#1 Veryac'h : pyrite, ampélite et hydrocarbures EarthCache

La presqu’île de Crozon offre un rivage découpé dans un mille-feuilles de roches sédimentaires, d’âge paléozoïque.

C’est en effet à partir de -475 millions d’années que s’est formé l’essentiel du sous-sol. À cette époque, la Bretagne était située sous la mer, près du pôle Sud, en bordure d’un méga-continent appelé Gondwana.

Les particules de sable et de vase transportées du continent vers la mer s’y sont déposées en couches successives. Compactées au fil du temps, elles se sont transformées en grès et en argilites. Quelques animaux marins, ainsi que les traces de leurs activités, ont en même temps été fossilisés.

Cette sédimentation marine, perturbée en presqu’île de Crozon par une activité volcanique (-448 millions d'années), s’est poursuivie sur près de 150 millions d'années, pendant la lente dérive du Gondwana vers le Nord. Près de 3 500 mètres d’épaisseur de sédiments se sont ainsi accumulés, en enregistrant des environnements marins périglaciaires (-444 millions d'année) puis tropicaux (-385 millions d'années).

Vers -320 millions d'années, la collision entre les plaques Gondwana et Laurussia, lors de la constitution de la Pangée, a entraîné la formation d’une immense chaîne de montagnes (la chaîne varisque ou hercynienne) dont les sommets pouvaient atteindre 4 000 mètres d’altitude en Bretagne.

Soumises à d’énormes pressions tectoniques, les roches de la future presqu’île se sont plissées et facturées. Tout en perdant leur horizontalité initiale, les couches sédimentaires se sont transformées : les grès ont évolué en quartzites et les argiles en schistes.

Depuis lors émergée, cette imposante chaîne de montagnes a été érodée, puis à nouveau fracturée lors de l’ouverture de l’océan Atlantique (-180 millions d'années)

Les fluctuations du niveau marin, dues à l’alternance d’épisodes glaciaires et tempérés au Quaternaire (de -2.6 millions d'années à nos jours) ont enfin dessiné le trait de côte de cet ancien massif (le Massif armoricain), dont les plus hautes collines avoisinent aujourd’hui les 400 mètres d’altitude.

👉 Histoire géologique de la presqu'île de Crozon en dessins.

Sources : https://www.reservepresquiledecrozon.bzh

Crozon Peninsula boasts a shoreline carved out of many strata of sedimentary rock dating back to the Paleozoic Era.

In fact, most of its subsoil was formed some 475 million years ago (mya). At that time, Brittany was under water, close to the South Pole, at the edge of a supercontinent called Gondwana.

Particles of sand and mud carried from the continent out to the sea were deposited there in successive layers. Compacted over time, they gradually transformed into sandstone and mudstone. Some sea animals along with traces of their activities, were fossilized at the same time.

This marine sedimentation, that was disrupted by volcanic activity on Crozon Peninsula (448 mya), continued over the course of nearly 150 million years (myr), during Gondwana’s slow drift northwards. Nearly 3,500 meters of sediments accumulated in depth, where both periglacial and then tropical marine environments were recorded (444 and 385 mya, respectively).

Around 320 mya, the collision of the Gondwana and Laurussia plates, during the assembly of Pangea, led to the formation of an immense mountain range (the Variscan or Hercynian orogeny) whose peaks stood as high as elevation of 4,000 meters in Brittany.

Subjected to tremendous tectonic pressure, the rocks of the future peninsula folded and farctured. Whilst losing their initial horizontality, the sedimentary layers were transformed : the sandstone evolved into quartzite and the mudstone into shale.

After emerging, the imposing mountain range eroded and then fractured again at the time of opening of the Atlantic Ocean (180 mya).

Fluctuations in the sea level, caused by the alternating glacial and tempered episodes of the Quaternary period (from 2.6 mya to the present day), finally drawing the coastline of the ancient Armorican mountain range, whose tallest hillsides now rise to altitudes of around 400 meters.

👉 Geologic timeline illustrations of Crozon peninsula (only in french).

