#12 Postolonnec : filons de quartz et de dolérite 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

Les falaises de Postolonnec offrent une coupe dans des archives sédimentaires marines. Les fossiles d’animaux marins et les structures sédimentaires qui s’y trouvent ont permis aux géologues de mettre en évidence plusieurs cycles de variation du niveau marin, survenus sur 20 millions d’années. Les schistes sombres témoignent d’une période où le niveau marin était haut (dépôt de vases fines en milieu calme et profond) tandis que les grès clairs traduisent un épisode de bas niveau marin (dépôt de sable en milieu agité et peu profond).

En raison de la qualité des affleurements, cette coupe géologique a été choisie comme localité type pour définir la « Formation de Postolonnec » (-470 à -453 Ma).

Au travers de cette cache, nous vous proposons de découvrir un filon d’une roche appelée dolérite, ainsi qu’un filon d’un minéral appelé quartz.

  The cliffs of Postolonnec provide a cross-section of marine sedimentary archives. The fossils of marine animals and the sedimentary structures found there have allowed geologists to highlight several cycles of sea level variation that occurred over 20 million years. The dark shales show a period when the sea level was high (deposition of fine mud in a calm and deep environment) while the light sandstones indicate an episode of low sea level (deposition of sand in an agitated and shallow environment).

Due to the quality of the outcrops, this geological section was chosen as a typical locality to define the "Postolonnec Formation" (470 to 453 mya).

With this cache, we invite you to discover a vein of a rock called dolerite, as well as a vein of a mineral called quartz.

La formation de Postolonnec est encadrée à l’Ouest par des grès armoricains d’âge floien, cette zone est difficilement accessible, et à l’Est par les grès de Kermeur d’âge katien. Si, depuis le stationnement, vous vous dirigez vers l’Ouest de la plage et au-delà, vous allez remonter le temps de 20 Ma et de 17 Ma pour la formation de Postolonnec. Cette formation est divisée en six membres qui prennent des appellations locales :

 •  membre du Veryac’h ;
 •  membre de Kerarmor ;
 •  membre de Morgat ;
 •  membre de Kerarvail ;
 •  membre de Corréjou ;
 •  membre de Kerloc’h.

The Postolonnec formation is bordered to the west by Armorican sandstones of Floian age, this zone is difficult to access, and to the east by Kermeur sandstones of Katian age.  If, from the parking, you walk towards the West of the beach and beyond, you will go back in time 20 myr and 17 myr for the Postolonnec formation. This formation is divided into six members who take local names:

 •  Veryac'h Member;
 •  Kerarmor Member;
 •  Morgat Member;
 •  Kerarvail Member;
 •  Corréjou Member;
 •  Kerloc'h Member.

 Minéral
Substance inorganique généralement présente à l'état naturel, qui possède une structure cristalline. Chaque minéral a une composition chimique caractéristique. Les roches sont composées de minéraux.

 Mineral
An inorganic substance, usually occurring naturally, which has a crystalline structure. Each mineral has a characteristic chemical composition. Rocks are made from minerals.

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Roche
En géologie, une roche (ou pierre) est une masse solide naturelle, un agrégat de minéraux qui comporte parfois des fossiles. Elle est classée en fonction des minéraux qu'elle contient, de sa composition chimique et de la manière dont elle s'est formée.

Rock
In geology, a rock (or stone) is any naturally occurring solid mass, an aggregate of minerals that sometimes includes fossils. It is categorized by the minerals included, its chemical composition and the way in which it is formed.

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Types de 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 métamorphiques issues d’une une transformation à l'état solide de roches sédimentaires, ignées ou… métamorphiques et provoquée par une modification de pression, de température…

Rock types
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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Roches sédimentaires
Les roches sédimentaires sont des roches exogènes, c'est-à-dire qui se forment à la surface de la Terre. Ce sont des roches qui résultent de l'accumulation en couches et du compactage de débris d'origine minérale (dégradation d'autres roches), organique (restes de végétaux ou d'animaux, fossiles), sous l'action de l'érosion, aux effets du vent, de l'eau, des alternances climatiques (gels - dégels), etc. Le grès, le calcaire, le charbon, certains schistes sont des exemples de roches sédimentaires.

 Sedimentary rocks
Sedimentary rocks are exogenous rocks, meaning that they are formed on the surface of the Earth. These are the rocks that result from the accumulation in layers and compaction of debris of mineral origin (degradation of other rocks), organic (remains of plants or animals, fossils), under the action of erosion, the effects of wind, water, climatic alternations (freezing - defrosting), etc. Sandstone, limestone, coal, shale are examples of sedimentary rocks.

