Il s'agit d'une Earthcache, il n'y a pas de récipient à chercher.
Vous vous engagez de votre propre initiative dans la recherche de cette cache à vos risques et périls. Je décline donc toute responsabilité en cas de problème.
Chronologie relative à l’île de Batz
Granite de l’île de Batz
L’île de Batz est essentiellement constituée par un granite de teinte gris clair. Le grain est généralement fin mais il peut être légèrement porphyrique (c’est-à-dire avec des cristaux de feldspaths un peu plus grands que les autres, de l’ordre du centimètre). Certains faciès montrent essentiellement de la biotite, d’autres sont nettement à deux micas. Ainsi, selon la texture et la composition minéralogique, les variétés observées sont nombreuses pour un œil attentif. Le granite est très régulièrement recoupé pas des veines de pegmatites (grain plus gros, roche plus claire) à tourmaline (minéral noir en baguette), ce qui lui donne une image très caractéristique qui ne peut échapper au visiteur, dès les affleurements du littoral au débarcadère.
Le granite de l’île de Batz appartient au massif de Roscoff dont il constitue la bordure nord. Le granite est issu de la cristallisation en profondeur d’un magma qui a pour origine la fusion de la base de la croûte continentale vers 700°C et environ 100 km de profondeur. Sa mise en place est en relation avec l’orogenèse hercynienne, il y a environ 320 millions d’années, à la fin des temps primaires (ou Paléozoïque) qui a vu s’édifier une vaste chaîne de montagnes sur une grande partie de ce qui est aujourd’hui l’Europe. La Bretagne se situait alors au sein d’un vaste continent, à peu près au niveau de l’Equateur. Ce continent s’est ensuite disloqué tandis que l’Océan Atlantique s’ouvrait et que la Bretagne dérivait vers le nord. Depuis, durant des millions d’années, l’érosion a nivelé ces montagnes et porté le granite à l’affleurement sous des climats chauds et humides qui ont favorisé l’altération des roches. Plus récemment, l’érosion a dégagé les produits de cette altération, laissant les blocs de granite, rochers, îlots qui constituent le paysage de l’île et celui d’une grande partie du littoral du nord-Finistère, sur terre comme en mer, sur la plateforme à écueils due à un ennoyage marin.
A l’île de Batz on trouve de nombreuses occurrences de minéraux pegmatitiques-pneumatolytiques : tourmaline, béryls... Ces occurrences sont en relation avec l’évolution tardive du massif granitique du Plouescat-Roscoff.
Aplites et Pegmatites
Les pegmatites et les aplites forment des filons (poches ou veines), en bordure ou au voisinage immédiat des plutons granitiques auxquels elles sont génétiquement associées (elles ont une composition voisine). Elles correspondent généralement au liquide résiduel, riche en eau, de fin de cristallisation d'un magma granitique (jus résiduel siliceux). Il est leucocrate (teinte claire), car les minéraux sombres (ferromagnésiens) comme la biotite ont une température de fusion (et donc de cristallisation) beaucoup plus élevé (850 degrés) que les minéraux siliceux (quartz et feldspaths), donc il n'y en pas dans les jus résiduels qui sont les derniers à se solidifier. Dans le jus résiduel siliceux se concentrent des éléments rares dits "incompatibles" (B, Be, Nb, Ta, etc...)
Pegmatite
En dehors de la différence de teinte leucocrate, la pegmatite se caractérise par la taille des cristaux qui la constituent. Leur taille est beaucoup plus grande que la taille des cristaux du granite voisin. En général plus la taille des cristaux est grande plus le refroidissement du magma était long. Ici du fait de la présence des éléments fondants (certains éléments rares) qui abaissent le point de fusion, la viscosité du magma, et le taux de nucléation, le filon lié à l'intrusion magmatique représente une phase pegmatitique (entre 800° et 600°) qui voit l'augmentation du taux de croissance des cristaux et un temps de refroidissement qui n'a pas besoin d'être très long.
