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 septième de la série est l’ardoise (famille des roches métamorphiques). Dans cette étape, nous allons nous intéresser à certaines particularités d’un schiste ardoisier.
Généralités sur les roches métamorphiques
Les roches métamorphiques (terme issu de « métamorphose ») proviennent souvent des profondeurs de la croûte terrestre. Elles se forment par transformation d’anciennes roches aussi bien d’origine magmatique, sédimentaire que métamorphique. Ces transformations sont dues à des variations de pression et de température.
A l’origine, les anciennes roches sont composées de minéraux qui sont stables pour des conditions particulières de pression et de température. Une variation importante d’une ou plusieurs conditions à la fois, transforme ces minéraux en de nouveaux minéraux et change la structure de la roche d’origine. Plusieurs types de métamorphismes peuvent être à l’origine de ces roches.
On distingue ainsi trois grands types de métamorphismes :
- Le métamorphisme de contact (métamorphisme causé principalement par la température.). Il se produit lorsque de la lave en fusion traverse des roches plus anciennes. Ce type de métamorphisme se produit essentiellement autour de ces intrusions (de quelques mètres à plusieurs centaines de mètres selon l'intrusion). Les roches sont « cuites » au contact du magma intrusif. L'influence de la température est prépondérante et le volume de la roche transformée est souvent limité.
- Le métamorphisme régional (métamorphisme causé par une variation simultanée de la température et la pression.) Ce type de métamorphisme est le plus commun. Il concerne des transformations qui s'effectuent en profondeur (la température et la pression augmentent avec la profondeur). Il affecte les roches sur des épaisseurs considérables et des superficies pouvant atteindre plusieurs milliers de kilomètres carrés. A ce type de métamorphisme est souvent associée une déformation du fait des contraintes tectoniques.
- Métamorphisme d’impact (métamorphisme principalement causé par la pression). Ce type est beaucoup plus rare. Il s'effectue principalement lors d'impact de météorites avec la surface terrestre.
Roches métamorphiques de gauche à droite : quartzite, gneiss, greisen, épidote, anthracite, éclogite, marbre, ardoise, cornéenne
Comme l’illustre le tableau suivant sur quelques exemples, on classe les roches métamorphiques selon l'origine sédimentaire ou magmatique de la roche transformée, l'intensité de la déformation et la présence de certains minéraux typiques de certaines conditions de température et de pression :
De gauche à droite, le degré de métamorphisme croissant et les roches correspondantes : ardoise, phyllite et gneiss. L'ardoise est une roche à grain fin avec un clivage ardoisier bien développé. La phyllite est plus grossière et présente un éclat soyeux sur les surfaces de clivage. Les cristaux individuels du gneiss sont clairement discernables. La roche peut présenter des bandes de composition.
Le schiste ardoisier vs schiste
Exemple de schiste ardoisier (ardoise)
L'ardoise (ou schiste ardoisier) est une roche faiblement métamorphique à grain fin montrant un « clivage ardoisier », c'est-à-dire, une fissilité d’origine tectonique, millimétrée et orientée perpendiculairement à la contrainte principale du métamorphisme.
Le clivage ardoisier représente donc le plan d'aplatissement de la matière, en réaction au métamorphisme de pression. Cela lui donne un aspect feuillé caractéristique. La couleur de l’ardoise se limite à différentes teintes de noir, gris verdâtre et gris rougeâtre (cette dernière étant causée par la présence d’oxyde de fer).
L'ardoise représente la première étape du métamorphisme des roches sédimentaires à grain fin, précédant celle du schiste. À ce degré de métamorphisme, la matière organique a été expulsée et la plupart des fossiles sont disparus, mais les minéraux du métamorphisme ne sont pas encore visibles à l’œil nu.
Exemple de Schiste lustré
Le schiste est une roche métamorphique montrant une « schistosité », c'est-à-dire, une fragilité causée par le parallélisme de minéraux plats ou allongés qui se forment durant le métamorphisme. La couleur d'un schiste varie de noir, à blanchâtre, verdâtre et brunâtre.
