Introduction
Avec cette série de Earthcaches citadines, nous allons nous intéresser aux roches typiques de la région que l’on peut observer en se promenant dans Le Havre. Cette balade va nous permettre de découvrir des spécimens de différentes familles de roches.
La première de la série est le silex (famille des roches sédimentaires).
Généralité sur les roches sédimentaires
Les roches sont des assemblages de minéraux. En fonction de leur mécanisme de formation, on peut les classer en 4 grandes familles :
- Les roches magmatiques : refroidissement d’un magma,
- Les roches sédimentaires : précipitation ou dépôts de particules,
- Les roches métamorphiques : transformation d’une roche du fait de son positionnement dans les conditions nouvelles de pression et température,
- Les roches mantelliques : issues du manteau terrestre (cette catégorie est souvent fusionnée avec la famille des roches magmatiques)
Si les roches magmatiques et mantelliques occupent une grande partie du volume de la croûte terrestre, les roches sédimentaires règnent en surface.
Roches sédimentaires de gauche à droite : bauxite, gypse, grès, dolomie, charbon, dolomite, calcaire (craie), conglomérât, silex
Les roches sédimentaires sont très nombreuses, d'origine diverses et formées par différents processus, les principaux étant l'altération chimique ou physique (érosion), le transport puis le dépôt.
Quatre processus conduisent à la formation des roches sédimentaires :
- L'altération superficielle des matériaux qui produit des particules,
- Le transport de ces particules par les cours d'eau, le vent ou la glace qui amène ces particules dans le milieu de dépôt,
- La sédimentation qui fait que ces particules se déposent dans un milieu donné pour former un sédiment,
- Et enfin, la diagenèse qui transforme le sédiment en roche sédimentaire.
Le matériel sédimentaire peut provenir de trois sources :
- Une source terrigène, lorsque les particules proviennent de l'érosion du continent,
- Une source allochimique, lorsque les particules proviennent d’un bassin de sédimentation, principalement des coquilles ou fragments de coquilles d’organismes vivants,
- Une source orthochimique qui correspond aux précipités chimiques dans le bassin de sédimentation ou à l'intérieur du sédiment durant la diagenèse.
Un classement simplifié peut résumer l’ensemble des roches sédimentaires :
- Les roches détritiques (ex: le grès) sont constituées d’au moins 50% de débris qui sont le plus souvent issus de l’érosion d’autres roches et plus rarement issus de squelettes d’organismes vivants,
- Les roches résiduelles (ex : la bauxite) sont formées à partir d’éléments en solution que les eaux ont prélevés à des roches préexistantes. Elles peuvent être constituées de minerais comme le fer, l’aluminium …,
- Les roches biologiques (ex : le charbon) sont carbonatées et résultent de l’accumulation et de la transformation de la matière organique végétale.
- Les roches d’origine biochimique (ex : craie, calcaire) résultent de l’accumulation de fossiles (coquilles, tests, os) dans les fonds marins. Elles sont siliceuses ou carbonatées,
- Les roches d’origine chimiques (ex: le silex, le gypse) sont formées par des dépôts minéralogiques liés à des équilibres chimiques qui se forment dans certaines conditions de température et de pression.
Pour certaines, quelques critères peuvent être utilisés pour identifier la roche :
- Friable : les marnes,
- Soluble : les gypses,
- Réagissant à l’acide à froid : les roches carbonatées,
- Combustibles : les charbons.
Le silex
Exemple de silex en calcédoine
Le silex est une roche très courante dans nos régions. Cette roche est très dure, à grain très fin non visible à l’œil nu. Elle est composée de silice (composition chimique : SiO2) qui prend principalement 3 formes :
- Fibreuse : calcédoine,
- Granuleuse : quartz
- Cristallisée : opale.
Lorsqu’il est riche en opale, la pierre silex est de couleur blanche laiteuse (assez rare). Plus le minérai est cristallin, plus il est transparent. Cependant, il est la plupart du temps constitué de calcédoine. Sa couleur varie : gris, jaune chamois, rosé ou brun noir. On peut également le trouver en noir foncé dans les calcaires carbonifères.