Aplite
L'aplite est une roche granitique à grains très fins (cristaux infra-millimétriques) visibles seulement à la loupe, leucocrate (de teinte claire), composée de quartz, biotite, albite, microcline, muscovite, tourmaline et béryl.
L'aplite se présente généralement en filons recoupant les massifs granitiques, fréquemment associés à des filons de pegmatite dont elle peut constituer les bordures. Les filons aplitiques peuvent être zonés. L'épaisseur des filons est centimétrique, plus rarement décimétrique. À cause de cette granulométrie fine et équidimensionnelle, on peut envisager chez les aplites magmatiques une cristallisation rapide et simultanée.
La taille ça compte
Rappelons qu'aplites et pegmatites sont des roches magmatiques essentiellement filoniennes, à petits cristaux (plus petits que ceux d'un granite classique) pour les aplites, et à gros cristaux (plus gros que ceux d'un granite classique) pour les pegmatites. Si la petite taille des cristaux d'aplite est sans doute due à une cristallisation rapide, ce qui est normal dans un filon étroit qui se refroidit vite, la grande taille des cristaux des pegmatites ne vient pas d'un refroidissement lent. Aplites et pegmatites correspondent la plupart du temps aux derniers liquides résiduels subsistant en toute fin cristallisation d'un magma granitique. Dans le cas des pegmatites, la très forte teneur en eau dissoute dans le magma constitué de silicates fondus favorise la diffusion des ions dans le magma et provoque cette “anomalie” de cristallisation avec formation de cristaux peu nombreux mais de grande taille.
Deux façons de cristalliser
Imaginons par exemple qu'un premier petit cristal d'orthose (feldspath potassique) apparaisse dans le magma en cours de refroidissement. En cristallisant, ce premier cristal d‘orthose a incorporé la majorité du potassium qui se trouvait dans le magma à son voisinage immédiat. Le magma perdant encore de la chaleur au cours du temps, de l'orthose va continuer à cristalliser. Il y a alors compétition entre deux solutions possibles. Si les ions potassium sont peu mobiles et circulent mal dans le magma, le premier cristal d'orthose ne pourra pas grandir, faute de potassium présent dans les environs, et ce sera un nouveau cristal d'orthose qui cristallisera à quelque distance du premier (quelques millimètres, voire moins), là où il y a abondance de potassium dans le magma. Si, au contraire, les ions potassium sont mobiles et circulent bien dans le magma, le premier cristal pourra grandir car il pourra incorporer tout le potassium présent à des centimètres à la ronde, ce qui empêchera par là-même la cristallisation de nouveau cristaux dans les environs. Ce qui est vrai pour le potassium l'est aussi pour tous les autres ions (sodium, calcium, fer…). Un magma granitique très riche en eau dissoute dans le bain silicaté cristallisera donc sous forme de cristaux peu nombreux mais de grande taille.
Chronologie à l’intérieur du filon
La grande taille des cristaux des pegmatites n'est pas due à la vitesse de refroidissement, mais à la teneur en eau du magma. Assez souvent, l'eau rentrant assez peu dans le réseau cristallin des silicates des pegmatites (sauf dans les micas), la teneur en eau du magma pegmatitique augmente au cours du temps. Les derniers cristaux qui occupent le cœur de filon sont donc souvent plus gros que les cristaux de la bordure qui, entre autres, ont dû cristalliser plus vite, ce qui a peut-être aussi un rôle dans la plus petite taille des cristaux de bordure.
