Les plis de schiste EarthCache

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Situation géographique

Le secteur de Saint-Laurent-le-Minier a fait l'objet d'une exploitation des métaux dès l'âge du bronze.
La commune présente de nombreux sites d'anciennes exploitations datant pour la plupart d'avant l'invention de la poudre. Plusieurs de ces sites ont été fouillés et ont donné lieu à des publications scientifiques.
Plus près de nous, deux exploitations modernes ont été poursuivies à la fin du XIXe siècle et dans le courant du XXe siècle par des compagnies renommées, Vieille Montagne et Pennaroya. On y a exploité la blende et la galène, pour en tirer le zinc et le plomb.
Le gisement des Malines a été le plus tardivement exploité. L'exploitation y a cessé en 1991. La pollution laissée par l'exploitation minière affecte très inégalement les divers lieux que la compagnie minière a occupés. Des études mettent en évidence la contamination, principalement de la vallée de la Vis, entre la Cascade et le Pont de Mange Châtaigne, ainsi que de lieux habités, en particulier La Meuse et La Papeterie.
Le centre bourg et les lieux environnants n'apparaissent pas réellement affectés. Le reste du territoire n'est pas affecté. Le fond géochimique naturel local est, partout, assez fortement dosé en divers métaux, sans, toutefois dépasser les taux considérés comme dangereux pour les populations humaines.

Il est situé au sud d’une faille majeure E-W (horst de St Bresson) et est constitué de plusieurs corps minéralisés situés à proximité de la discordance Trias/Cambrien.

Géologie

Le schiste
Un schiste (du grec skistos = coupé, fendu) est une roche qui a pour particularité d’avoir un aspect feuilleté, et de se débiter en plaques fines ou "feuillet rocheux". On dit qu’elle présente une schistosité. Il peut s’agir d’une roche sédimentaire argileuse, ou bien d’une roche métamorphique.
on emploie souvent le terme d'ardoise pour désigner le schiste - l'ardoise étant un type de schiste métamorphique, à grain fin.

On admet depuis les expériences de Sharpe et de Tyndall que les schistes ont été formés par compression, suivant un plan parallèle à leur plan de clivage.

On distingue une grande quantité de schistes (liste non exhaustive) :

Le schiste ardoisier / l'ardoise :
L'ardoise est une roche métamorphique qui s'est formée dans de fortes conditions de pression et de température. Elle appartient à la famille des schistes à l'intérieur de laquelle elle se distingue par la qualité de son grain, très fin, et sa fissilité. Ces propriétés font qu'on peut l'utiliser comme matériau de couverture.
L'ardoise est résistante et sa couleur peut varier du blanc au noir, en passant par toutes sortes de gris, de rouges sombres et de verts.

Le schiste phylliteux / la phyllade :
Roches de métamorphisme régional très finement écailleuses, de métamorphisme plus intense que les schistes ardoisiers. Les minéraux principaux sont la muscovite (de très petites dimensions) et le quartz. Les minéraux accessoires sont la biotite, les feldspaths, la chlorite, le graphite, les grenats. La matrice est donc fine mais peut parfois contenir des minéraux de grande taille.
La couleur est généralement gris argenté et/ou verdâtre.

Le schiste ampéliteux / le schiste noir :
L'ampélite est un schiste pyriteux avec une proportion importante de matière organique.
Au Silurien (444 à 416 millions d'années) des sédiments argileux (pélites) se sont déposés dans une mer calme. Puis est intervenue la surrection de la Chaîne varisque (chaîne de montagne hercynienne) (350 à 300 millions d'années). Les sédiments ont alors été enfouis sous forte pression et haute température, subissant ainsi un métamorphisme modéré. Ce milieu confiné réducteur (pauvre en oxygène) a préservé le plancton et autres matières organiques marines contenus dans les sédiments.
Sa texture simule une stratification.

Le schiste carton :
Les schistes-carton sont des roches sédimentaires argileuses, à structure feuilletée et à consistance cartonnée, de couleur grise à brun-noir due à la présence de matière organique ou d'hydrocarbures lorsque cette dernière s'est transformée.
Le terme schistes-carton est surtout utilisé pour les argiles noires feuilletées de l'étage Toarcien (appartenant à la période Jurassique) des bassins sédimentaires de l'ouest européen.

