analysis. It allows to determine all the constituents (petrography, microfossils ...) and to deduce the origin and the conditions of the installation of the sediment.
Questions
Question 1: Define sandstone in general. When did the Retian sandstone specifically form? In which stratigraphic serie is it?
Question 2: At the foot of the tree (photo spoiler), look closely. What do you observe?
Question 3: At the level of the large vertical fault at the bottom left in the quarry, examine the sandstone and observe the colors at the fault. Destroy the wall with a hard object. Tap and watch!
What do you notice? How do you explain it?
Question 4: Look foor a rock sample and examine it the binocular loupe. Take a picture of what you see. Determine the type of grain. What can you deduce from its mode of transportation here?
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