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 Strates et stratification
La stratification est l'une des caractéristiques les plus importantes des roches sédimentaires, qui sont généralement constituées d'un "empilement" de couches (appelées strates) de sédiments déposées les unes sur les autres.

Chaque strate est caractérisée par sa propre lithologie (composition), ses structures sédimentaires, sa granulométrie et son contenu fossile qui la rendent unique et différente des strates qui se trouvent au-dessus et en dessous. Chaque couche représente un événement, un moment du temps géologique où des conditions chimiques, biologiques et physiques ont conduit au dépôt d'une couche rocheuse spécifique. Un événement dans le registre sédimentaire peut avoir duré des milliers d'années (par exemple, le lent dépôt d'une couche d'argile sur le fond marin) ou quelques minutes (par exemple, le dépôt rapide d’une turbidite – turbidite : écoulement de sédiments le long d'une pente sous-marine ou sous-lacustre). Dans tous les cas, étudier une séquence de strates, c’est étudier la séquence des événements qui se sont produits dans un bassin sédimentaire au cours des temps géologiques.

Lorsque la stratification correspond à des strates d'une épaisseur fine, de l'ordre du centimètre et moins, ce sont alors respectivement les termes lamination et lamine qui sont employés. 

 Strata and Bedding
Bedding (also called stratification) is one of the most prominent features of sedimentary rocks, which are usually made up of ‘piles’ of layers (called ‘strata‘) of sediments deposited one on top of another.

Every stratum is characterized by its own lithology (composition), sedimentary structures, grain size and fossil content that make it unique and different from the strata that lie above and below it. Every layer represents an event, a moment in the geological time when chemical, biological, and physical conditions led to the deposition of a specific rock layer. An event in the sedimentary record could have lasted thousands of years (e.g., the slow settling of a clay layer on the seabed) to a few minutes (e.g., the fast deposition of a turbidite – turbidite : sediment flow along a submarine or sublake slope). In any case, the study of a sequence of strata means studying the sequence of events that have occurred in a sedimentary basin over geological time.

When stratification corresponds to strata of a fine thickness, of the order of a centimeter or less, the terms lamination and lamine are respectively used. 

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 Filon et veine
Les deux termes sont parfois intervertis pour qualifier une lame de roche épaisse de quelques centimètres à quelques mètres recoupant les structures de l’encaissant (terrain dans lequel s’est mis en place le filon ou la veine). Un filon ou une veine correspond le plus souvent remplissage d’une fracture. Lorsque la substance du filon est économiquement utile, alors c’est la dénomination veine qui est employée, mais pas toujours : veine de charbon, filon aurifère, veine dans du marbre, etc. Un filon ou une veine de très petite épaisseur est parfois dénommée « filonnet ».

 Vein and lode
The two terms are sometimes interchanged to qualify a sheet of rock a few centimeters to a few meters thick intersecting the structures of the host rock (ground in which the vein was set up). A vein is most often the filling of a fracture. When the substance of the vein is economically useful, then it is the denomination lode which is used. A vein of very small thickness is sometimes called a "veinlet".

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Chronologie relative et principe de recoupement
La chronologie est la science des dates et des événements, plus précisément l’étude de la succession d'événements dans le temps. Appliquée au domaine de la géologie, cette science est basée sur des objets géologiques qui témoignent d’une histoire. Il existe une relation d’ordre entre deux objets géologiques. En se basant sur le principe de l’actualisme (les phénomènes géologiques du passé s'expliquent de la même manière que les phénomènes actuellement observables), l’étude des objets géologiques et de leur position les uns par rapport aux autres permet de reconstituer l’histoire du passé. On parle ainsi de chronologie relative. Cette science est basée sur des principes géologiques et paléontologiques.

Ces principes sont au nombre de 4 : principes de superposition, de continuité latérale, de recoupement et d’inclusion. Laissons de côté les deux premiers et le dernier pour nous occuper du principe de recoupement.

Ce principe indique que tout événement géologique qui en recoupe un autre lui est postérieur. Dit autrement : tout élément recoupé est plus ancien que l'élément recoupant. La photo ci-dessus montre le recoupement de schistes (en gris foncé) par un filon de roche ignée (magmatique). Les schistes sont donc plus anciens que la roche ignée. En partie anglaise, la photo montre des brèches volcaniques recoupées par une veine de calcite. Les brèches sont donc plus anciennes que la veine de calcite.

Relative chronology and cross-cutting relationships
Chronology is the science of dates and events, more precisely the study of the succession of events in time. Applied to geology, this science is based on geological objects that bear witness to a history. There is a relationship of order between two geological objects. Based on the principle of actualism (the geological phenomena of the past can be explained in the same way as the phenomena which can be observed today), the study of geological objects and their position in relation to each other allows the reconstruction of the history of the past. This is called relative chronology. This science is based on geological and paleontological principles.