Le micaschiste :
Un micaschiste est une roche métamorphique à forte transformation constituée principalement de minéraux en feuillets, ou phyllosilicates tels que des micas, de la chlorite ou du talc. Généralement, les micaschistes contiennent aussi du quartz ou des feldspaths ainsi que des minéraux accessoires tels que des amphiboles (hornblende, glaucophane par exemple) ou des grenats.
La couleur est généralement claire.

Le schistes tachetés :
Ce sont des anciennes argiles transformées. Les composants essentiels sont le quartz, les micas, l'andalousite et (plus rarement) la cordiérite. Les taches sont des concentrations des deux derniers minéraux. Ils sont issus du métamorphisme de contact, dans la "deuxième auréole", après les cornéennes.
Leur coloration est due à de l'ocre, ou le plus souvent à clos matières organiques qui fournissent des taches ayant la forme de gerbes et de mouchetures.

Les plis
Un pli est une structure courbe due à une déformation ductile de la roche sous l'effet d'une contrainte compressive. La connaissance de la forme avant la déformation permet de la quantifier. Le cas le plus simple est le pli de roches sédimentaires, dont la structure et les marqueurs sont planaires avant la déformation.

Cette figure montre les principaux éléments permettant de décrire une structure plissée. Un pli résulte de la formation continue (c’est-à-dire sans rupture ou ductile) d’une couche initialement plane : couche d’origine sédimentaire ou litage magmatique et métamorphique (coulée, sill, pluton, foliation, migmatites, etc.) Le plissement induit la modification du pendage initial des couches. Il en résulte des géométries dans lesquelles les couches ont un pendage opposé. La partie convexe vers le ciel est une antiforme, la partie concave est une synforme. Si le plissement affecte une série sédimentaire à l’endroit (polarité normale) alors l’antiforme est un anticlinal et la synforme un synclinal.
Les flancs du pli correspondent à des parties ayant un pendage de même sens : ce sont des structures monoclinales.

L’attitude du plan axial dans l’espace permet de décrire la géométrie d’ensemble du pli. Si l’épaisseur des couches est conservée durant la déformation, le pli est dit isopaque (même épaisseur.)
Pour caractériser totalement la forme d’un pli on ajoute à ce critère d’inclinaison, la notion d’étirement (ou laminage) des flancs pouvant conduire à la rupture de la continuité des couches entre deux axes de plis. Un pli dont les flancs sont étirés est dit anisopaque.
Ainsi, le pli laminé est un pli déversé anisopaque. Le pli faille est un pli laminé dont l’étirement extrême des couches dans le plan axial a conduit à la rupture. Il en résulte l’apparition d’une faille inverse, d’où le terme de pli faille.

Ce que vous voyez
Sur le bord du chemin, vous pouvez admirer des plis de schiste affleurer de la terre et de la roche environnante. Ces plis proviennent de la faille du horst de St Bresson.

pour obtenir des informations sur la géologie du lieu, vous pouvez aller sur InfoTerre, rechercher l'endroit de la cache, ajouter la couche géologique à la carte et afficher les légendes dynamiques.

Geographical situation

The Saint-Laurent-le-Minier sector has been mined since the Bronze Age.
The commune has many sites of ancient exploitations dating mostly from before the invention of powder. Several of these sites have been excavated and have resulted in scientific publications.
Closer to us, two modern exploitations have been prosecuted at the end of the nineteenth century and in the course of the twentieth century by famous, Vieille Montagne and Pennaroya companies. It has exploited the blende and Galena, to draw the zinc and lead.
The field of the Malines was belatedly exploited. Operations ceased there in 1991. Pollution left by mining affects unevenly the various places that the mining company has occupied. Studies show contamination, mainly in the valley de la Vis, between the Cascade and the Pont de Mange Châtaigne, as well as inhabited places, in particular La Meuse and La Papeterie.
The town center and the surrounding areas do not appear to be actually affected. The rest of the territory is not affected. The local natural geochemical background is everywhere fairly strongly assayed in various metals, without, however, exceeding the levels considered as dangerous to human populations.

It is located to the South of a major fault E-W (horst St Bresson) and consists of several ore bodies located near the Trias/Cambrian unconformity.

