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Une Earthcache

Un peu de géologie

> Un réservoir magmatique

St Jean du Doigt est le lieu d’un réservoir magmatique d’une dizaine de kilomètres de diamètre présentant différents lits. Un tel réservoir se met en place dans les niveaux intermédiaires de l’écorce terrestre (10-15km de profondeur. Il présente une association de faciès différents, allant des gabbros jusqu’aux granites, en passant par des faciès intermédiaires tels les diorites. Il a également la particularité de présenter des structures d’instabilité gravitaire telles des diapirs ou des pipes.

> Diorite

La diorite est une roche magmatique plutonique grenue composée de plagioclase, d'amphibole verte et de mica. Elle se distingue du gabbro par l'absence d'olivine, et du granite par son absence de quartz ou en quantité moindre en raison d'une richesse moins grande en silice.

Cette roche provient de magmas chimiquement intermédiaires entre les magmas granitiques et les magmas basaltiques, donnant par fusion partielle des roches appelées andésites quand elles sont volcaniques et diorites quand elles sont plutoniques.

> Diapir

Un diapir (du grec « diapeirein », percer au travers) est une structure résultant de la remontée de roches plus légères à travers des roches plus denses. Elle est constituée de roches facilement déformables, telles que le sel, ou encore le gypse, les magmas, les boues, etc. remontant vers la surface sous l'effet de la poussée d'Archimède. Se rencontrant en géologie, ce phénomène est en réalité la manifestation d'un mécanisme bien plus général en physique des fluides connu sous le nom d'instabilité de Rayleigh-Taylor.

> Origine et formation des diapirs dans ce complexe

Après la mise en place des lits de diorites (figure a), ceux-ci vont subir une différenciation in situ (figure b) avec formation d’une « écume » plus différenciée, où s’accumulent des feldspaths par flottation. Ce jus résiduel beaucoup moins dense aura tendance à se concentrer au toit des lits, déformant ainsi l’interface (figure c). Une fois présent en quantité, ce liquide s’échappe sous forme de diapirs (figure d). De petites vésicules, ainsi que la présence localement d’une texture pegmatique au sein de ces diapirs, témoignent de leur richesse en fluide.

schéma de différenciation des lits de diorites

L’observation de diapirs arrivant à la base d’autres lits, ainsi que l’assimilation de certains diapirs par ceux-ci, nous font comprendre que le gabbro ne se fige pas après la mise en place des lits : les diapirs ont le temps de se déplacer entre les lits avant d’être immobilisés. Certains sont même incorporés au sein du lit dioritique sus-jacent.

La morphologie des diapirs dépendra du contraste de viscosité entre les deux formations. Par endroit, les diapirs qui se développent à la surface des lits dioritiques ont une hauteur comparable à l’épaisseur du lit. Le conduit d’alimentation est plus ou moins fin selon les cas. Lorsque le sommet du lit dioritique est très perturbé, les diapirs sont de taille beaucoup plus importante, formant des structures hautes de plus d’un mètre. On peut par endroits observer une morphologie différente dans laquelle les têtes de diapirs ne sont plus du tout reliées aux lits dioritiques dont ils sont issus. Ce sont alors des boules de magma leucocrate presque parfaitement sphériques qui remontent dans un même plan à la verticale.

source : Publication Nolwenn Coint

Questions

Question 0 - Prenez une photo de vous, ou de votre objet distinctif de géocacheur, ou de votre pseudo écrit sur une feuille de papier ou dans votre main... sur l’une de ces magnifiques formes volcaniques, et joignez-là à votre log ou à vos réponses

Site et zone d'observations - Les observations se font sur le même site. Vous devrez toutefois tourner autour de cet amas rocheux et vous immiscer à l’intérieur pour identifier les points d’observation demandés

Leçon

Question 1 - Expliquez en quelques mots comment se forme un diapir dans un tel complexe gabbro-dioritique

Question 2 - Quel principe physique simple entre en jeu dans sa formation ?

Question 3 - Est-ce que le gabbro se fige sitôt la mise en place d’un lit dioritique (pourquoi) ?

Question 4 - Quel est le principal facteur qui contribue à la morphologie d’un diapir ?

Observation 1 - Eléments 1 à 2

Question 5 - Nommez les éléments 1 et 2 sur la photo

Question 6 - L’inclinaison de cette roche est-elle celle à sa formation ? Si oui, pourquoi ; si non, quelle était son inclinaison initiale ?

Observation 2 - Eléments 3 à 6

Question 7 - Nommez l’élément 3 sur la photo

Question 8 - Est-il contemporain, antérieur ou postérieur à 1 (et pourquoi)

Question 9 - Nommez les éléments 4 et 5

Question 10 - Qu’est-ce qui les différencie, et pourquoi selon vous ?