Sources : https://www.reservepresquiledecrozon.bzh

 La coupe du Veryac’h est une référence mondiale pour l’Ordovicien (-488 à -443 Ma) et la base du Silurien (-428 à -419 Ma). Cette coupe permet d’observer presque en continu une succession de plusieurs formations géologiques, de l’Arenig (Ordovicien inférieur) au Ludlow (Silurien supérieur), soit plus de 50 millions d’années d’archives sédimentaires marines et paléontologiques.

En complément des 7 caches existantes, nous vous proposons de découvrir quelques curiosités géologiques visibles sur ce trait de côte.

Au travers de cette 1^ère cache, vous allez découvrir de la pyrite, de l'ampélite ainsi que des hydrocarbures.

 The Veryac'h cross-section is a world reference for the Ordovician (488 to 443 mya) and the base of the Silurian (428 to 419 mya). This cross-section allows to observe continuously the stacking of several geological formations, from the Arenig (Lower Ordovician) to the Ludlow (Upper Silurian), that is to say more than 50 million years of marine sedimentary and paleontological archives.

In addition to the 7 existing caches, we propose to discover some geological curiosities visible on this coastline.

Through this first cache, you will discover pyrite, ampelite and hydrocarbons.

 Roches
Trois types de roches forment principalement l’écorce terrestre : les roches sédimentaires constituées de sédiments meubles qui se sont transformés (consolidés) au cours de l’évolution géologique ; les roches ignées (ou magmatiques) qui résultent de la solidification du magma, roche fondue sous l'action de la chaleur et de la pression dans les couches profondes de l'écorce terrestre ou dans la couche supérieure du manteau ; les roches métamorphique issues d’une une transformation à l'état solide de roches sédimentaires, ignées ou… métamorphiques et provoquée par une modification de pression, de température…

 Rocks
There are three main types of rocks which constitute the earth's crust: sedimentary rocks made up of loose unconsolidated sediment that have been transformed into rock during geological history; igneous (or magmatic) rocks, the product of the solidification of magma, which is molten rock generated by partial melting caused by heat and pressure in the deeper part of the Earth's crust or in the upper mantle; metamorphic rocks resulting from a transformation to a solid state of sedimentary, igneous or... metamorphic rocks and caused by a change of pressure, temperature...

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 Pyrite
La pyrite est une espèce minérale composée de disulfure de fer (FeS₂ : un atome de fer et deux atomes de soufre). La pyrite peut être d’origine sédimentaire, ignée ou métamorphique.

Les sols schisteux et argileux (c’est-à-dire de type sédimentaire) sont en particulier susceptibles de contenir des pyrites en milieu pauvre en oxygène (anoxique), par action de bactéries sur de la matière organique. Le point de départ de cette minéralisation se trouve dans la production d'hydrogène sulfuré (H₂S : deux atomes d’hydrogène et un atome de soufre) par les bactéries protéolytiques qui dégradent les protéines ou par les bactéries sulfato-réductrices qui décomposent les sulfates (produits issus de la décomposition des protéines) en hydrogène sulfuré. D'autres bactéries réduisent les hydroxydes ferriques (hydroxydes issus des roches ou de la matière organique) et libèrent les ions ferreux (F^X+) dans le milieu ambiant. En se combinant avec le fer, l'hydrogène sulfuré conduit à la précipitation de sulfures de fer (F_nS_m), précurseurs de la pyrite.

Durant la ruée vers l'or, la pyrite avec ses reflets dorés, a été confondue par de nombreux mineurs avec le précieux métal à cause de son éclat et de sa couleur. Cet épisode lui a valu le surnom d' « or des fous ».

 Pyrite
Pyrite is a mineral species composed of iron disulfide (FeS₂: one iron atom and two sulfur atoms). Pyrite can be of sedimentary, igneous or metamorphic origin.