Geology

The shale
A shale (from the Greek skistos = cut, split) is a rock that is known for have a laminated aspect, and is cut into thin plates or "Rocky sheet." We said that it presents a schistosity. It may be a sedimentary rock, clay, or of a metamorphic rock.
The term slate is often used to designate shale - the slate being a type of fine-grained metamorphic shale.

It is assumed from the experiments of Sharpe and Tyndall that the shales have been formed by compression along a plane parallel to their plane of cleavage.

There are a large amount of shale (non-exhaustive list):

The slate shale / The slate:
Slate is a metamorphic rock formed in strong conditions of pressure and temperature. It belongs to the family of schists within which it is distinguished by the quality of its grain, very fine, and its fissility. These properties make it suitable for use as a roofing material.
The slate is resistant and its color can vary from white to black, going through all kinds of gray, dark red and green.

The phyllite shale / the phyllite:
Rocks of regional metamorphism very finely scaly, of metamorphism more intense than slate schist. The main minerals are muscovite (very small dimensions) and quartz. The accessory minerals are biotite, feldspars, chlorite, graphite, garnets. The matrix is therefore fine but may sometimes contain large minerals.
The color is usually silver gray and/or greenish.

The black shale / the ampelite:
Ampelite is a pyrite shale with a high proportion of organic matter.
In the Silurian (444 to 416 million years) clay sediments (pelites) were deposited in a calm sea. Then came the uplift of the variscan chain (Hercynian mountain range) (350 to 300 million years). The sediments were then buried under high pressure and high temperature, thus undergoing a moderate metamorphism. This confined reductive environment (low in oxygen) has preserved the plankton and other marine organic matter contained in the sediments.
Its texture simulates stratification.

The cardboard shale:
The cardboard Shales are of clayey sedimentary rocks, flaky structure and consistency hardback, gray to black-brown when the latter turned due to the presence of organic matter or hydrocarbons.
The term cardboard shale is mostly used for black clays puff upstairs Toarcian (belonging to the period Jurassic) of sedimentary basins in Western Europe.

The mica-schist:
A mica-schist is a high-transformation metamorphic rock consisting mainly of leaf minerals, or phyllosilicates such as micas, chlorite or talc. Generally, mica-schists also contain quartz or feldspars as well as accessory minerals such as amphiboles (Hornblende, glaucophane for example) or garnets.
The color is usually clear.

The speckled shales :
These are old processed clays. The essential components are the quartz, mica, andalusite, and (more rarely) cordierite. The tasks are the last two mineral concentrations. They come from the metamorphism of contact, in the "second Halo", after the corneal.
Their coloration is due to ochre, or more often closed organic materials that provide tasks in the form of sheaves and speckles.

The folds
A fold is a curve structure due to a deformation of the ductile rock under the effect of a compressive stress. The knowledge of the shape before the deformation allows to quantify it. The simplest case is the fold of sedimentary rocks for whom the structure and the markers are planar prior to the deformation.

This figure shows the main elements used to describe a pleated structure. A fold result of the continuous formation (without breaking or ductile) of an initially flat layer: magmatic and metamorphic or sedimentary layer (sill, pluton, foliation, migmatites layer...). The folding induced modification of the initial dip of the layers. As a result of the geometries in which the layers have an opposite dip. The convex part in the direction of the sky is an antiform, the concave part is a synform. If the wrinkling affects a sedimentary series in the place (normal polarity) then the antiform is an anticline and the synform a syncline.
The flanks of the fold correspond to parts having a dip in the same direction: they are monoclinal structures.

The attitude of the axial plane in space is used to describe the geometry of the fold. If the thickness of the layers is preserved during the deformation, the fold is said isopach (same thickness.)
To fully characterize the form of a fold, we add to this tilt criterion, the concept of stretching (or rolling) of the sidewalls that can lead to rupture of the continuity of the layers between two fold axes. A fold whose sides are stretched is said anisopach.
Thus, the laminated fold is a spilled anisopach fold. The flow fold is a laminated fold whose extreme stretching of the layers in the axial plane led to the rupture. This results in the occurrence of a reverse flow, hence the term of flow fold.

What you observe
On the edge of the path, you can admire folds of shale outcropping of the land and the surrounding rock. These folds originate from the fault of the horst of St Bresson.

To get information on the geology of the place, you can go on InfoTerre, find the location of the cache, add the geological layer to the map and display the dynamic captions.