Cim. américain : roche carbonatée et métamorphisme EarthCache

 Le cimetière américain de Suresnes a été établi en 1917 et il était destiné à accueillir les soldats américains tombés au cours de la Premier Guerre mondiale. Beaucoup d’entre eux moururent de blessures ou de maladie dans les hôpitaux parisiens. À la fin de la Seconde Guerre mondiale, il fut décidé que ce cimetière accueillerait aussi 23 soldats, marins ou aviateurs, tous inconnus, tombés lors de cette guerre.

Le cimetière couvre une surface de 3 hectares et 1 559 croix en marbre blanc sont présentes.

Au travers de cette cache, nous vous proposons de découvrir (un peu) les roches carbonatées ainsi que le métamorphisme qu’elles pourraient subir pour être transformées en marbre.

Ce cimetière est une propriété privée. Cet endroit, comme tous les lieux de mémoire américains liés aux deux guerres mondiales, est géré par l’American Battle Monuments Commission (ABMC). Y mettre une cache (même sans contenant) nécessite une autorisation. L’ABMC n’a jamais donné suite à nos demandes répétées pour obtenir cette autorisation. C’est avec regret que nous nous sommes donc résignés à ne pas vous faire pénétrer dans l’enceinte du cimetière et à publier une photo d’une croix en marbre susceptible de vous aider dans la rédaction des réponses. Cependant, comme dirait  Régis Laspalès : « Cest vous qui voyez ! »

Le cimetière est accessible tous les jours de 9 h à 17 h, sauf le 25 décembre et le 1^er janvier. Il s’agit d’un lieu de mémoire qui doit donc être respecté.

Depuis la terrasse du Fécheray, située non loin, ne manquez pas d'admirer la vue sur Paris et partiellement sur la Défense. Voir le point de passage dans les coordonnées

 The Suresnes American Cemetery was established in 1917 and it was intended to shelter the remains of U.S. who died in Worl War I. Many of them died of wounds or disease in Paris hospitals. At the end of World War II, it was decided that this cemetery would also be the home of 23 soldiers, sailors and airmen, all unknown, who died in that war.

1,559 white marbles cross are present in the 7.5-acre cemetery.

Through this cache, we invite you to learn (a few) about carbonate rocks and metamorphism they could be subjected in order to be transformed into marble.

This cemetery is a private property. Like all American memorial sites linked to the First and Second World Wars, it’s managed by the American Battle Monuments Commission (ABMC). Placing a cache there (even without a container) requires authorization. The ABMC never responded to our repeated requests for authorization. With regret, we've decided not to let you into the cemetery, and to publish a picture of a marble cross to help you write your answers. However, as Régis Laspalès (a French humorist) would say: “It's up to you!”

Open every day (except 25 December and 1 January) from 9 am to 5 pm. It's a place of remembrance and must be respected.

From the terrace of Fécheray, not far away, don't miss the view on Paris and partially on the Defense. See the waypoint in the coordinates

 Roches et cycle des 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…

Le cycle des roches est un concept utilisé pour expliquer comment les trois types de roches de base sont en relation et comment les phénomènes terrestres, au cours des temps géologiques, transforment une roche d'un type en un autre. L'activité tectonique des plaques, ainsi que les processus de météorisation et d'érosion, sont responsables du renouvellement continu des roches.

 Rocks and rock cycle
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...

The rock cycle is a concept used to explain how the three basic rock types are related and how Earth processes, over geologic time, change a rock from one type into another. Plate tectonic activity, along with weathering and erosional processes, are responsible for the continued recycling of rocks.

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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 les 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, slate are examples of sedimentary rocks.

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 Roches carbonatées
Les roches carbonatées sont des roches sédimentaires constituées de carbonate de calcium (calcaires) ou de carbonate de magnésium (dolomite), en quantité variable mais importante. Le carbonate peut être d’origine chimique (précipitation, car en sursaturation dans l’eau) ou d’origine mécanique : débris de roche, restes d’organismes (mollusques, algues, coraux, échinodermes, …) qui l'utilisent pour construire leurs coquilles (ou test).

Lorsqu’il est d’origine mécanique, le carbonate (de calcium) peut résulter de la sédimentation de petits animaux possédant des parties dures comme des coquilles. On peut y trouver des fossiles. Les animaux fabriquent leur coquille à partir du calcaire dissous dans l'eau. Les animaux morts s'entassent au fond. Différentes faunes se succèdent au fil du temps. Sous le poids, certaines coquilles cassent et les débris sont compactés et "collés". L'eau est évacuée et les sédiments durcissent.