These principles are 4 in number: principles of superposition, lateral continuity, cross-cutting relationships and inclusion. Let us leave aside the first two and the last one to deal with the principle of cross-cutting relationships.

This principle indicates that any geological event that cross-cuts another one is later than it. In other words, any element that is cross-cut is older than the element that crosses it. The photo above shows volcanic breccias cross-cut by a vein of calcite.The breccias are therefore older than the vein of calcite. The picture in the French part shows the cross-cutting of schists (dark grey) by a vein of igneous (magmatic) rock. The schists are therefore older than the igneous rock.

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 Dolérite
La dolérite est une roche ignée (ou magmatique) parfois qualifiée de roche filonienne, mais c’est un abus de langage. Il s’agit d’une roche de semi-profondeur dont le temps de refroidissement dépend de la différence de température entre le magma et la roche environnante (roche encaissante). Cette roche s’est formée lorsque du magma s'est figé en remontant sous formes de filon (d'où son appellation)  en exploitant des fissures ou des failles dans les roches.

La dolérite est formée par de nombreux minéraux dont nous n’allons pas faire la liste, cependant elle majoritairement composée de pyroxène et de plagioclase. C’est est une roche dure, massive et moyennement à finement grenue. Sa teinte est généralement d'un gris bleuté ou gris verdâtre, mais brunâtre ou parfois jaune ocre lorsqu’elle a été altérée. Aux États-Unis, c’est plutôt le terme diabase qui est employé pour désigner de la dolérite.

 Dolerite
Dolerite is an igneous (or magmatic) rock sometimes referred to as a vein rock, but this is a misnomer. It is a semi-deep rock whose cooling time depends on the temperature difference between the magma and the surrounding rock (country/host rock). This rock was formed when magma froze and flowed upwards in the form of a vein (thus its desigantion) by exploiting cracks or faults in the rocks.

Dolerite is formed by many minerals, which we will not list, however it is mainly made up of pyroxene and plagioclase. It’s a hard, massive, and medium to fine grained rock. Its shade is usually bluish-grey or greenish-grey, but brownish or sometimes ochre-yellow when it has been weathered. In the United States, the term diabase is used for dolerite.

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 Quartz
La silice est un minéral composé de silicium (Si) et de dioxygène (O₂) et sa formule chimique est SiO₂. Silice est synonyme de dioxyde de silicium. En fonction de la température et de la pression d’un milieu, la silice peut cristalliser (apparaître) sous différentes formes dont celle du quartz. Le quartz lui-même, en fonction de son milieu et des conditions de formation, peut revêtir différents aspects.

C’est un des éléments essentiels du granite, une roche ignée (ou magmatique) résultant du lent refroidissement d’un magma resté confiné dans les profondeurs de la terre. Après sa formation au sein des granites, le quartz y est visible sous forme de cristaux de couleur grisâtre plus ou moins translucides

Le quartz peut aussi être trouvé avec une apparence beaucoup plus massive sous forme de veines, de filons (ou de filonnets) dont l’épaisseur peut être millimétrique à décamétrique. Les veines, filons ou filonnets correspondent à des fissures ou fractures dans la roche qui auront été parcourues par des fluides hydrothermaux (eaux très chaudes – > 50° C et < 500° C – et sous haute pression). Les eaux de circulation présentes dans les roches en profondeur subissent des températures très élevées de par la pression et la présence de magma. Les molécules de silicium présentes dans ces roches sont alors dissoutes par ces eaux très chaudes. Ces eaux, alors chargées en silicium, en remontant par les fissures près de la surface, refroidissent. Le silicium, qui ne peut plus être contenu par ces eaux, se combine et cristallise, donnant naissance au quartz. Habituellement, le quartz formé ainsi sera d’un aspect vitreux, voire gras et d’une couleur blanchâtre en raison de présence inclusions microscopiques de fluides, de gaz, ou les deux, piégés au cours de la formation des cristaux. Il est communément appelé « quartz laiteux ». S'il n'est pas d'un blanc laiteux, quelque soit sa teinte, il sera toujours de couleur très claire.

Enfin, dans de très rares cas, le quartz peut être trouvé sous forme de cristaux dans des géodes (cavités arrondie) ou des druses (cavités aplaties). Il peut alors s’agir, soit de dépôts et cristallisation de silice consécutifs à la circulation de fluides hydrothermaux à une température très élevée dans les fractures ou les fissures de la roche, ou alors de remplissage tardif de vacuoles (anciennes bulles de gaz) dans certaines coulées de basalte issues d’une activité volcanique.

