Cette série de earthcaches vous mènera sur un haut lieu de mémoire de Saint-Quentin. Outre le monument principal, plusieurs petits monuments, réalisés en diverses roches, se trouvent sur le site.
Les calcaires
Les calcaires sont des roches sédimentaires facilement solubles dans l’eau, composées majoritairement de carbonate de calcium, CaCO3. Lorsque la roche comporte une proportion non négligeable d’argile, on parle plutôt de marne. Il se forme par accumulation, au fond des mers, à partir de coquillages et squelettes des micro-algues et animaux marins. C’est en France, en Suisse et en Belgique la roche la plus courante qui compose autant des montagnes (Alpes, Pyrénées) que des plaines (Champagne), bassins (Bassin parisien) ou des plateaux (Jura, Larzac). Le calcaire est reconnaissable par sa teinte blanche et généralement la présence de fossiles. Il est la base de nombreux matériaux.
Le calcaire réagit avec l’acide chlorhydrique (HCl, ou H+ + Cl- en solution aqueuse) pour former du chlorure de calcium, un sel très soluble dans l’eau.
CaCO3 + 2 H+ + 2 Cl- → CaCl2 + CO2 + H2O
Cette réaction effervescente (dégagement de CO2) est utile au géologue qui doit, sur le terrain, reconnaître une roche calcaire (raison pour laquelle il a toujours une petite fiole d’acide chlorhydrique dans son sac).
Typologie
Selon les textures, on peut distinguer par exemple:
► Calcaire lithographique : Calcaire à grain très fin et doté d'une certaine porosité qui fut longtemps utilisé en lithographie (procédé de reproduction et d'impression).
► Calcaire saccharoïde : Constitué de grains analogues à ceux du sucre cristallisé.
► Calcaire oolithique
On nomme oolithe ou oolite (du grec ôon signifiant œuf et lithos signifiant pierre) de petites structures minérales sphériques régulières (ooïdes), constituées, lors d’un processus particulier de sédimentation, en lamines concentriques. Ce terme est réservé aux grains mesurant de 0,5 à 2 mm (les grains plus gros sont nommés pisolithes).
► Calcaire pisolithique
Les pisolithes sont semblables aux oolithes, mais de diamètre plus important.
Divers autres critères permettent de classer les calcaires : milieu de dépôt, importance et type de fossiles, présence de matériaux terrigènes, de noduleux siliceux ou phosphatés...
Cristaux de CaCO3
Le carbonate de calcium, CaCO3, cristallise naturellement en trois polymorphes (solides de même composition chimique mais de structure cristalline différente) :
► l'aragonite, polymorphe de haute température et haute pression.
Elle constitue les coquilles de mollusque et les marbres.
► la calcite, polymorphe stable en condition ambiante.
Elle constitue le calcaire, la craie
► la vatérite, polymorphe rare car instable dans les conditions de pression et de température normales.
cristaux automorphes de CaCO3 :
La vatérite est un cristal fort instable qui se solubilise facilement pour se recristalliser en calcite. Ainsi, les gisements calcaires n'en contiennent pas.
En conditions ambiantes, l'aragonite se transforme très lentement en calcite. C'est la raison pour laquelle même si les calcaires proviennent de restes coquilliers (aragonite), ils sont majoritairement constitués de calcite.
De même, lorsqu'un espace se crée au sein du calcaire (fracture, dissolution d'un fossile...), il est fréquent de voir cet espace se combler par la formation de cristaux de calcite plus ou moins automorphes.
Voici 2 photos prises sur des monuments du site de la earthcache :
1- Veine de calcite ayant comblé une fracture
2- Cristaux automorphes de calcite
La earthcache
Pour pouvoir valider cette earthcache, vous devrez répondre aux questions suivantes.
Merci d’envoyer vos réponses via mon profil ou via la messagerie geocaching.com, ne les donnez pas dans votre log.
Vous pouvez ensuite loguer la cache "found it", je vous contacterai en cas de problème.
1) Sur le terrain, quel test simple permet de reconnaître une roche calcaire ?
2) Quel est le polymorphe le plus stable du carbonate de calcium ?