 Carbonate rocks
Carbonate rocks are sedimentary rocks made up of calcium carbonate (limestone) or magnesium carbonate (dolomite), etc. in variable but important quantities. The carbonate can be of chemical origin (precipitation because of supersaturation in water) or of mechanical origin: rock debris, remains of organisms (mollusks, algae, corals, echinoderms, ...) that use it to build their shells (or test).

When it is of mechanical origin, the carbonate (of calcium) can result from the sedimentation of small animals having hard parts like shells. Fossils can be found there. Animals make their shells from limestone dissolved in water. The dead animals pile up at the seafloor. Different species follow one another over time. Under Under the weight, some shells break and the debris is compacted and "glued".  The water is removed and the sediment hardens.

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 Classification des roches carbonatées
D’après la classification de Folk (1959), basée sur la composition de la roche, on distingue 2 composants :

1. les grains ou allochèmes, appelés aussi éléments figurés.
2. le liant qui peut-être une matrice appelée micrite ou un ciment appelé sparite, tous les deux (orthochèmes) issus d’une phase de liaison.

La micrite (terme dérivé de MICRocrystalline calcITE) est une boue carbonatée ou une calcite très finement cristallisée (cristaux de calcite entre 1 et 4 µm) constituant tout ou partie de certaines roches carbonatées.

La sparite est constituée de cristaux des roches carbonatées (calcite ou dolomite) dont la taille des grains excède nettement 10 µm. Macroscopiquement, ils donnent un aspect cristallin, scintillant à la roche. Certains auteurs préfèrent le terme de « spathite », plus conforme à l'étymologie (l'anglais spar signifiant spath d'Islande ou calcite).

À l’œil nu, il est généralement impossible de différencier sparite et micrite et cette dernière n’est pas visible au microscope normal, car elle donne un fond uniforme gris. Pour faire simple, il existe aussi de la microsparite, de la dismicrite et si le ciment est dolomitique (à base de dolomite) on parle de dolomicrite, de dolosparite… !

Parmi les grains ou allochèmes on distingue :

1. lithoclastes : n’importe quels fragments de roche, comme les débris de r. sédim. carbonatée remaniés dans un sédiment lui-même carbonaté ; on y distingue les extraclastes et les intraclastes selon que leurs aspects et leurs âges diffèrent ou non de ceux du sédiment qui les contient issus d’une remobilisation de sédiments carbonatés.
2. les bioclastes : grains d’origine biologique. Les fossiles, microfossiles ou fragments de microfossiles…
3. les ooïdes : grains ovoïdes constitués d’un nucléus de nature variable et d’un cortex en couches concentriques. En fonction de leur taille, les ooïdes sont appelée oolithes, sphérulite, pisoïdes…
4. les péloïdes : particules microcristallines sans structure interne, de petite taille, de couleur brune. Il s’agit de déjections d’organismes marins.

La roche sera donc nommée par un préfixe (bio-, oo-, pel-, intra-, extra-) précisant la nature du type d’allochème prépondérant et par un suffixe précisant la nature de l’orthochème dominant (-sparite, -micrite). Ex : oosparite pour roche majoritairement composée d’ooïdes liés par un ciment sparitique.

Conjointement à la classification de Folk, il est le plus souvent fait appel à celle Dunham (1962) pour la classer les roches carbonatées. Cette classification concerne la disposition des composants de la roche, reflétant ainsi l’arrangement lors du dépôt et donnant ainsi l’énergie du milieu de dépôt. On distingue trois critères essentiels :

1. présence ou absence de boue carbonatée (boue<20µm).
2. proportion de grains présents dans la roche (>20µm).
3. éléments indiquant que les sédiments étaient liés à des composés organiques au moment de leur dépôt.

Cette classification distingue six catégories : mudstone, wackestone, packstone, grainstone, boundstone et crystalline. Reportez-vous au schéma explicatif en partie anglaise (bleu en français).

Depuis 1962, cette classification a été complétée par les termes floatstone, rudstone, framestone, bindstone, bafflestone… que nous ne développerons pas dans cette description !

 Carbonate rocks classification
According to the Folk classification (1959 - Refer to the diagram in the French section), based on the rock composition, there are 2 components :

1. grains or allochems, also called formed elements ;
2. the binder which can be a matrix called micrite or a cement called sparite, both (orthochems) resulting from a binding phase.

Micrite (term derived from MICRocrystalline calcITE) is a carbonate mud or a very finely crystallized calcite (calcite crystals between 1 and 4 µm) constituting all or part of some carbonate rocks.