Shale and clay soils (i.e. of sedimentary type) are in particular likely to contain pyrites in an oxygen-poor (anoxic) environment, by action of bacteria on organic matter. The beginning of this mineralization is the production of hydrogen sulfide (H₂S: two hydrogen atoms and one sulfur atom) by proteolytic bacteria which degrade proteins or by sulfate-reducing bacteria which decompose sulfates (products of protein decomposition) into hydrogen sulfide. Other bacteria reduce ferric hydroxides (hydroxides from rocks or organic matter) and release ferrous ions (F^X+) into the environment. By combining with iron, hydrogen sulfide leads to the precipitation of iron sulfides (F_nS_m), precursors of pyrite.

During the gold rush, pyrite, with its golden sheen, was mistaken by many miners for the precious metal because of its luster and color. This episode earned it the nickname of "fool's gold".

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 Ampélite
Il s'agit d'une variété de schiste (certains lui donnent le nom de « schistes ampéliteux », ou de « schistes noirs »), résultant du métamorphisme (modéré), par enfouissement, sous forte pression et haute température, lors de la surrection de la chaîne de montagne hercynienne (vers -350 à -300 Ma), de sédiments argileux à grains fins, déposés dans une mer calme, chaude, peu profonde, riches en organismes vivants, au Silurien (cf paragraphe). Ces sédiments contenaient donc des matières organiques marines (essentiellement du plancton) qui, en raison d'un milieu confiné pauvre en oxygène (dit « réducteur »), se sont par la suite conservées. La couleur noire est due à la matière organique. L’ampélite contient de la pyrite et peut contenir du calcaire, le plus souvent sous de nodules ainsi que du quartz sous forme de lits. On y trouve aussi des fossiles d’animaux marins, les graptolites.

 Ampelite
It's a variety of schist (some give it the name of "cannel coal", or "black schale"), resulting from the (moderate) metamorphism, by burial, under high pressure and high temperature, during the surrection of the Hercynian mountain chain (around 350 to 300 mya), of fine-grained clayey sediments, deposited in a calm, warm, shallow sea, rich in organisms, during the Silurian (see paragraph). These sediments therefore contained marine organic matter (mainly plankton) which, due to a confined environment poor in oxygen (known as "reductive"), were subsequently preserved. The black color is due to the organic matter. Ampelite contains pyrite and may contain limestone, most often in nodules, as well as quartz in the form of beds. Fossils of marine creatures, graptolites, are also found.

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 Le pétrole
Le pétrole est un combustible fossile dont la formation date d’environ 20 à 350 millions d’années. Aussi appelé « pétrole brut », il provient de la décomposition d’organismes marins (principalement de plancton) accumulés dans des bassins sédimentaires, au fond des océans, des lacs et des deltas.

La transformation de la matière organique en pétrole s’échelonne sur des dizaines de millions d’années, en passant par une substance intermédiaire appelée kérogène. Le pétrole produit peut ensuite se trouver piégé dans des formations géologiques particulières, appelées « roches-réservoirs » constituant les gisements pétrolifères « conventionnels » exploités de nos jours.

 Petroleum
Petroleum is a fossil fuel that was formed between 20 and 350 million years ago. Also known as "oil" or "crude oil", it comes from the decomposition of marine organisms (mainly plankton) accumulated in sedimentary basins at the bottom of oceans, lakes and deltas.

The transformation of organic matter into oil takes tens of millions of years, passing through an intermediate substance called kerogen. The oil produced can then be trapped in specific geological formations, called "reservoir rocks", which make up the "conventional" oil deposits exploited today.

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 Hydrocarbures
Les hydrocarbures sont des molécules formées d’une association d’atomes de carbone et d’hydrogène ayant une formule générale C_mH_n. Les hydrocarbures sont groupés selon leur composition chimique en trois grandes classes à savoir : les hydrocarbures saturés et insaturés non aromatiques, les hydrocarbures aromatiques et les hydrocarbures lourds.

 Hydrocarbons
Hydrocarbons are molecules formed by an association of carbon and hydrogen atoms with a general formula C_mH_n. Hydrocarbons are grouped according to their chemical composition in three main classes: saturated and unsaturated non-aromatic hydrocarbons, aromatic hydrocarbons and heavy hydrocarbons.

