[Géol' Tours 09] Silex in the City 🌍 EarthCache

[09] Silex in the City

par ipln  |  GC8MCM9  |  Tours

► Le parcours [Géol' Tours] ◄

Tours est une métropole située au cœur du Val de Loire, classé patrimoine mondial UNESCO.

Depuis la fondation de la cité romaine de Caesarodunum, la ville s'est développée sous l'influence du cours du fleuve et des richesses du sous-sol de la Touraine. Ses maisons, édifices religieux, châteaux ou ponts sont issus des pierres extraites dans la région.

Le parcours [Géol' Tours] vous propose une série de EarthCaches décrivant des natures de roches, des phénomènes géologiques ou hydrologiques, afin de découvrir cette richesse géologique sur les rives de la Loire et dans les rues de la ville.

► Partie 1 : L'amphithéâtre gallo-romain ◄

L'amphithéâtre de Tours fut construit au Ier siècle dans la cité de Caesarodunum, habitée par le peuple celte des Turons. Il était situé au sommet d'une montille, une butte naturelle sédimentaire constituée d'alluvions anciennes de la Loire, le plaçant à une altitude surélevée de quelques mètres pour le préserver des crues et le mettre en valeur.

Il fut agrandi au IIème siècle pour former un ovale de dimensions 156 x 134 m : il fut l'un des plus vastes de l'Empire romain. 

Au Moyen-Âge, le quartier se développa autour de la Cathédrale en construction. Les murs et fondations de l'amphithéâtre furent utilisées pour y asseoir les fondations et les caves des maisons. Aujourd'hui, il ne subsiste plus que quelques vestiges du monument, la plupart étant intégrés dans des propriétés privées. Le plan du quartier permet d'évaluer son emplacement.

Plan de la Ville de Tours (1839) : empreinte de l'amphithéâtre sur la disposition du quartier.

La Rue du Général Meusnier forme une courbe qui longe le vestige du mur d'enceinte du IIème siècle de l'amphithéâtre. Il est essentiellement constitué de moellons de divers tuffeaux, taillés plus ou moins grossièrement. Pour cette EarthCache, nous allons nous intéresser à une autre roche pouvant être observée dans ce mur : le silex.

► Partie 2 : Le silex ◄

► Définition :

Le silex est une roche sédimentaire composée de silice SiO2. Il est constitué de calcédoine presque pure, et de quelques impuretés comme de l'eau ou des oxydes, ces derniers influant sur sa couleur.

► Structure :

Dans les gisements, on distingue deux parties :

- Le cortex (ou noyau ou nucleus) est une couche superficielle blanche, silicifiée, d'épaisseur variable, et qui circonscrit le cœur du silex. Le cortex a un aspect porcelané ou terreux, de texture fine ou grenue. Le cortex forme une rupture nette avec la roche calcaire dans laquelle le silex est encastré.

- Le cœur (ou patine) est la partie interne compacte, dense. Il se fragmente en cassures franches, courbes et lisses (dites cassures conchoïdales), ou esquilleuses dans le cas d'une présence de petites écailles. Le cœur donne des éclats tranchants et luisants.

Les cœurs de silex peuvent présenter différentes couleurs selon la présence d'oxydes lors de leur formation :

- des silex de couleur noir ou gris sont composés de silice pure, tandis que des silex blanchâtres traduisent une faible teneur en silice ;

- des silex de couleur brun, rouille ou jaune traduisent une composition de silice avec la présence d'oxyde de fer.

Par ailleurs, plus la couleur du silex est sombre, plus le milieu de silification était réducteur ; au contraire, une couleur claire indique un milieu oxydant.

► Processus de silification :

L'origine du silex est marine. Il est généralement admis que cette roche se forme dans une eau saturée en silice hydratée (opale) qui évolue chimiquement en calcédonite microporeuse, puis en calcédonite compacte et en quartz. La silice précipite alors dans le fond de la mer :

A. Sur le lit des océans : la silice se dépose et cristallise sur une ancienne couche sableuse litée. Les silex forment un banc continu horizontal, régulier, et peu épais (décimétrique).

B. En comblant les cavités laissées dans le calcaire : des discontinuités dans la boue (restes organiques, terriers creusés, fissures ou fractures, zones à faible porosité) présentent des parois sur lesquelles la silice peut se mettre à cristalliser. Les silex forment des nodules aux contours irréguliers. Les silex noduleux peuvent se présenter de façon dispersée au sein d’un niveau de calcaire, ou bien regroupés selon une couche.