3) A quel type de calcaire correspond la photo 2 (monument D) ?
4) Retrouvez les formations de calcite des photos sur les monuments C et D.
a. photo 1 : combien de veines de calcite pouvez-vous voir sur le côté du monument ?
b. photo 2 : quelle est la taille de cette formation de calcite ?
5) Vous pouvez également ajouter à votre log une photo de vous ou de votre GPS sur le site (facultatif mais grandement apprécié).
Merci à yamathom pour la création de cette earthcache.
This series of earthcaches will take you on a place of remembrance of Saint-Quentin. Besides the main memorial, several smaller memorials, made of various rocks, are on the site.
Limestone
The limestones are sedimentary rocks readily soluble in water, mainly consisting of calcium carbonate, CaCO3. When the rock contains a significant proportion of clay, we speak rather of marl. It is formed by accumulation on the seabed, from shells and skeletons of microalgae and marine animals. It was in France, Switzerland and Belgium the most common rock that makes up much of the mountains (Alps, Pyrenees) and lowland (Champagne), basins (Paris Basin) or trays (Jura, Larzac). Limestone is recognizable by its white color and generally the presence of fossils. It is the basis of many materials.
The limestone reacts with hydrochloric acid (HCl, or H+ + Cl- in aqueous solution)to form calcium chloride, a highly soluble salt in water.
CaCO3 + H+ + Cl- → CaCl2 + CO2 + H2O
This effervescent reaction (release of CO2) is useful to geologist who must, on the ground, recognize a limestone rock (why there is always a little vial of hydrochloric acid in her bag).
Typology
According to the textures can be distinguished for example:
► Lithographic limestone: Very fine grained limestone that has a certain porosity which was long used in lithography (reproduction and printing process).
► Saccharoïde limestone: Consisting of grains similar to those of crystalline sugar.
► Oolitic limestone
We call Oolite (from the Greek words ôon meaning egg and lithos meaning stone) small regular spherical mineral structures (ooids), made during a particular process of sedimentation in concentric laminae. This term is reserved for grains measuring 0.5 to 2 mm (the largest grains are appointed pisolites).
► Pisolitic limestone
The pisolites are similar to oolites, but larger diameter.
Various other criteria for classifying limestone: depositional environment, quantity and type of fossils, presence of terrigenous materials, silica or phosphate nodular ...
Crystals of CaCO3
Calcium carbonate, CaCO3, naturally crystallizes in three polymorphs (solids with the same chemical composition but different crystal structure):
► aragonite, polymorph of high temperature and high pressure.
It is the mollusc shells and marbles.
► calcite, stable polymorph in ambient condition.
It constitutes limestone, chalk.
► vaterite, rare polymorph because unstable in normal conditions of pressure and temperature.
Automorphous crystals of CaCO3:
Vaterite is a highly unstable crystal that is easily dissolved to crystallized calcite. Thus, the limestone deposits do not contain it.
Under ambient conditions, aragonite becomes very slowly calcite. That is why even if the limestone comes from shellfish remains (aragonite), they are mostly made of calcite.
Similarly, when a space is created in the limestone (fracture, dissolution of a fossil ...), it is common to see that space is filled by the formation of more or less automorphous calcite crystals.
Here are two photos taken on memorials on the site of the earthcache :
1- Calcite vein filled with a fracture
2-Automophous calcite crystals
The earthcache
To be able to validate this earthcache, you will have to correctly answer the following questions.
Thank you for sending your answers via my profile or the geocaching.com messaging, don't take it in your log.
You can then post your log "found it", I shall contact you in case of problem.
1) On field, how simple test allows to recognize a calcareous rock?
2) What is the most stable polymorph of calcium carbonate?
3) What type of limestone is the photo 2 (memorial D)?
4) Find the calcite formations of pictures on memorials C and D.
a. photo 1: How many calcite veins can you see on the side of the memorial?
b. photo 2: What is the size of the calcite formation?
5) You can also add to your log a picture of you or your GPS on the site (optional but strongly appreciated).
Merci à yamathom pour la création de cette earthcache.