D’une manière générale, il faut que la température des solutions soit assez élevée pour que le quartz cristallise en beaux cristaux transparents. Lorsque la température est plus basse, il y a dépôt de quartz blanc laiteux, rarement bien cristallisé, mais qui, le plus souvent, remplit uniformément les fissures, marquant les roches de longues zébrures blanches.

En fonction des micro-inclusions présentes (ou non) dans une solution hydrothermale, le quartz et ses beaux cristaux pourront alors être plus ou moins transparents et colorés. Ces variétés sont appelées cristal de roche, améthyste, citrine …

 Quartz
Silica is a mineral made up of silicon (Si) and oxygen (O₂) and its chemical formula is SiO₂. Silica is synonymous with silicon dioxide. Depending on the temperature and pressure of a environment, silica can crystallize (appear) in different forms including quartz. Quartz itself, depending on its specific environment and the conditions of its formation, can take on several aspects.

Quartz is an essential element of granite, an igneous (or magmatic) rock resulting from the slow cooling of a magma confined in the depths of the Earth. During cooling of the magma, quartz fills the spaces between the other minerals already formed. After its formation, its anhedral (xenomorphic) crystals are then visible in granular form of a more or less translucent grayish color

Quartz can also be found with a far more massive appearance in the form of lodes, veins (or veinlets) which can be millimetric to decametric. The veins, veinlets or lodes relate to cracks or fractures in the rock that have been crossed by hydrothermal fluids (very hot water - > 50° C and < 500° C - and under high pressure). The circulating water present in the rocks at depth is subjected to very high temperatures due to the pressure and the presence of magma. The silicon molecules present in these rocks are then dissolved by these very hot waters. These waters, then rich in silicon, while going up by the cracks close to the surface, cool down. The silicon, which can no longer be contained by these waters, combines and crystallizes, giving rise to quartz. Usually, the quartz formed in this way will have a vitreous or even greasy appearance and a white color due to the presence of microscopic inclusions of fluids, gases, or both, trapped during the formation of the crystals. It is commonly called "milky quartz". If it's not milky white, whatever its shade, it will always be very light in color.

Finally, in very rare cases, quartz can be found as euhendral (automorphic) crystals in geodes or druses. It can be either deposits and crystallization of silica consecutive to the circulation of hydrothermal fluids in the fractures or cracks of the rock, or late filling of vacuoles (former gas bubbles) in some basalt flows resulting from volcanic activity.

Usually, the temperature of the solutions must be high enough for the quartz to crystallize into beautiful transparent crystals. When the temperature is lower, there is deposition of milky white quartz, rarely well crystallized, but usually fills uniformly the cracks, marking the rocks with long white stripes.

Depending on the micro-inclusions present (or not) in a hydrothermal solution, the quartz and its crystals may be more or less transparent and colored. These varieties are called rock crystal, amethyst, citrine...

Références – References

Dictionnaire de Géologie - 8e éd. (Foucault)
Le Paléozoïque de la presqu’île de Crozon, Massif Armorican
BRE0075 - Coupe-type de la Formation de Postolonnec (Ordovicien) - Crozon
LES MINÉRAUX BRIQUES ÉLÉMENTAIRES DES ROCHES
Presque tout sur le quartz

 Rendez-vous au premier point virtuel pour observer le flanc de la falaise comme sur la photo de gauche ci-dessous. Rendez-vous ensuite au deuxième point virtuel pour observer la surface inclinée comme sur la photo de droite. Vous pouvez vous rapprochez des deux filons.

 Go to the first virtual point to look at the side of the cliff as in the picture on the left below. Then go to the second virtual point to look at the sloping surface as in the picture on the right. You can get closer to both veins.

 Travail à effectuer

1. À l’étape 1, décrivez ce que vous voyez en A. Selon vous, qu’est ce qui vous permet d’affirmer que ce que vous voyez est un filon ou une veine ?
2. À l’étape 2, décrivez ce que vous voyez en B. Selon vous, qu’est ce qui vous permet d’affirmer que ce que vous voyez est un filon ou une veine ?
3. À en juger par la couleur de la substance qui constitue les deux filons ou veines et en vous servant de la description donnée pour la dolérite et pour le quartz, déterminez la nature de la substance de chaque filon ou veine.
4. 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. On step 1, describe what you see. Why do you think you can be sure that what you are seeing is a vein?
2. On step 2, describe what you see.  Why do you think you can be sure that what you see is a vein?
3. Judging by the color of the substance that makes up the two veins and using the description given for dolerite and quartz, identify the nature of the substance in each vein.
4. A picture of you, your GPS/cellphone or 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.

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