Certains objets ou organismes peuvent contribuer à enclencher la cristallisation de silex. On peut trouver par exemple des fossiles d’éponge ou d’oursin sous formes d’inclusions au cœur du silex.

► Silex en Touraine :

Les couches calcaires de Touraine formées durant le Crétacé Supérieur, en particulier les tuffeaux du Turonien, contiennent de grandes quantités de silex. Les murs de l'amphithéâtre étant construits en moellons de divers faciès de tuffeaux de la région, il est fort probable que les silex du mur de la Rue du Général Meusnier proviennent de ces couches géologiques. Une autre possibilité quant à la provenance de ces silex pourrait être les couches d'argile à silex formées au Sénonien et affleurant en de nombreuses zones de Touraine.

► Partie 3 : Notion de dureté ◄

La dureté définit la résistance opposée par une surface d'un matériau à l'action mécanique d'un matériau plus dur. Il existe différentes méthodes normalisées de mesure de la dureté, notamment la dureté Vickers qui mesure l'empreinte laissée par un poinçon en diamant.

Sur le terrain, il est commun d'employer l'échelle de Mohs, du nom du minéralogiste allemand Friedrich Mohs qui l'a mise au point en 1812. Pour évaluer la dureté d'un matériau donné, on doit procéder par comparaison (capacité de l'un à rayer l'autre) avec deux autres minéraux dont on connaît déjà la dureté. Cette échelle n'est ni linéaire, ni logarithmique.

Pour loguer cette EarthCache, rendez-vous aux différents Waypoints situés dans la Rue du Général Meusnier et la rue des Ursulines. Apportez un morceau de verre, et répondez aux questions suivantes.

0 ► Joignez à votre log une photographie permettant de vous identifier (visage, GPS, pseudo, etc.) devant le mur de l'amphithéâtre.

1 ► Au Waypoint 1 (rue du Général Meusnier), Observez les silex du vestige de mur de l'amphithéâtre (zones rouges) :

1a. De quelle couleur sont ces silex ?
1b. Déduisez leur composition.
1c. Déduisez si leur milieu de silification était réducteur ou oxydant.
1d. Essayez de rayer le morceau de verre avec un silex du mur. Déduisez le niveau de dureté du silex dans l'échelle de Mohs.

2 ►  Au Waypoint (rue des Ursulines), observez le silex masqué sous la photo ci-dessous (zone bleue) :

2a. Quelle est sa forme ?
2b. Déduisez ses conditions de formation.

Rappels concernant les « EarthCaches » :

Il n’y a pas de contenant à rechercher aux coordonnées, ni de carnet à signer sur place. Il suffit de se rendre sur les lieux, de répondre aux questions ci-dessus, et de nous envoyer vos propositions de réponse soit via notre profil, soit la messagerie geocaching.com (Message Center).

Vous pouvez loguer un « Found it » sans attendre notre confirmation. Nous vous contacterons en cas de problème ou pour fournir d’éventuelles précisions.

Les « Found it » enregistrés sans envoi de réponses seront supprimés.

► [Géol' Tours] ◄

Tours is a metropolis located in the heart of the Loire Valley, classified as World Heritage by UNESCO.

Since the foundation of the Roman city of Caesarodunum, Tours has grown under the influence of the Loire and the riches of the Touraine basement. Its houses, religious buildings, castles or bridges come from stones extracted in the region.

[Géol' Tours] offers a series of EarthCaches describing rock natures, geological or hydrological phenomena, in order to discover the geological richness on the banks of the Loire and in the streets of the city.

► Part 1: The Gallo-Roman amphitheatre ◄

The amphitheater of Tours was built in the 1st century in the city of Caesarodunum, inhabited by the Celtic people of the Turons. It was located at the top of a hill, a natural sedimentary hill made up of old alluvial deposits from the Loire, placing it at an elevated altitude of a few meters to protect it from floods and enhance it.

It was enlarged in the 2nd century to form an oval of dimensions 156 x 134 m: it was one of the largest in the Roman Empire.

In the Middle Ages, the neighborhood developed around the Cathedral under construction. The walls and foundations of the amphitheater were used to sit the foundations and cellars of the houses. Today, only a few vestiges of the monument remain, most of which are incorporated into private property. The district plan allows you to assess its location.

Map of the City of Tours (1839): imprint of the amphitheater on the district.