La surface de cassures selon la schistosité est généralement lustrée et les minéraux associés au métamorphisme sont d'une taille visible à l'oeil nu. Cette surface a plusieurs forme. Elle peut être plane, ondulée, plissotée … Le schiste correspond à un degré de métamorphique plus élevé que celui des ardoises mais plus faible que celui des gneiss.
On distingue les variétés de schistes par le nom du minéral dominant qui leur donne une apparence schisteuse (exemple : schiste à actinote, schiste à chlorite, schiste à séricite).
Les filons de calcite et quartz
Exemple de filon de calcite et quartz dans une marne noire schisteuse
Ces filons ou veines de calcite (couleur crème à jaunâtre) et quartz (blanc à grisâtre) sont probablement dus à des circulations d'eau chaude et saturée en silice. Cette circulation se fait dans des fractures formées dans la roche à cause de la tectonique des plaques.
À mesure que les eaux magmatiques montent au travers de ces fractures, la température et la pression de leur environnement chutent. Les minéraux se solubilisent et se cristallisent. La plupart des dépôts de veines se forment lorsque de nouvelles espèces minérales se précipitent sur les parois rocheuses qui restent inchangées. Dans de tels cas, les dépôts minéraux remplissent la fissure d’origine dans la roche hôte mais ne s’étendent pas dans la roche hôte elle-même. La frontière entre la paroi rocheuse de l’hôte et les minéraux de veine de dépôt reste donc clairement délimitée. Les filons de minéraux ainsi créés s’appellent des veines hydrothermales.
Ce genre de phénomène est fréquemment observé dans les Alpes mais aussi plus proche de chez nous dans le massif Armoricain.
Les sources bibliographiques
- https://cours.polymtl.ca/PBedard/glq1100/roches/schiste/schiste.html
- http://www.jeanduperrex.ch/Site/Roche_metamorphique.html
- https://www.sandatlas.org
- https://planet-terre.ens-lyon.fr/ressource/Img701-2021-02-01.xml
- http://www.didierteffo.fr/228429220
Pour valider la Earthcache
ATTENTION, vous êtes sur la digue du port de plaisance du Havre, veuillez respecter les lieux et n’hésitez pas de ramasser les déchets.
Outils nécessaires pour les questions de terrain : un mètre, un peu d’observation et de patiente.
Pour pouvoir valider cette EarthCache, vous devrez répondre correctement aux questions suivantes et ajouter à votre log une photo de vous, de votre GPS ou de votre pseudo au waypoint de la cache (OPTION). Cette photo permettra de valider le « trouvé » en cas de mauvaise réponse aux questions.
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Vous pouvez loguer la cache "trouvé" sans attendre ma confirmation, je vous contacterai en cas de problème.
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 quel type de métamorphisme est issu le schiste ardoisier ? Pouvez-vous expliquer le mécanisme de création des feuillets observés dans cette roche ?
Question 2 : Comment peut-on distinguer un schiste ardoisier avec du gneiss ?
Question 3 : Allez au WP de la cache (à gauche du chemin de digue vers la barrière). Pouvez-vous donner le nom de la roche que vous observez sous la zone rouge ? Justifiez votre réponse.
Question 4 : Pouvez-vous décrire la particularité que vous observer sous la zone verte ? Type de cristaux ? Origine de cette formation ? Dimensions ?
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 seventh of the series is the slate (family of metamorphic rocks). In this step, we are going to be interested in some particularities of a slate schist.
General information on metamorphic rocks
Metamorphic rocks (a term derived from "metamorphosis") often come from deep within the earth's crust. They are formed by transformation of old rocks of magmatic, sedimentary or metamorphic origin. These transformations are due to pressure and temperature variations.
Originally, the old rocks are composed of minerals which are stable for particular conditions of pressure and temperature. A significant variation of one or more conditions at the same time, transforms these minerals into new minerals and changes the structure of the original rock. Several types of metamorphisms can be at the origin of these rocks.
Three main types of metamorphism can be distinguished:
- Contact metamorphism (metamorphism caused mainly by temperature.). It occurs when molten lava crosses older rocks. This type of metamorphism occurs mainly around these intrusions (from a few meters to several hundred meters depending on the intrusion). The rocks are "cooked" in contact with the intrusive magma. The influence of temperature is predominant and the volume of the transformed rock is often limited.