Exemple de nodule de silex cornu
Sa formation est un phénomène complexe d’origine chimique à partir d'eau de mer. La silice précipite alors sur le lit des océans, sous forme d'agglomérats formant des nodules, ou en comblant les cavités laissées dans le calcaire et se cristallise en nodules. Le phénomène de formation d'un nodule de silex s'arrête lorsque les dépôts de calcaire l'ensevelissent et le privent de l'apport en silice dissoute dans l'eau. Les nodules de silex sont enveloppés d'une gangue plus ou moins épaisse nommée "cortex", composée d'impuretés (dépôts organiques ...) repoussées vers l'extérieur lors de sa croissance.
Exemple de cristaux de Quartz dans un silex
Certains silex sont creux car la silicification primaire est incomplète. La circulation de l’eau dans la cavité conduit parfois à une dissolution ou une précipitation de silice secondaire sous forme de calcédoine mamelonnée aux jolis reflets bleutés ou encore de petits cristaux de quartz mimant une géode.
Exemple de silex zonaire
Les silex dits zonaires présentent des bandes concentriques, alternativement claires et sombres, qu’on appelle encore anneaux de Liesegang. Ces variétés de silex assez communes n’apparaissent qu’à certains niveaux stratigraphiques dans la craie.
Les anneaux de Liesegang sont un phénomène observé dans de nombreux, sinon la plupart, des systèmes chimiques subissant une réaction de précipitation dans certaines conditions de concentration et en l'absence de convection.
Les sources bibliographiques
- https://www.pairform.fr/doc/17/138/441/web/co/FI-4.html
- http://sigessn.brgm.fr/spip.php?article428
- https://www.sandatlas.org/rock-types/
- https://meteorites-cyber-agadir-ma.blogspot.com/p/les-types-de-roches.html,
- https://cours.polymtl.ca/PBedard/glq1100/roches/chert/chert.html,
- http://www2.ggl.ulaval.ca/personnel/bourque/intro.pt/planete_terre.html
- https://craies.crihan.fr/?page_id=60
- https://www.france-mineraux.fr/vertus-des-pierres/pierre-silex/
- https://www.agoravox.fr/actualites/technologies/article/silex-du-nouveau-94709
- https://www.wikiwand.com/en/Liesegang_rings
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Rappel concernant les Earthcaches: Il n'y a pas de conteneur à rechercher ni de logbook à renseigner. Il suffit de se rendre sur les lieux, de répondre aux questions et de me renvoyer les réponses.
Question 1 : De quelle famille de roche appartient le silex ? De quelle source provient-t-il ? Et selon le classement génétique, quelle est sa catégorie ?
Question 2 : Dans la photo ci-dessous (WP1 N49 30.368 E00 05.985), pouvez-vous me décrire le moellon de silex qu’il y a sous le carré rouge ? Pouvez-vous expliquer pourquoi la roche est dans cet état ?
Question 3 : au WP2 N49 30.365 E00 06.000, pouvez-vous me donner les couleurs du moellon de silex qu’il y a sous le carré rouge ? En quelle matière est ce silex ? Pourquoi de telles différences de couleur ?
Question 4 : au WP3 N49 30.364 E00 06.017, pouvez-vous me donner les couleurs du moellon de silex qu’il y a sous le carré rouge ? En quelle matière est ce silex ? Pourquoi de telles différences de couleur ?
Introduction
With this series of urban Earthcaches, we are going to be interested in the typical rocks of the region that we can observe while walking in Le Havre. This walk will allow us to discover specimens of different families of rocks.
The first of the series is the flint (family of sedimentary rocks).
General information on sedimentary rocks
Rocks are assemblies of minerals. According to their formation mechanism, they can be classified into 4 main families:
- Magmatic rocks: cooling of a magma,
- Sedimentary rocks: precipitation or deposits of particles,
- Metamorphic rocks: transformation of a rock due to its positioning in new conditions of pressure and temperature,
- Mantle rocks: from the earth's mantle (this category is often merged with the family of magmatic rocks)
If the magmatic and mantle rocks occupy a large part of the volume of the earth's crust, the sedimentary rocks reign on the surface.
Sedimentary rocks are very numerous, of various origins and formed by different processes, the main ones being chemical or physical alteration (erosion), transport and deposition.
Four processes lead to the formation of sedimentary rocks:
- Surface weathering of materials that produces particles,
- The transport of these particles by water, wind or ice which brings these particles in the environment of deposit,
- The sedimentation which makes that these particles are deposited in a given environment to form a sediment,
- And finally, the diagenesis which transforms the sediment into sedimentary rock.