Sparite is made up of crystals of carbonate rocks (calcite or dolomite) whose size of the grains exceeds clearly 10 µm. Macroscopically, they give a crystalline appearance, glittering to the rock. Some authors prefer the term "spathite", more in line with the etymology (the English spar meaning Icelandic spar or calcite).

With the naked eye, it is generally not possible to distinguish between sparite and micrite and the latter is not visible under a normal microscope, because it gives a uniform gray background.

The grains or allochems include :

1. lithoclasts: any rock fragments, such as the debris of carbonate sediment reshaped in a carbonate sediment; extraclasts and intraclasts are distinguished according to whether or not their aspects and ages are different.
2. bioclasts: grains of biological origin. Fossils, microfossils or fragments of microfossils...
3. ooids: ovoid grains consisting of a nucleus of variable nature and a cortex in concentric layers. According to their size, ooids are called ooliths, spherulites, pisoids...
4. peloids: microcrystalline particles without internal structure, small size, brown color. They are dejections of marine organisms.

The rock will be named by a prefix (bio-, oo-, pel-, intra-, extra-) specifying the nature of the dominet type of allochem and by a suffix specifying the nature of the dominant orthocheme (-sparite, -micrite). Ex : oosparite for rock mainly composed of ooïds bound by a sparitic cement.

In addition to Folk classification, Dunham (1962) classification is most often used to classify carbonate rocks. This classification deals with the arrangement of the components of the rock, which reflects the arrangement during deposition and thus gives the energy of the depositional environment. We distinguish three essential criteria :

1. presence or absence of carbonate mud (mud<20µm) ;
2. proportion of grains present in the rock (>20µm) ;
3. evidence that the sediments were organically-bound at the time of deposition

This classification has six categories: mudstone, wackestone, packstone, grainstone, boundstone and crystalline. 

Since 1962, this classification has been completed by the terms floatstone, rudstone, framestone, bindstone, bafflestone ... that we will not develop in this description!

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 Roches métamorphiques
Les roches métamorphiques étaient à l'origine un autre type de roche, mais elles ont été considérablement modifiées par rapport à leur forme initiale, qu'elle soit ignée, sédimentaire ou métamorphique. Les roches métamorphiques se forment lorsque les roches sont soumises à une chaleur élevée, à une pression élevée, à des fluides chauds riches en minéraux ou, plus souvent, à une combinaison de ces facteurs. On trouve de telles conditions dans les profondeurs de la Terre ou à la jonction des plaques tectoniques.

Processus de métamorphisme
Le processus de métamorphisme ne fait pas fondre les roches, mais les transforme en roches plus denses et plus compactes. De nouveaux minéraux sont créés soit par réarrangement des composants minéraux, soit par des réactions avec les fluides qui pénètrent dans les roches. La pression ou la température peuvent même transformer des roches déjà métamorphosées en de nouveaux types. Les roches métamorphiques sont souvent écrasées, étalées et pliées. Malgré ces conditions extrêmes, les roches métamorphiques ne deviennent pas assez chaudes pour fondre, sinon elles deviendraient des roches ignées !

 Metamorphic rocks
Metamorphic rocks started out as some other type of rock, but have been substantially changed from their original igneous, sedimentary, or earlier metamorphic form. Metamorphic rocks form when rocks are subjected to high heat, high pressure, hot mineral-rich fluids or, more commonly, some combination of these factors. Conditions like these are found deep within the Earth or where tectonic plates meet.

Process of metamorphism
The process of metamorphism does not melt the rocks, but instead transforms them into denser, more compact rocks. New minerals are created either by rearrangement of mineral components or by reactions with fluids that enter the rocks. Pressure or temperature can even change previously metamorphosed rocks into new types. Metamorphic rocks are often squished, smeared out, and folded. Despite these uncomfortable conditions, metamorphic rocks do not get hot enough to melt, or they would become igneous rocks!

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 Marbre
En géologie, le marbre est une roche métamorphique composée de minéraux carbonatés recristallisés, le plus souvent de la calcite ou de la dolomite. Le métamorphisme provoque une recristallisation variable (+/- hautes pressions et +/- hautes températures) des grains minéraux carbonatés d'origine. La roche marbrière qui en résulte est généralement composée d'une mosaïque imbriquée de cristaux de carbonate. Les textures et structures sédimentaires primaires de la roche carbonatée d'origine (protolithe) ont généralement été modifiées ou détruites.

