La Earthcache / The Earthcache
► Contexte géologique régional et local
La région du Velay prend place sur le second plus grand batholithe granitique de France, qui s'étend des Monts du Forez dans le Puy-de-Dôme jusqu'à Tournon dans l'Ardèche sur 6000 km2.
Cette formation régionale structurante présente une histoire particulière qu'il est possible de découvrir dans quelques endroits comme à Bournac.
L'étude de la carte géologique de cette commune montre un terrain cristallin formé d'un mélange de deux roches, des granites d'anatexie hétérogènes à cordiérite et des orthogneiss migmatitiques.
Comment en est-on arrivé là ? Deux roches pour une histoire, partons à la découverte du socle du Velay et de sa formation à Bournac.
► Deux roches, une unique composition minérale
Les deux formations du socle du Velay ont une même composition chimique, qui préfigure la genèse primordiale de cette région comme une histoire de transformation.
Cette composition chimique se caractérise par 4 minéraux qui peuvent se résumer en QFM+C :
- Q comme Quartz : translucide parfois transparent, ce minéral est de couleur gris sans facette.
- F comme Feldspath : blanchâtre ou rose, ce minéral opaque présente des facettes miroitantes.
- M comme Mica : Ici noir (biotite), ce minéral se présente en fines paillettes brillantes.
+ C comme Cordiérite : de couleur généralement verte, parfois bleutée, ce minéral polycristallin se décompose en prenant une teinte brun rouille.
De cette composition chimique, il est possible d'obtenir deux roches, ou plutôt une succession "généalogique" de roches.
► Au départ était les Orthogneiss
Les roches autochtones du Velay sont des orthogneiss à texture rubanée d'une série métamorphique, vestige d'une chaîne de montagne disparue. Ils datent du Briovérien.
Les orthogneiss du Velay sont des roches métamorphiques claires et massives, à grains fins et contenant du quartz, micas noirs et feldspaths plagioclases visibles à l'œil nu.
Le minéral accessoire principal est la cordiérite.
Cette roche se caractérise par une foliation présentant une alternance de petits lits clairs et de fins niveaux plus sombres :
- Les lits clairs sont constitués de quartz et de feldspaths.
- Les lits sombres sont formés de minéraux ferromagnésiens (biotite, cordiérite,...).
► De métamorphique à plutonique : orogenèse hercynienne et fusion partielle
Au Carbonifère, la collision de deux plaques continentales a formé la Pangée, un super-continent, entraînant la mise en place d'une nouvelle chaîne de montagne (orogenèse hercynienne).
Suite à cette collision, une phase d'extension générale a provoqué un amincissement de la croûte terrestre accompagné d'une remontée de lave mantellique et d'une plongée d'eau surfacique.
Le mélange des deux à créer des conditions locales de fusion partielle de la croute terrestre, un phénomène appelé anatexie, c'est à dire une fusion partielle de la roche à hautes pressions et hautes températures (800°C).
Cette fusion partielle des formations briovériennes va donner naissance à un granite migmatitique, une roche hétérogène comprenant deux fractions :
- La majeur partie de la roche fond et constitue alors la fraction fondue, le mobilisat (= leucosome), magma de composition granitique qui va ensuite cristalliser en granites anatectiques.
- D'autres parties restent solides (réfractaires à la fusion) et constituent la fraction restante, le restat (= mélanosome), des enclaves de roches primordiales (orthogneiss rubanés).
Ce sont ces enclaves qui ont permis de comprendre l’origine du granite du Velay.
► Granite migmatitique à cordiérite du Velay
Comme tous les granites, celui du Velay est une roche cristalline grenue (cristaux visibles à l'oeil nu), très dure, composés de quartz, feldspaths plagioclases et alcalins, un peu de mica (QF+/M-) et ne présentant pas de litage ou de foliation des minéraux du fait de la fusion puis recristallisation.
Par ailleurs, le granite du Velay présente trois caractéristiques essentielles :
- Une roche très claire (leucogranite) car pauvre en micas noirs qui n'ont pas fondu (ces micas sont demeurés dans la phase réfractaire, le mélanosome).
- La présence de cordiérite abondante sous la forme de phénocristaux (gros cristaux de taille >1 cm). Dans le granite du Vela altéré, cette cordiérite apparaît sous la forme de cocardes rouillées.
- L'abondance de restites, des roches non fondues (enclaves de gneiss) dispersées de façon irrégulière (fusion incomplète traduit un manque d'eau), d'ou le qualification de migmatitique (mélange).
► Regional and local geological context
The Velay region takes place on the second largest granite batholith in France, which extends from the Monts du Forez in Puy-de-Dôme to Tournon in the Ardèche over 6000 km2.
This structuring regional formation presents a particular history that it is possible to discover in some places like in Bournac.
The study of the geological map of this town shows a crystalline terrain formed by a mixture of two rocks, heterogeneous anatexic granites with cordierite and migmatitic orthogneiss.
How did we get here ? Two rocks for a story, let's explore the basement of Velay and its formation in Bournac.
► Two rocks, a unique mineral composition
The two formations of the Velay basement have the same chemical composition, which foreshadows the primordial genesis of this region as a history of transformation.
This chemical composition is characterized by 4 minerals which can be summed up in QFM + C:
- Q for Quartz: translucent sometimes transparent, this mineral is gray without facet.
- F for Feldspar: whitish or pink, this opaque mineral has shimmering facets.
- M like Mica: Here black (biotite), this mineral appears in fine shiny glitter.