Mais il peut parfois arriver que, pour une raison ou pour une autre, la teneur en eau du magma diminue au cours de la mise en place des filons pegmatitiques. On peut, par exemple, imaginer que la fracture dans laquelle circule le magma pegmatitique atteigne la surface, ce qui entrainera son dégazage et donc sa perte d'eau. Dans un tel contexte, les premiers cristaux du filon seront donc de grande taille, alors que les derniers, cristallisant rapidement (filon étroit) à partir d'un magma pauvre en eau, seront de petite taille. Si les premiers cristaux restent sur les bords de la fracture où ils ont cristallisé, on aura un filon à bord pegmatitique et à cœur aplitique. Si les premiers cristaux (de grande taille) sont détachés de la bordure, on obtiendra un filon d'aplite contenant quelques cristaux “géants”. Des conditions chimiques particulières peuvent aussi particulièrement favoriser la cristallisation d'une espèce minérale donnée.
Mélanocrate et Leucocrate
Mélanocrate et leucocrate sont des adjectifs de coloration de la roche. Une roche leucocrate possède peu, entre 12,5 et 37,5% de ferromagnésiens. Elle est plutôt claire. Les minéraux ferromagnésiens sont sombres, ce sont principalement les micas, les amphiboles, les pyroxènes, les péridots. Par opposition une roche mélanocrate possède beaucoup, entre 62,5 et 87,5% de ferromagnésiens, donc elle est sombre.
Tourmaline
Souvent la zone médiane du filon de pegmatite est enrichie en petites baguettes de tourmaline noire. La tourmaline appartient au groupe de minéraux de la famille des silicates. Elle cristallise dans le système cristallin trigonal à réseau rhomboédrique en baguettes ou aiguilles allongées. Les tourmalines ont un éclat vitreux, les tourmalines ferrifères sont noires.
Chronologie relative des évènements géologiques
Pour déterminer la chronologie relative de différents filons dans la roche magmatique on utilise le principe de recoupement : Tout évènement modifiant soit la géométrie soit la continuité d’une structure géologique est postérieure à cette structure. Donc un filon de pegmatite qui recoupe le pluton granitique est postérieur à celui-ci.
Derrière l’Accueil Touristique du débarcadère on trouve de belles occurrences de filons pegmatitiques, aplitiques et aplo-pegmatitiques. Ces aplites et pegmatites ont refroidi le long des deux parois en même temps. On peut l’affirmer vu la symétrie de la nature des cristaux à l’intérieur du filon.
Sources
Wikipedia
Une roche identitaire, Le Granite de l’île de Batz (Finistère)
https://www.geoportail.gouv.fr/donnees/cartes-geologiques
https://planet-terre.ens-lyon.fr/
JANDOVÁ, Tereza. Differentiation and crystallization of evolved granitic melts Praha, 2013
Questions pour valider cette Earthcache :
- Observez les zones A, B, C sur la Photo 1. Selon vous il s’agit pour chaque occurrence de la pegmatite ou de l’aplite ? Pourquoi ?
- Quelle(s) filon(s) recoupe(nt) un autre ? Pouvez mettre les trois zones A, B et C dans l’ordre chronologique de leur formation?
- Comparez les zones A et C. Quelle est la principale différence ?
- Pouvez-vous observer un zonage ? Sous quelle(s) occurrence(s) ? Est-il symétrique (mêmes minéraux sur les bordures, mêmes minéraux au milieu) ou asymétrique (minéraux leucocrates sur une bordure et mélanocrates sur l’autre bordure) ? Que pouvez en déduire sur la chronologie de la croissance des cristaux ?
- Comparez les zones A et B. Quelles sont les différences de teintes ? Que trouvez-vous au cœur de la zone B ? Comment expliquez-vous cette différence de taille ?
- Une photo de vous ou d’un objet vous représentant sur le site.
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English version
You engage in the search for this cache on your own initiative at your own risk. I therefore decline all responsibility in the event of a problem.
This is an Earthcache, there is no container to look for.
Chronology of the island of Batz
Granite from the island of Batz
The island of Batz is essentially made up of a light gray granite. The grain is generally fine, but it can be slightly porphyritic (that is, with feldspars crystals a little larger than the others, on the order of a centimeter). Some facies show predominantly biotite, others are distinctly two-mica. Thus, according to the texture and the mineralogical composition, the varieties observed are numerous for an attentive eye. The granite is very regularly cut by veins of pegmatites (larger grain, lighter rock) to tourmaline (black mineral in baguette), which gives it a very characteristic image which cannot escape the visitor, from the outcrops of the coast at landing stage.