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 Ordovicien et Silurien
L'Ordovicien a duré près de 45 millions d'années, soit de -488 à -443 millions d'années (Ma). Il constitue le second système (ou période) de l'ère Paléozoïque. À titre de mise en perspective chronologique, précisons que les dinosaures ne sont apparus que deux cents millions d'années après la fin de l'Ordovicien. Le monde était alors bien différent, le climat plus chaud et humide et les continents configurés autrement et situés ailleurs. La vie foisonnait dans des mers peu profondes et les terres émergées étaient encore nues et sans vie. C'est à l'Ordovicien supérieur que les végétaux partent à la conquête des terres, donnant naissance aux premières plantes terrestres.

Le Silurien représente le troisième système du Paléozoïque  qui est situé entre l'Ordovicien et le Dévonien. Il s'étend de -443,7 Ma à -419 Ma, soit une durée de quelque 25 Ma. Le Silurien correspond globalement à un niveau marin relativement haut, marqué par une chute assez importante à la fin de la période. Lors de la fin du Silurien, les plantes ont commencé à se diversifier.

 Ordovician and Silurian

The Ordovician lasted nearly 45 million years, from 488 mya to 443 mya. It constitutes the second system (or period) of the Paleozoic era. To put this into chronological perspective, dinosaurs did not appear until 200 million years after the end of the Ordovician. The world was then very different, the climate was warmer and wetter and the continents were configured differently and located elsewhere. Life abounded in shallow seas and the land was still bare and lifeless. It was during the Upper Ordovician period that plants began to conquer the land, giving rise to the first terrestrial plants.

The Silurian represents the third system of the Paleozoic that is placed between the Ordovician and the Devonian. It extends from 443.7 mya to 419 mya, a period of about 25 my. The Silurian corresponds globally to a relatively high sea level, with a rather important decrease at the end of the period. At the end of the Silurian, the plants began to diversify.

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 Anoxie
En géologie, l'anoxie décrit le manque de dioxygène (O₂) dans le milieu marin, exacerbé lors de crises récurrentes appelées événements anoxiques océaniques ou EAO (EAO = épisode de forte réduction de la concentration en dioxygène à très grande échelle dans les océans). Ces crises correspondent à des accumulations géologiques de schistes sombres et riches en matières organiques. Ces crises semblent être favorisées par les climats chauds.

Les sédiments déposés lors des EAO renferment donc de grandes quantités de matière organique. Ce sont les roches-mères pétrolières les plus prolifiques au monde, à l’origine de la plupart des gisements de pétrole et de gaz naturel.

 Anoxia
In geology, anoxia describes the lack of oxygen (O2) in the marine environment, exacerbated during recurrent crises called oceanic anoxic events or OAEs (OAE = episode of strong reduction of the oxygen concentration on a very large scale in the oceans). These crises correspond to geological accumulations of dark, organic-rich shales. These crises seem to be favored by warm climates.

The sediments deposited during OAEs therefore contain large quantities of organic matter. These are the most prolific petroleum source rocks in the world, at the origin of most oil and natural gas deposits.

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 Événement anoxique océanique du Paléozoïque
Le principal EAO du Paléozoïque se situe à la fin de l’Ordovicien et au Silurien. Ce grand épisode d’anoxie globale est entrecoupé de périodes de retour à des conditions normales d’oxygénation des océans. Ces alternances correspondent à des cycles de glaciation/déglaciation. Lors des phases de déglaciation, les contrastes de température et de salinité entre les eaux de dégel et les eaux chaudes des basses latitudes conduisent à une stratification des eaux océaniques responsable de l’anoxie et de la sédimentation d’argiles noires sur de vastes étendues du globe.

 Paleozoic oceanic anoxic event
The main OAE of the Paleozoic is at the end of the Ordovician and Silurian. This great episode of global anoxia is alternated by periods of return to normal ocean oxygenation conditions. These intervals correspond to cycles of glaciation/deglaciation. During the deglaciation phases, the temperature and salinity contrasts between the thawing waters and the warm waters of the low latitudes lead to a stratification of the oceanic waters responsible for the anoxia and the sedimentation of black clays on large areas of the earth.

