L’arkose des meulières
par ipln | GC9YNWE | Saint-Crépin-de-Richemont
â–ş Partie 1 : Le site â—„
Située à environ 30 km au Nord de Périgueux, dans le département de la Dordogne, la commune de Saint-Crépin-de-Richemont abrite un site surprenant, à la fois forestier, archéologique et géologique.
Depuis le Néolothique (entre -6000 et -2500), de la roche fut extraite de carrières. Cette roche, extrêmement dure, servait alors de meule pour moudre les grains de céréales (blé, froment, seigle) et ainsi produire de la farine. Cette exploitation continua durant la période romaine, puis jusqu’à la fin du 19ème siècle.
Pour cette EarthCache, nous allons nous intéresser à la roche extraite de ce sol : l’arkose.
► Partie 2 : Formation de l’arkose ◄
Il y a 55 millions d’années, une mer tropicale occupe l’emplacement de l’Aquitaine, dans laquelle se jettent des fleuves coulant depuis le Massif central. Ils charrient des grains de roche, arrachés aux montagnes, qui peu à peu s’entassent au fond de la mer. Ces morceaux de roche transforment alors la mer en lagune, puis en lac, et finissent par la combler, tandis que le soulèvement alpin (Orogénèse alpine au Cénozoïque) surélève l’ancien fond marin en plateau.
Au fil du temps, les grains de roche finissent par se souder entre eux pour former une pierre dure, dense, abrasive : l’arkose !
► Partie 3 : Caractéristiques de l’arkose ◄
Les anciens l’appelaient le grézou de Saint-Crépin, tandis que les scientifiques parlent d’un conglomérat à arkose et galets de quartz à ciment siliceux, de l’Eocène et du début de l’Oligocène.
L’arkose est une roche détritique, c’est-à -dire formée par des sédiments (fragments de roches et minéraux). L’arkose est composée de grains de quartz (60%), de feldspaths (25%), et de quelques micas, issus de l’érosion du granit du Massif central. Ces grains sont soudés entre eux par un ciment siliceux (15%).
L’arkose fait partie de la famille des grés, mais se distingue des grés classiques par sa proportion importante de feldspath. Elle s’explique par le délai de temps réduit entre l’altération du granit et le dépôt au fond de la mer, limitant ainsi l’altération chimique de ces feldspaths.
L’arkose peut également comprendre quelques éléments occasionnels, comme par exemple des grains de pyrite généralement transformés en oxyde de fer hydratés et qui se diffusent en donnant des tâches de couleur rouille.
â–ş Partie 4 : MĂ©canismes de transport des grains â—„
Comme expliqué précédemment, les grains constitutifs de l’arkose de Saint-Crépin sont issus de l’altération des roches granitiques du Massif central, puis transportés par les fleuves.
Tout du long de leur parcours, les grains furent transportés, déposés, repris, redéposés plus loin, etc.
Le déplacement de grains est rendu possible par l’association de la force de gravité et le mouvement de l’eau environnant les sédiments. La taille des grains, leur poids et la vitesse du courant sont les facteurs qui déterminent leur déplacement.
Les grains sont classifiés selon leur taille :
Rudites
2 à 20 cm … Galets
2 mm à 2 cm … Graviers
Arénites
0,2 à 2 mm … Sables grossiers et moyens
0,02 à 0,2 mm … Sables fins
Lutites
0,002 à 0,02 mm … Limons
< 0,002 mm … Argiles
Les grains de taille supérieure à 0,02 mm sont transportés par charriage : les grains glissent, sautent ou roulent sur le fond du cours d’eau. Les grains les plus fins sont quant à eux en suspension ou en solution dans la section d’écoulement. Plus les éléments sont gros, plus ils se déposent rapidement ; et plus ils sont fins, plus ils sont transportés loin.
Les rapports entre érosion, transport et dépôt sont schématisés de manière classique par le diagramme de Hjulström :
Pour valider cette EarthCache, rendez-vous au Waypoint (N 45° 25.924' E 0° 36.740') et observez la roche de la meule exposée.
â–ş Question 1 â—„
Vous pouvez distinctement observer le quartz et le ciment composant cette arkose. Est-ce que les grains du ciment et les grains de quartz ont tous la mĂŞme taille ?
â–ş Question 2 â—„
Estimez la taille des grains du ciment.
2a. Selon la classification granulométrique, de quel type s’agit-il ?
2b. Quelle fut la vitesse nécessaire du fleuve pour les transporter ?
2c. Quel Ă©tait leur mode de transport ?
â–ş Question 3 â—„
Estimez la taille des plus gros grains de quartz.
3a. Selon la classification granulométrique, de quel type s’agit-il ?
3b. Quelle fut la vitesse nécessaire du fleuve pour les transporter ?
3c. Quel Ă©tait leur mode de transport ?
â–ş Question 4 â—„
4a. Les vitesses pour transporter les grains du ciment et de quartz Ă©taient-elles identiques ?