The Rue du Général Meusnier forms a curve which runs along the vestige of the 2nd century surrounding wall of the amphitheater. It is essentially made up of rubble of various tufa, cut more or less roughly. For this EarthCache, we will focus on another rock that can be observed in this wall: flint.

► Part 2: The flints ◄

► Definition:

Flint is a sedimentary rock composed of silica SiO2. It consists of almost pure chalcedony, with some impurities such as water and oxides, which influence its color.

► Structure:

In the deposits, two parts can be distinguished:

- The cortex (or nucleus) is a white, silicified surface layer of variable thickness, which circumscribes the core of the flint. The cortex has a porcelaneous or earthy appearance, with a fine or grainy texture. The cortex forms a clean break with the limestone in which the flint is embedded.

- The core (or patina) is the compact, dense inner part. It breaks into smooth, curved, clean breaks (called conchoidal breaks), or splintery breaks in the case of small flakes. The core produces sharp, shiny flakes.

Flint cores can have different colors depending on the presence of oxides during their formation:

- black or grey flints are composed of pure silica, while whitish flints have a low silica content;

- brown, rusty or yellow flints are composed of silica with the presence of iron oxide.

Furthermore, the darker the color of the flint, the more reductive the silification medium was; on the contrary, a light color indicates an oxidizing medium.

► Formation process:

The origin of flint is marine. It is generally accepted that this rock is formed in water saturated with hydrated silica (opal) which chemically evolves into microporous chalcedonite, then into compact chalcedonite and quartz. The silica then precipitates to the seabed:

A. On the ocean bed: silica is deposited and crystallizes on an ancient sandy bed. The flints form a continuous, horizontal, thin (decimetric) bed.

B. Filling cavities left in the limestone: discontinuities in the mud (organic remains, burrows, cracks or fractures, low porosity areas) present walls on which silica can crystallize. The flints form nodules with irregular contours. Nodular flints can be found scattered within a limestone level, or grouped in a thin layer.

Certain objects or organisms can contribute to trigger the crystallization of flint. For example, sponge or sea urchin fossils can be found as inclusions in the core of flint.

► Flints of Touraine:

The limestone layers of Touraine formed during the Upper Cretaceous, in particular the Tuffeaux of the Turonian, contain large quantities of flint. The walls of the amphitheater were built in rubble of various facies of tuffeaux of the region. Then it is very likely that the flints of the wall of Rue du Général Meusnier come from these geological layers. Another possibility as to the origin of these flints could be the layers of flint clay formed in the Senonian and outcropping in many areas of Touraine.

► Partie 3 : Notion of hardness ◄

Hardness defines the resistance opposed by a surface of a material to the mechanical action of a harder material. There are various standardized methods for measuring hardness, including Vickers hardness which measures the footprint left by a diamond punch.

In the field, it is common to use the Mohs scale, named after the German mineralogist Friedrich Mohs who developed it in 1812. To assess the hardness of a given material, one must proceed by comparison (capacity of the (one to scratch the other) with two other minerals whose hardness is already known. This scale is neither linear nor logarithmic.

To log this EarthCache, go to the Waypoints located on Rue du Général Meusnier and Rue des Ursulines. Do not forget to bring a piece of glass, and answer the following questions.

0 ► Join to your log a photo that identifies you (face, GPS, nickname, etc.) in front of the amphitheater wall.

1 ► At Waypoint 1 (rue du Général Meusnier), observe the flints of the amphitheater wall vestige (red areas):

1a. What color are these flints?
1b. Deduce their composition.
1c. Deduce whether their silification medium was reducing or oxidizing.
1d. Try to scratch the piece of glass with a flint from the wall. Deduct the hardness level of the flint according to the Mohs scale.

2 ► At Waypoint 2 (rue des Ursulines), observe the flint hidden on the photo below (blue area):

2a. What is its shape?
2b. Deduce its condition of formation.

Reminders about the “EarthCaches”:

There is no container to look for nor a logbook to sign. Just go to the location, answer the questions above, and send us your proposals of answers either via our profile or Message Center.

You can log “Found it” without waiting for our validation. We will contact you in case of problems or to provide any clarification.

“Found it” logs saved without sending answers will be deleted. 

Source :

MACAIRE J.-J. 2015 - Promenade géologique à Tours. Biotope, Mèze - MNHN, Paris (Collection Balades géologiques), 38 pages. 

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