Sedimentary material can come from three sources:
- A terrigenous source, when the particles come from erosion of the continent,
- An allochemical source, when the particles come from a sedimentation basin, mainly shells or fragments of shells of living organisms,
- An orthochemical source, which corresponds to chemical precipitates in the sedimentation basin or inside the sediment during diagenesis.
A simplified classification can summarize all sedimentary rocks:
- Detrital rocks (e.g. sandstone) are made up of at least 50% of debris that is most often derived from the erosion of other rocks and more rarely from the skeletons of living organisms,
- Residual rocks (e.g. bauxite) are formed from elements in solution that water has taken from pre-existing rocks. They can be constituted of ores like iron, aluminium...,
- Biological rocks (e.g. coal) are carbonated and result from the accumulation and transformation of organic plant matter.
- The rocks of biochemical origin (e.g. chalk, limestone) result from the accumulation of fossils (shells, tests, bones) in the sea bed. They are siliceous or carbonated,
- The rocks of chemical origin (eg: flint, gypsum) are formed by mineralogical deposits related to chemical equilibrium that form in certain conditions of temperature and pressure.
For some, some criteria can be used to identify the rock:
- Friable: marls,
- Soluble: gypsum,
- Reactive to acid when cold: carbonate rocks,
- Combustible: coals.
The flint
Flint is a very common rock in our regions. This rock is very hard, with very fine grain not visible to the naked eye. It is composed of silica (chemical composition: SiO2) which takes mainly 3 forms:
- Fibrous: chalcedony,
- Granular: quartz
- Crystallized: opal.
When it is rich in opal, the flint stone is of milky white color (rather rare). The more crystalline the mineral is, the more transparent it is. However, most of the time it is made of chalcedony. Its color varies: gray, buff yellow, pinkish or brownish black. One can also find it in dark black in the carboniferous limestones.
Its formation is a complex phenomenon of chemical origin from sea water. The silica precipitates then on the bed of the oceans, in the form of agglomerates forming nodules, or by filling the cavities left in the limestone and crystallizes in nodules. The phenomenon of formation of a nodule of flint stops when the deposits of limestone bury it and deprive it of the contribution of silica dissolved in water. The flint nodules are enveloped by a more or less thick gangue called "cortex", composed of impurities (organic deposits...) pushed outwards during its growth.
Some flints are hollow because the primary silicification is incomplete. The circulation of water in the cavity sometimes leads to a dissolution or a precipitation of secondary silica in the form of mamelonne chalcedony with pretty bluish reflections or of small quartz crystals mimicking a geode.
The so-called zonular flints have concentric bands, alternately light and dark, which are still called Liesegang rings. These varieties of flint are quite common and only appear at certain stratigraphic levels in the chalk.
Liesegang rings are a phenomenon observed in many, if not most, chemical systems undergoing a precipitation reaction under certain concentration conditions and in the absence of convection.
Bibliographic sources
- https://www.pairform.fr/doc/17/138/441/web/co/FI-4.html
- http://sigessn.brgm.fr/spip.php?article428
- https://www.sandatlas.org/rock-types/
- https://meteorites-cyber-agadir-ma.blogspot.com/p/les-types-de-roches.html,
- https://cours.polymtl.ca/PBedard/glq1100/roches/chert/chert.html,
- http://www2.ggl.ulaval.ca/personnel/bourque/intro.pt/planete_terre.html
- https://craies.crihan.fr/?page_id=60
- https://www.france-mineraux.fr/vertus-des-pierres/pierre-silex/
- https://www.agoravox.fr/actualites/technologies/article/silex-du-nouveau-94709
- https://www.wikiwand.com/en/Liesegang_rings
To validate the Earthcache
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Question 1 : From which rock family does flint belong? From which source does it come? And according to the genetic classification, what is its category?
Question 2 : In the photo below (WP1 N49 30.368 E00 05.985), can you describe the flint rubble that is under the red square? Can you explain why the rock is in this condition?
Question 3 : at WP2 N49 30.365 E00 06.000, can you give me the colors of the flint rubble that is under the red square? What is the material of this flint? Why such differences in color?
Question 4 : at WP3 N49 30.364 E00 06.017, can you give me the colors of the flint rubble that is under the red square? What material is this flint made of? Why such differences in color?