La géologie de l'ardoise
Les géologues sont généralement très stricts en matière de réglementation des roches sédimentaires. Les sédiments se distinguent par la taille des particules en gravier, sable, limon et argile. Quand une claystone a ce qu’on appelle la fissilité ou la capacité à être divisée en couches plus ou moins fines, elle devient du schiste. La silice-ciment peut rendre le schiste plus dur, mais généralement, la roche est assez molle et résiste facilement à l'argile. Lorsque le schiste est soumis à la chaleur et à la pression, il finit par devenir le niveau le plus bas de roche métamorphique ou de forme différente, l’ardoise. Les argiles ont alors commencé à retourner aux minéraux de mica à partir desquels elles ont été formées. Lorsqu'elle est transformée en schiste, l'ardoise devient plus dure et la direction du clivage devient plus prononcée. Un moyen facile de distinguer l'ardoise du schiste consiste à la tapoter avec un marteau. Si ça sonne ou «pousse», c'est de l'ardoise. Si la température et la pression sont encore plus élevées, l'ardoise se transforme d'abord en phyllite, puis en schiste et finalement en gneiss.
L'ardoise est disponible en différentes couleurs et peut être grise, noire, bleue, rouge, verte et même violette. Les ardoises foncées doivent généralement leur couleur au sulfure de fer ou à un matériau carboné. L'ardoise rouge et violette porte habituellement de l'oxyde de fer (hématite) et l'ardoise verte doit sa teinte au clorite, un matériau d'argile verte. Les principaux minéraux de l'ardoise sont la muscovite et la biotote, le quartz et la chlorite. L'ardoise a un éclat terne et un fort clivage.
L'ardoise est la roche métamorphique foliée au grain le plus fin. La foliation ne correspond généralement pas à la stratification sédimentaire d'origine, mais se situe dans des plans perpendiculaires à la direction de la compression métamorphique. La foliation en ardoise est causée par une forte compression qui fait repousser des flocons d'argile à grain fin dans des plans perpendiculaires à la compression.
Ce processus est appelé métamorphisme dynamique.
Lorsqu'elles sont savamment "coupées" en frappant parallèlement à la foliation, avec un outil spécialisé dans la carrière, de nombreuses ardoises afficheront une propriété appelée fissilité, formant des plaques de pierre plates et lisses qui ont longtemps été utilisées pour la toiture, les carreaux de sol et autres.
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Les premiers travaux en ardoise se trouvaient dans des fosses de surface, mais progressaient vers le bas et sous terre. Les chambres ont été entraînées par le bas, au moyen d'un "puits de toiture" qui a ensuite été prolongé sur toute la largeur de la chambre: la chambre serait alors travaillée vers le bas. L'ardoise a été libérée de la paroi rocheuse par des explosions dans des trous de mine martelés ou percés dans la roche. L'ardoise a été récupérée de la chambre sous la forme d'une grande dalle, qui serait acheminée par camion jusqu'au moulin, où elle serait scindée et découpée en ardoises de toiture. Il fallait beaucoup d’ouvriers pour garder les chambres libres de déchets: une tonne d’ardoise vendable pouvait produire jusqu’à 30 tonnes de déchets. Ce sont peut-être les premiers tas de personnes frappées par une foule de visiteurs qui visitent les vieilles régions de ce jour-là, parmi ces tas de déchets montagneux. À cette terre, vous cachez un tas de déchets d’ardoise.
Votre tâche consiste à répondre aux questions suivantes.
Q1. Quelle couleurs peut être identifiée dans les ardoises ici?
Q2. Quelle est l'explication la plus probable des couleurs vues?
Étape 2, WP1. Immédiatement derrière vous, au nord, se trouve un fossé peu profond avec de petits arbres au fond. Descendez dans le fossé et montez vers le grand rocher sur votre droite avec du lichen blanc dessus.
Q3. Regardez le bloc d’ardoise recouvert de blanc. Quelle est l'angulation des plans de foliation ici.
Q4. Au WP1, regardez le bloc d’ardoise à votre gauche. Pourquoi pensez-vous que l'angle des plans de foliation est différent dans ce bloc d'ardoise par rapport au bloc de droite.
Q5. (Facultatif) Ajoutez ici une photo de vous et / ou de votre groupe debout sur les rochers.
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The geology of slate
Geologists are usually very strict when it comes to rules on sedimentary rocks. Sediments are distinguished by particle size into gravel, sand, silt and clay. When a claystone has what is known as fissility or ability to be split in more or less thin layers it becomes shale. Silica cement can make shale harder but usually the rock is fairly soft and weathers easily back to clay. When shale is subject to heat and pressure it eventually turns into the lowest grade of metamorphic or shape-changed rock, slate. The clays have then started to revert to the mica minerals from which they were formed. When transformed from shale, slate grows harder and the cleavage direction gets more pronounced. An easy way to tell slate from shale is to tap it with a hammer. If it rings or “tinks” it is slate. If the temperature and pressure is even higher the slate first turns into phyllite, then schist and finally into gneiss.
Slate comes in different colours and can be grey, black, blue, red, green and even purple. Dark slates usually owe their colour to iron sulfide or carbonaceous material. Red and purple slate usually carries iron oxide (hematite) and green slate owe its hue to clorite, a green clay material. The main minerals in slate are muscovite and biotote, quartz and chlorite. Slate has a dull lustre and a strong cleavage.
Slate is the finest grained foliated metamorphic rock. Foliation typically does not correspond to the original sedimentary layering, but instead is in planes perpendicular to the direction of metamorphic compression. The foliation in slate is called "slaty cleavage". It is caused by strong compression causing fine grained clay flakes to regrow in planes perpendicular to the compression.
This process is called dynamic metamorphism.
When expertly "cut" by striking parallel to the foliation, with a specialized tool in the quarry, many slates will display a property called fissility, forming smooth flat sheets of stone which have long been used for roofing, floor tiles, and other purposes.
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Early slate workings were in surface pits, but progressed downwards and underground. Chambers were driven from the bottom, by means of a "roofing shaft" which was then continued across the width of the chamber: the chamber would then be worked downwards. Slate was freed from the rockface by blasting in shot holes hammered or drilled into the rock. Slate was recovered from the chamber in the form of a large slab, which would be taken by truck to the mill where it would be split and cut into roofing slates. Many workmen were needed to keep the chambers free from waste: one ton of saleable slate could produce up to 30 tons of waste. It is the mountainous heaps of this very same waste that is perhaps the first thing to strike someone visiting the old regions nowadays. At this earth cache you at at a slate waste heap.
Your task is to answer the following questions.
Q1. What colours can be identified in the slates here?
Q2. What is the most likely explanation of the colours seen?
Stage 2, WP1. Immediately behind you to the north is a shallow ditch with small trees at the bottom. Scramble down to the ditch and climb up towards the large rock on your right with white lichen on it.
Q3. Look at the white-topped block of slate. What is the angulation of the foliation planes here?
Q4. At WP1 look at the slate block to your left. Why do you think the angle of the foliation planes is different in this block of slate compared with the block on your right?
Q5. (Optional) Please add a photo of you and/or your group standing on the slates here.
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