- Regional metamorphism (metamorphism caused by a simultaneous variation of temperature and pressure). This type of metamorphism is the most common. It concerns transformations that take place at depth (temperature and pressure increase with depth). It affects the rocks over considerable thicknesses and areas that can reach several thousand square kilometers. This type of metamorphism is often associated with deformation due to tectonic stress.
- Impact metamorphism (metamorphism mainly caused by pressure). This type is much rarer. It occurs mainly during impact of meteorites with the earth's surface.
Slate vs. shale
The slate (or slate schist) is a weakly metamorphic rock with fine grain showing a "slate cleavage", that is to say, a fissility of tectonic origin, millimetric and oriented perpendicularly to the main stress of the metamorphism.
The slate cleavage thus represents the plane of flattening of the material, in reaction to the pressure metamorphism. This gives it a characteristic leafy appearance. The color of slate is limited to different shades of black, greenish gray and reddish gray (the latter being caused by the presence of iron oxide).
Slate represents the first stage of metamorphism of fine-grained sedimentary rocks, preceding that of schist. At this stage of metamorphism, the organic matter has been expelled and most of the fossils are gone, but the minerals of the metamorphism are not yet visible to the naked eye.
Schist is a metamorphic rock showing "schistosity", that is, a brittleness caused by the parallelism of flat or elongated minerals that form during metamorphism. The color of a schist varies from black, to whitish, greenish and brownish.
The surface of the schistosity fractures is generally lustrous and the minerals associated with the metamorphism are of a size visible to the naked eye. This surface has several forms. It can be flat, wavy, folded ... The schist corresponds to a degree of metamorphic higher than that of slate but lower than that of gneiss.
The varieties of schist are distinguished by the name of the dominant mineral that gives them a schistous appearance (example: actinote schist, chlorite schist, sericite schist).
Calcite and quartz veins
These veins of calcite (cream to yellowish color) and quartz (white to grayish) are probably due to circulations of hot water saturated in silica. This circulation occurs in fractures formed in the rock due to plate tectonics.
As the magmatic water rises through these fractures, the temperature and pressure of the environment drops. The minerals solubilize and crystallize. Most vein deposits form when new mineral species precipitate onto rock walls that remain unchanged. In such cases, the mineral deposits fill the original fissure in the host rock but do not extend into the host rock itself. The boundary between the host rock wall and the deposit vein minerals thus remains clearly delineated. The mineral veins thus created are called hydrothermal veins.
This kind of phenomenon is frequently observed in the Alps but also closer to home in the Armorican massif.
Bibliographic sources
- https://cours.polymtl.ca/PBedard/glq1100/roches/schiste/schiste.html
- http://www.jeanduperrex.ch/Site/Roche_metamorphique.html
- https://www.sandatlas.org
- https://planet-terre.ens-lyon.fr/ressource/Img701-2021-02-01.xml
- http://www.didierteffo.fr/228429220
To validate the Earthcache
ATTENTION, you are on the dyke of the marina of Le Havre, please respect the place and don't hesitate to pick up the waste.
Tools needed for the field questions: a meter, a little observation and patience.
In order to validate this EarthCache, you will have to answer the following questions correctly and add to your log a photo of you, your GPS or your nickname at the waypoint of the cache (OPTION). This photo will validate the "found" in case of wrong answers to the questions.
Please send your answers via my profile or via the geocaching.com messaging system, do not give them in your log. The logs recorded without answers will be deleted.
You can log the "found" cache without waiting for my confirmation, I will contact you in case of problem.
Reminder about Earthcaches: There is no container to search or logbook to fill in. Just go to the location, answer the questions and send me back the answers.
Question 1 : From what type of metamorphism does slate schist originate? Can you explain the mechanism of creation of the sheets observed in this rock?
Question 2 : How can we distinguish a slate schist from a gneiss?
Question 3 : Go to the WP of the cache (on the left of the dike path to the gate). Can you name the rock you observe under the red area? Justify your answer.
Question 4 : Can you describe the feature you see under the green area? Type of crystals? Origin of this formation? Size?