The granite of the island of Batz belongs to the Roscoff massif, of which it constitutes the northern edge. Granite results from the deep crystallization of a magma that originates from the melting of the base of the continental crust at around 700 ° C and about 100 km deep. Its establishment is in connection with the Hercynian orogeny, about 320 million years ago, at the end of primary times (or Paleozoic) which saw the building of a vast mountain range over a large part of this which is Europe today. Brittany was then located within a vast continent, roughly at the level of the Equator. This continent then broke apart as the Atlantic Ocean opened up and Brittany drifted north. Since then, for millions of years, erosion has leveled these mountains and brought granite outcrop in hot, humid climates that have favored weathering of the rocks. More recently, erosion has released the products of this alteration, leaving the blocks of granite, rocks, islets that make up the landscape of the island and that of a large part of the coast of North Finistère, on land and at sea. , on the reef platform due to marine flooding.
On the island of Batz we find numerous occurrences of pegmatitic-pneumatolytic minerals: tourmaline, beryls ... These occurrences are related to the late evolution of the granite massif of Plouescat-Roscoff.
Aplites and Pegmatites
Pegmatites and aplites form veins (pockets or veins), on the edge or in the immediate vicinity of the granitic plutons with which they are genetically associated (they have a similar composition). They generally correspond to the residual liquid, rich in water, at the end of crystallization of a granite magma (residual siliceous juice). It is leucocratic (light shade), because dark minerals (ferromagnesium) like biotite have a much higher melting (and therefore crystallization) temperature (850 degrees) than siliceous minerals (quartz and feldspars), so it doesn't there is none in the residual juices which are the last to solidify. In the residual siliceous juice, rare elements known as "incompatible" (B, Be, Nb, Ta, etc.) are concentrated.
Pegmatite
Apart from the difference in leucocratic hue, pegmatite is characterized by the size of the crystals that constitute it. Their size is much larger than the size of the crystals of the neighboring granite. In general, the larger the size of the crystals, the longer the cooling of the magma was. Here due to the presence of melting elements (some rare elements) which lower the melting point, the viscosity of the magma, and the nucleation rate, the vein linked to the magmatic intrusion represents a pegmatitic phase (between 800 ° and 600 °) which sees the increase in crystal growth rate and a cooling time that does not need to be very long.
Aplite
Aplite is a very fine-grained granitic rock (infra-millimeter crystals) visible only with a magnifying glass, leucocrate (light colored), composed of quartz, biotite, albite, microcline, muscovite, tourmaline and beryl.
Aplite generally occurs in veins intersecting granite massifs, frequently associated with pegmatite veins of which it can constitute the borders. Aplitic veins can be zoned. The thickness of the veins is centimeter, more rarely decimetric. Because of this fine and equidimensional granulometry, one can envisage in the magmatic aplites a rapid and simultaneous crystallization.
Size matters
Let us recall that aplites and pegmatites are essentially vein magmatic rocks, with small crystals (smaller than those of a classic granite) for the aplites, and with large crystals (larger than those of a classic granite) for the pegmatites. While the small size of aplite crystals is probably due to rapid crystallization, which is normal in a narrow vein that cools quickly, the large crystal size of pegmatites is not due to slow cooling. Aplites and pegmatites correspond most of the time to the last residual liquids remaining at the very end of crystallization of a granitic magma. In the case of pegmatites, the very high water content dissolved in the magma made up of molten silicates promotes the diffusion of ions in the magma and causes this “anomaly” of crystallization with the formation of few but large crystals.