Le marbre même très fortement cristallin est rarement d’un blanc pur. En fonction du matériau d’origine ou par la suite d’incorporation de substances étrangères lors du métamorphisme, le marbre présente habituellement un aspect rubané, veiné, flammé, tacheté ou marbré. Tous les tons et toutes les nuances sont possibles et c’est ce qui explique sa notoriété. Les sédiments qui se sont déposés à un certain endroit à un certain moment définissent la couleur.

Avant le métamorphisme, la calcite contenue dans le calcaire se présente souvent sous la forme de matériaux fossiles « lithifiés » (lithification = processus de transformation d'un sédiment non consolidé en roche) et de débris biologiques. Au cours du métamorphisme, cette calcite se recristallise et la texture de la roche change. La recristallisation entraîne la disparition (sauf dans de rares cas) des fossiles d'origine.

La plupart des marbres se forment aux frontières des plaques convergentes, où de grandes zones de la croûte terrestre sont exposées à un métamorphisme régional. Certains marbres se forment également par métamorphisme de contact lorsqu'un corps magmatique (chaud) chauffe les roches carbonatées situées à proximité.

Si le taux des minéraux carbonatés (calcite et/ou dolomite) recristallisés de la roche est supérieure à 75 %, alors le terme marbre est employé, sinon il s’agit d’une roche/pierre marbrière. Au sens large, mais alors vraiment très large, ou du point de vue esthétique, il s'agit de toute roche suffisamment compacte et dure qui puisse être polie et lustrée.

 Marble
Marble is a metamorphic rock composed of recrystallized carbonate minerals, most commonly calcite or dolomite. Marble is a rock resulting from metamorphism of sedimentary carbonate rocks, most commonly limestone or dolomite rock. Metamorphism causes variable recrystallization of the original carbonate mineral grains. The resulting marble rock is typically composed of an interlocking mosaic of carbonate crystals. Primary sedimentary textures and structures of the original carbonate rock (protolith) have typically been modified or destroyed.

Marble, even very crystalline, is rarely exclusively white. Depending on the source material or the addition of external substances during metamorphism, marble usually has a ribboned, veined, flamed, mottled or marbled appearance. All tones and shades are possible and this is what explains its notoriety. The sediments that were deposited in a specific place at a specific time define the color.

Before metamorphism, the calcite in the limestone is often in the form of lithified fossil material (lithification = process of changing unconsolidated sediment into rock) and biological debris. During metamorphism, this calcite recrystallizes and the texture of the rock changes. Recrystallization obscures (except in some rare cases) the original fossils.

Most marble forms at convergent plate boundaries where large areas of Earth's crust are exposed to regional metamorphism. Some marble also forms by contact metamorphism when a hot magma body heats adjacent carbonate rocks.

If the rate of recrystallized carbonate minerals (calcite and/or dolomite) in the rock is greater than 75%, then the name marble is used, otherwise it is a marble rock/stone. In its broad sense, really broad, it is any enough compact and hard rock that can be polished and buffed.

Références - References

The rock cycle
What are metamorphic rocks?
Les roches carbonatées
Classification des roches sédimentaires
Marble

 Aux coordonnées indiquées, vous êtes devant l'entrée du cimetière. Faites face au coté droit de l'escalier et observez attentivement les parties A et B du muret comme sur la première photo ci-dessous. La deuxième photo vous permettra d'apprécier la surface d'une des croix en marbre.

 At the given coordinates, you are in front of the cemetery entrance. Face the right side of the staircase and look carefully at parts A and B of the low wall as in the firt picture below. The second picture will enable you to appreciate the surface of one of the marble crosses.

 Travail à effectuer

1. Décrivez précisément ce que vous voyez à la surface de chacune des pierres A et B.
2. En vous aidant des classifications données dans la description de cette cache, comment pourriez–vous classer la roche qui constitue ces pierres ?
3. En supposant que la roche de la croix soit le résultat d’un métamorphisme appliqué à la roche de la rampe, quelles modifications a-t-elle subi et quels mécanismes sont entrés en jeu ?
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. Nous vous contacterons en cas de problème. « Trouvée » sans les réponses, sera supprimée.

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 Homework

1. Describe precisely what you see on the surface of each of the stones A and B.
2. Using the classifications given in the description of this cache, how would you classify the rock that these stones are made of?
3. Describe what you see on the surface of the marble cross.
4. Supposing that the rock of the cross is the result of metamorphism applied to the rock of the ramp, what changes did it undergo and what processes were involved?
5. A picture of you, your GPS/cellphone or something else personnal, 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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