+ C for Cordierite: generally green in color, sometimes bluish, this polycrystalline mineral decomposes by taking a rusty brown tint.
From this chemical composition, it is possible to obtain two rocks, or rather a "genealogical" succession of rocks.
► At the start was the Orthogneiss
The native rocks of Velay are orthogneiss with a ribbon texture of a metamorphic series, the vestige of a disappeared mountain range. They date from the Briovérien.
The Velay orthogneiss are clear and massive metamorphic rocks, fine-grained and containing quartz, black micas and plagioclase feldspar visible to the naked eye.
The main accessory mineral is cordierite.
This rock is characterized by a foliation with an alternation of small, clear beds and fine, darker levels:
- The clear beds are made of quartz and feldspar.
- The dark beds are formed of ferromagnesian minerals (biotite, cordierite, ...).
► From metamorphic to plutonic: Hercynian orogeny and partial fusion
In the Carboniferous, the collision of two continental plates formed Pangea, a super-continent, leading to the establishment of a new mountain range (Hercynian orogeny).
Following this collision, a general extension phase caused a thinning of the earth's crust accompanied by a rise in mantle lava and a surface water dive.
The mixture of the two creates local conditions for partial fusion of the earth's crust, a phenomenon called anatexia, that is to say a partial fusion of rock at high pressures and high temperatures (800 ° C).
This partial fusion of the Briévériennes formations will give birth to a migmatitic granite, a heterogeneous rock comprising two fractions:
- The major part of the rock melts and then constitutes the molten fraction, the mobilisate (= leucosome), magma of granitic composition which will then crystallize into anatectic granites.
- Other parts remain solid (refractory to fusion) and constitute the remaining fraction, the residue (= melanosome), enclaves of primordial rocks (banded orthogneiss).
These are the enclaves that have made it possible to understand the origin of the Velay granite.
► Velay cordierite migmatitic granite
Like all granites, that of Velay is a grainy crystalline rock (crystals visible to the naked eye), very hard, composed of quartz, plagioclase and alkaline feldspars, a little mica (QF + / M-) and having no bedding or foliation of minerals due to fusion and then recrystallization.
In addition, the Velay granite has three essential characteristics:
- A very clear rock (leucogranite) because it is poor in black micas which have not melted (these micas have remained in the refractory phase, the melanosome).
- The presence of abundant cordierite in the form of phenocrysts (large crystals of size> 1 cm). In altered Vela granite, this cordierite appears in the form of rusty cockades.
- The abundance of remains, unmelted rocks (gneiss enclaves) dispersed irregularly (incomplete fusion reflects a lack of water), hence the qualification of migmatitic (mixture).
► Sources bibliographiques / Bibliographical sources
Les Questions / The Questions
La lecture attentive du descriptif de la cache, ainsi qu'une observation des éléments de terrain et un peu de déduction sont normalement suffisants pour répondre aux questions de cette EarthCache.
A careful reading of the description of the cache, as well as observation of terrain features and some deduction is usually sufficient to answer questions of this EarthCache.
Questions pour valider :"Le Socle du Velay"
Questions to validate: "The Socle du Velay"
- Question 0 : Prenez une photo de vous ou d'un élément vous identifiant sur site hors WPs.
Cette photo devra au choix nous être transmise avec les réponses ou être ajoutée à votre log.
-Question 0 : Take a picture of yourself or something identifying yourself on a site other than WPs.
This photo must either be sent to us with the answers or added to your log.
Point 1 : N 44° 58.779 E 004° 05.639
Dos au virage, approchez-vous de la falaise haute de plusieurs dizaines de mètres (sans allez trop près, risque de chute de pierres), voir photo WP1.
Back to the bend, approach the cliff several tens of meters high (without going too close, risk of falling rocks), see photo WP1.
- Question 1 : Décrivez la roche formant la zone A et déduisez-en sa nature et à quelle fraction elle appartient dans la migmatitique du Velay.
- Question 1 : Describe the rock forming zone A and deduce its nature and to what fraction it belongs in the migmatitics of Velay.
- Question 2 : Décrivez la roche formant la zone B et déduisez-en sa nature et à quelle fraction elle appartient dans la migmatitique du Velay.
- Question 2 : Describe the rock forming zone B and deduce its nature and to what fraction it belongs in the migmatitics of Velay.
- Question 3 : De vos réponses aux questions 1 et 2 et à l'aide du descriptif, déterminez l'âge de chaque formation. Quelle est la plus âgée ?
- Question 3 : From your answers to questions 1 and 2 and using the description, determine the age of each formation. Who is the oldest?
Point 2 : N 44° 58.770 E 004° 05.628
Faites demi-tour et dirigez-vous vers les affleurements de granite dans la direction du virage pour étudier la zone C verte de la photo WP2.
Make a U-turn and head towards the granite outcrops in the direction of the turn to study the green C zone of the WP2 photo.
- Question 4 : Quelle est la teinte générale de la roche sous la zone C (couleur claire ou couleur sombre) ? Comment qualifie t-on ce granite en fonction de cette teinte ? Décrivez et identifiez les minéraux à l'origine de cette teinte.
- Question 4 : What is the general color of the rock under zone C (light or dark color)? How do you qualify this granite according to this shade? Describe and identify the minerals behind this shade.
- Question 5 : Des minéraux se détachent par leur taille et leur couleur. Décrivez les. Quels sont leur nature et qu'est ce qui est à l'origine de cette coloration ?
- Question 5 : Minerals stand out for their size and color. Describe them. What are their nature and what is at the origin of this coloring?
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