Two ways to crystallize
For example, imagine that a first small crystal of orthosis (potassium feldspar) appears in the magma during cooling. As it crystallized, this first crystal of orthosis incorporated most of the potassium that was in the magma in its immediate vicinity. As the magma still loses heat over time, some orthosis will continue to crystallize. There is then competition between two possible solutions. If the potassium ions are not very mobile and circulate poorly in the magma, the first crystal of orthosis will not be able to grow, due to the lack of potassium present in the surroundings, and it will be a new crystal of orthosis which will crystallize at some distance from the first ( a few millimeters, or even less), where there is an abundance of potassium in the magma. If, on the contrary, the potassium ions are mobile and circulate well in the magma, the first crystal will be able to grow because it will be able to incorporate all the potassium present for centimeters around, which will thereby prevent the crystallization of new crystals in the magma. around. What is true for potassium is also true for all other ions (sodium, calcium, iron, etc.). A granitic magma very rich in water dissolved in the silicate bath will therefore crystallize in the form of few but large crystals.
Chronology within the vein
The large crystal size of pegmatites is not due to the cooling rate, but to the water content of the magma. Quite often, the water entering rather little in the crystalline network of the silicates of the pegmatites (except in the mica), the water content of the pegmatitic magma increases over time. The last crystals that occupy the core of the vein are therefore often larger than the edge crystals which, among other things, must have crystallized faster, which may also have a role in the smaller size of the edge crystals.
But it can sometimes happen that, for one reason or another, the water content of the magma decreases during the establishment of the pegmatite veins. One can, for example, imagine that the fracture in which the pegmatitic magma circulates reaches the surface, which will cause its degassing and therefore its loss of water. In such a context, the first crystals of the vein will therefore be large, while the last, crystallizing rapidly (narrow vein) from a magma poor in water, will be small. If the first crystals remain on the edges of the fracture where they crystallized, we will have a vein with a pegmatite edge and an aplitic heart. If the first crystals (large) are detached from the border, we will obtain an aplite vein containing a few “giant” crystals. Particular chemical conditions can also particularly favor the crystallization of a given mineral species.
Melanocrates and Leucocrates
Melanocrates and Leucocrates are adjectives for rock coloring. A leucocratic rock has little, between 12.5 and 37.5% of ferromagnesium. It is rather clear. Ferromagnesian minerals are dark, they are mainly micas, amphiboles, pyroxenes, peridots. In contrast, a melanocratic rock has a lot, between 62.5 and 87.5% of ferromagnesium, so it is dark.
Tourmaline
Often the middle zone of the pegmatite vein is enriched with small rods of black tourmaline. Tourmaline belongs to the group of minerals of the silicate family. It crystallizes in the trigonal crystal system with a rhombohedral network in rods or elongated needles. Tourmalines have a vitreous luster, iron tourmalines are black.
Relative chronology of geological events
To determine the relative chronology of different veins in the igneous rock, the principle of intersection is used: Any event modifying either the geometry or the continuity of a geological structure is posterior to this structure. So a pegmatite vein which intersects the granitic pluton is posterior to it.
Behind the tourist reception of the landing stage there are beautiful occurrences of pegmatitic, aplitic and aplo-pegmatitic veins. These aplites and pegmatites cooled along both walls at the same time. This can be said by the symmetry of the nature of the crystals within the vein.
Questions to validate this Earthcache:
1. Observe areas A, B, C in Photo 1. Do you think this is pegmatite or aplite for each occurrence? Why ?
2. Which vein (s) intersect (s) another? Can you put the three areas A, B and C in the chronological order of their formation?
3. Compare areas A and C. What is the main difference?
4. Can you observe a zoning? Under which occurrence (s)? Is it symmetrical (same minerals on the borders, same minerals in the middle) or asymmetrical (leucocratic minerals on one border and melanocratic on the other border)? What can be deduced from this about the chronology of crystal growth?
5. Compare areas A and B. What are the color differences? What do you find in the heart of zone B? How do you explain this size difference?
6. A photo of you or an object representing you on the site.
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