Question 11 - Comment pourriez-vous qualifier la viscosité respectifs des magmas interagissant en cette zone, d’après cette observation ?

Question 12 - A quoi peut correspondre l’élément 6 (commencez peut-être par ce que cela ne peut pas être) ?

Observation 3 - Elément 7

Question 13 - Nommez l’élément 7 sur la photo

Question 14 - Pourquoi cette forme singulière ?

Observation 4 - Eléments 8 à 10

Question 15 - Nommez les éléments 8 à 10 sur la photo

Question 16 - Pourquoi une telle différence selon vous entre 9 et 10 ?

An Earthcache

A little of geology

> A magmatic reservoir

St Jean du Doigt is the site of a magmatic reservoir about ten kilometers in diameter with different beds. Such a reservoir is set up in the intermediate levels of the earth's crust (10-15km deep. It presents an association of different facies, ranging from gabbros to granites, passing through intermediate facies such as diorites. also has the particularity of presenting structures of gravity instability such as diapirs or pipes.

> Diorite

Diorite is a grainy plutonic igneous rock composed of plagioclase, green amphibole and mica. It is distinguished from gabbro by the absence of olivine, and from granite by its absence of quartz or in less quantity due to a lower richness in silica.

This rock comes from chemically intermediate magmas between granitic magmas and basaltic magmas, resulting by partial fusion of rocks called andesites when they are volcanic and diorites when they are plutonic.

> Diapir

A diapir (from the Greek “diapeirein”, to drill through) is a structure resulting from the rise of lighter rocks through denser rocks. It is made up of easily deformable rocks, such as salt, or gypsum, magmas, sludge, etc. rising to the surface under the effect of Archimedes' thrust. Found in geology, this phenomenon is actually the manifestation of a much more general mechanism in fluid physics known as Rayleigh-Taylor instability.

> Origin and formation of diapirs in this complex

After the placement of the diorite beds (figure a) , they will undergo differentiation in situ (figure b) with the formation of a more differentiated “scum”, where feldspars accumulate by flotation. This much less dense residual juice will tend to concentrate on the roofs of the beds, thus distorting the (figure c) interface. Once present in quantity, this liquid escapes in the form of diapirs (figure d) . Small vesicles, as well as the local presence of a pegmatic texture within these diapirs, testify to their richness in fluid.

differentiation scheme of diorite beds

The observation of diapirs arriving at the base of other beds, as well as the assimilation of certain diapirs by them, make us understand that the gabbro does not freeze after the establishment of the beds: the diapirs have time to move between beds before being immobilized. Some are even incorporated within the overlying diorite bed.

The morphology of the diapirs will depend on the viscosity contrast between the two formations. In places, the diapirs which develop on the surface of the dioritic beds have a height comparable to the thickness of the bed. The supply duct is more or less thin depending on the case. When the top of the diorite bed is very disturbed, the diapirs are much larger in size, forming structures over a meter high. In places, we can observe a different morphology in which the diapir heads are no longer connected at all to the dioritic beds from which they originate. They are then almost perfectly spherical leucocratic magma balls which rise in the same vertical plane.

source : Publication Nolwenn Coint

Questions

Question 0 - Take a picture of yourself, or your geocacher feature, or your nickname written on a piece of paper or in your hand ... on one of these beautiful volcanic shapes, and attach it to your log or your answers

Site and observation zones - The observations are made on the same site. However, you will have to turn around this rocky mass and get inside to identify the required observation points.

Lesson

Question 1 - Explain in a few words how a diapir is formed in such a gabbro-dioritic complex

Question 2 - What simple physical principle comes into play in its formation?

Question 3 - Does the gabbro freeze as soon as a dioritic bed is placed (why)?

Question 4 - What is the main factor that contributes to the morphology of a diapir?

Observation 1 - Item 1 and 2

Question 5 - Name items 1 and 2 in the photo

Question 6 - Is the slope of this rock the same as when it was formed? If yes, why ; if not, what was its initial inclination?

Observation 2 - Items 3 to 6

Question 7 Name item 3 in the photo

Question 8 - Is it contemporary, earlier or later than 1 (and why)

Question 9 - Name items 4 and 5 in the photo

Question 10 - What makes them different, and why do you think?

Question 11 - How could you qualify the respective viscosity of the interacting magmas in this area, based on this observation?

Question 12 - What can element 6 correspond to (maybe start with what it can't be)?

Observation 3 - Item 7

Question 13 - Name item 3 in the photo

Question 14 - Why this singular shape?

Observation 4 - Items 8 to 10

Question 15 - Name items 8 to 10 in the photo

Question 16 - Why do you think there is such a difference between 9 and 10?