4b. Si non, quelle peut en ĂŞtre la cause ?
4c. Quelle conséquence géologique cela a-t-il pu avoir ?
â–ş Question 5 â—„
Observez avec attention la zone masquée sur la meule. De quoi s’agit-il ?
Vous êtes au départ du Sentier des Meulières que je vous invite à découvrir. Des panneaux vous permettront d’en apprendre plus sur les carrières et leurs ouvriers. Vous pourrez également observer les anciennes carrières à ciel ouvert.
Rappels concernant les « EarthCaches » :
Il n’y a pas de contenant à rechercher aux coordonnées, ni de carnet à signer sur place. Il suffit de se rendre sur les lieux, de répondre aux questions ci-dessus, et de nous envoyer vos propositions de réponse soit via notre profil, soit la messagerie geocaching.com (Message Center).
Vous pouvez loguer un « Found it » sans attendre notre confirmation. Nous vous contacterons en cas de problème ou pour fournir d’éventuelles précisions.
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Bon GĂ©ocaching !
â–ş Part 1 : The site â—„
Located about 30 km north of Périgueux, in the Dordogne department, the town of Saint-Crépin-de-Richemont is home to a surprising site, which is both forested, archaeological and geological.
Since the Neolithic period (between 6,000 and 2,500 BC), rock was extracted from quarries. This rock, which is extremely hard, was used as a millstone to grind cereal grains (wheat, rye) and thus produce flour. This extraction continued during the Roman period and until the end of the 19th century.
For this EarthCache, we will focus on the rock extracted from this soil: Arkose.
â–ş Part 2 : Formation of Arkose â—„
55 million years ago, a tropical sea occupied the area of Aquitaine, into which rivers flowed from the Massif Central. They carried grains of rock, torn from the mountains, which gradually piled up at the bottom of the sea. These pieces of rock then transformed the sea into a lagoon, then into a lake, and eventually filled it in, while the alpine uplift (alpine orogenesis in the Cenozoic) changed the former sea bed into a plateau.
Over time, the grains of rock end up welding together to form a hard, dense, abrasive stone: Arkose!
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â–ş Part 3 : Characteristics of Arkose â—„
The ancients called it the grézou of Saint-Crépin, while scientists speak of a conglomerate with Arkose and quartz pebbles with siliceous cement, from the Eocene and early Oligocene.
Arkose is a detritic rock, i.e. formed by sediments (rock fragments and minerals). The arkose is composed of quartz grains (60%), feldspars (25%), and some micas, resulting from the erosion of granite of the Massif Central. These grains are welded together by a siliceous cement (15%).
Arkose is a member of the sandstone family, but differs from classic sandstones in its high proportion of feldspar. This is due to the short time between the weathering of the granite and the deposition on the sea floor, thus limiting the chemical weathering of these feldspars.
Arkose may also include some occasional elements, such as pyrite grains that are usually transformed into hydrated iron oxide and diffuse into rust-coloured spots.
â–ş Part 4: Grain transport mechanisms â—„
As explained above, the grains that make up the Saint-Crépin arkose are derived from the alteration of the granitic rocks of the Massif Central, then transported by the rivers.
Along the way, the grain was transported, deposited, picked up, deposited again, etc.
The grains are classified according to their size:
Rudites
2 to 20 cm … Pebbles
2 mm to 2 cm … Gravel
Arenites
0.2 to 2 mm … Coarse and medium sands
0.02 to 0.2 mm … Fine sands
Lutites
0.002 to 0.02 mm … Silt
< 0.002 mm … Clays
Grains larger than 0.02 mm are transported by bed load discharge: the grains slide, jump or roll on the bottom of the river. The finest grains are in suspension or in solution in the river water. The bigger the grains, the faster they are deposited; and the finer they are, the more they are transported far.
The relationships between erosion, transport and deposition are schematized by the Hjulström diagram:
To validate this EarthCache, go to the Waypoint (N 45° 25.924' E 0° 36.740') and look at the exposed millstone rock.
â–ş Question 1 â—„
You can clearly see the quartz and the cement in this arkose. Are the cement grains and the quartz grains all the same size?
â–ş Question 2 â—„
Estimate the grain size of the cement.
2a. According to the particle size classification, what type is it?
2b. How fast did the river need to move them?
2c. What was their mode of transport?
â–ş Question 3 â—„
Estimate the size of the largest quartz grains.
3a. According to the particle size classification, what type is it?
3b. How fast did the river need to move them?
3c. What was their mode of transport?
â–ş Question 4 â—„
4a. Were the speeds for transporting the cement and quartz grains the same?
4b. If not, what might be the cause?
4c. What geological consequences might this have had?
â–ş Question 5 â—„
Look carefully at the hidden area on the grinding wheel. What is it?
You are at the start of the Sentier des Meulières which I invite you to discover. Signs will allow you to learn more about the quarries and their workers. You will also be able to observe the old open-air quarries.
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