Références - References

Le Paléozoïque de la presqu’île de Crozon, Massif Armorican
Pyrite
L'ampélite
Formation du pétrole
Le diorama Ordovicien
Silurien
Anoxie (eau)
Biogeochemical reactions in marine sediments underlying anoxic water bodies

 Dans un premier temps, au point de référence n°1, vous trouverez une grotte comme sur la photo ci-dessous. Avancez vers la grotte et observez les zones A et B : A est à gauche de l'entrée de la grotte et B est situé au dessus de l'entrée de la grotte. Dans un deuxième temps, allez au point de référence n°2 où vous trouverez un rocher sur lequel des hydrocarbures se sont échoués.

 At first, at reference point n°1, you will find a cave as on the picture below. Go to the cave and look at areas A and B: A is on the left of the cave entrance and B is above the cave entrance. In a second step, go to the reference point n°2 where you will find a rock on which oil has been stranded.

 Travail à effectuer :

1. Décrivez ce que vous observez en A et B : aspect, texture, couleurs, etc.
2. Avez-vous remarqué une/des différence/s entre ce que vous avez observé en A et en B ? Quelle/s est-elle/sont-elles ? Où se loge la pyrite, en A, en B ou en A et B ?
3. À l’extérieur de la grotte, sur la droite (le dos tourné à l’océan). Saisissez un morceau d’ampélite. Quelle est son odeur (attention, cela tache quand elle est humide !) ?
4. Prenez une photo du site et indiquez avec des annotations la fin de l’Ordovicien et le début du Silurien. Joignez cette photo à votre message.
5. À l’étape 2, en grattant la surface des hydrocarbures, quelle est leur odeur (il faudra s’en doute vous en approcher d’assez près) ?
6. Que pouvez-vous déduire à propos des ampélites et des hydrocarbures ?
7. Une photo de vous, ou d’un objet caractéristique vous appartenant, prise dans les environs immédiats (pas de photo « d’archive » svp) est à joindre soit en commentaire, soit avec vos réponses. Conformément aux directives mises à jour par GC HQ et publiées en juin 2019, des photos peuvent être exigées pour la validation d'une earthcache.

Marquez cette cache « Trouvée » et envoyez-nous vos propositions de réponses, en précisant bien le nom de la cache, soit via notre profil, soit via la messagerie geocaching.com (centre de messagerie) et nous vous répondrons en cas de problème. « Trouvée » sans réponses sera supprimée.

Il est strictement interdit de ramasser tout minéral, roche, fossile, galet, plante… sur tout le littoral. Merci de respecter cette consigne.

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 Homework:

1. Describe what you see in A and B: appearance, texture, colors, etc.
2. Did you notice any difference(s) between what you saw in A and B? What is/are they? Where is the pyrite found, in A, in B or in A and B?
3. Outside the cave on the right (with your back to the ocean). Pick up a piece of ampelite. What does it smell like (be careful, it stains when it's wet!)?
4. Take a picture of the site and mark with annotations the end of the Ordovician and the beginning of the Silurian. Attach this photo to your message.
5. In step 2, as you scratch the surface of the hydrocarbons, what do they smell like (you'll have to get pretty close)?
6. What can you deduce about the ampelites and the hydrocarbons?
7. A photo of your, your GPS something else personal taken in the immediate aera (no "stock" photos please) is to be attached either as a comment or with your answers. In accordance with updated GC HQ guidelines published in June 2019, photos may be required for validation of an earthcache.

Log this cache "Found it", and send us your answers, don't forget to mention the name of the cache, via our profile or via geocaching.com (Message Center) and we will contact you in case of any problemes. "Found it" without the anwers will be deleted.

It is strictly forbidden to pick up any mineral, rock, fossil, pebble, plant... all over the coast. Please respect this instruction.