#3 Pen Hir - Plan et miroir de faille 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 pointe de Pen Hir est formée de grès armoricain. Cette roche sédimentaire de couleur beige clair ou blanchâtre constitue l’ossature géomorphologique de la région car la plupart de pointes (Toulinguet, Tavelle, Dinan, Guern, Grand et Petit Gouin) ainsi que le cap de Chèvre en sont composés. À cela s’ajoute les principales lignes de crêtes orientées NO-SE : Menez Hom, Run Braz, Run Askel…

Au travers de cette cache et du haut de ces falaises, nous vous proposons de découvrir un miroir de faille d'une très belle taille.

 Pointe de Pen Hir is formed of Armorican sandstone. This sedimentary rock of light beige or whitish color constitutes the geomorphological backbone of the area because most of the headlands (Toulinguet, Tavelle, Dinan, Guern, Grand and Petit Gouin) as well as Cap de la Chèvre are composed of it. In addition, the main ridge lines oriented NW-SE: Menez Hom, Run Braz, Run Askel...

Through this cache and from the top of these cliffs, we invite you to discover a very large fault mirror.

 Failles
Une faille est une fracture ou une zone de fractures entre deux blocs de roche. Les failles permettent aux blocs de se déplacer l'un par rapport à l'autre. Ce mouvement peut se produire rapidement, sous la forme d'un tremblement de terre, ou peut se produire lentement, sous la forme d'un fluage asismique (déplacement en surface en l’absence de séismes notables). La longueur des failles peut varier de quelques millimètres à des centaines de kilomètres.

La plupart des failles produisent des déplacements répétés au cours du temps géologique. Lors d'un tremblement de terre, la roche d'un côté de la faille glisse soudainement par rapport à l'autre.

 Faults
A fault is a fracture or zone of fractures between two blocks of rock. Faults allow the blocks to move relative to each other. This movement may occur rapidly, in the form of an earthquake - or may occur slowly, in the form of creep. Faults may range in length from a few millimeters to hundreds of kilometers.

Most faults produce repeated displacements over geologic time. During an earthquake, the rock on one side of the fault suddenly slips with respect to the other.

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 Plan de faille, surface de glissement et miroir de faille
Un plan de faille est le plan qui représente la surface de rupture d'une faille, c’est-à-dire le long de laquelle il y a eu un déplacement relatif appréciable des masses rocheuses de part et d'autre.

La surface de glissement, quand il s'agit d'une faille, est une surface due au frottement entre les roches le long d'une faille. Cette surface est généralement rayée de traits linéaires appelés stries de glissement ou stries de faille et qui indiquent la direction du mouvement.

Le miroir de faille est la partie visible de la surface de glissement et les stries de faille y sont ordinairement visibles. Un miroir de faille n’est généralement pas plan (plat), mais ondulé. La direction du mouvement est parallèle à la direction d’allongement des ondulations qui sont parfois nommées « cannelures ». La géométrie particulière d'une surface glissement peut résulter de différents mécanismes qui ne sont pas encore bien compris. Le frottement entre deux roches produit des matériaux granuleux et on observe un changement dans le comportement des matériaux soumis à l'abrasion lorsque la taille des particules est réduite à des nanomètres. Lorsque la taille des particules est réduite de manière si spectaculaire que la surface devient brillante, on peut parler d'un miroir de faille.

 Fault plane, slickenside and fault mirror
A fault plane is the plane that represents the fracture surface of a fault, i.e. along which there has been an appreciable relative displacement of the rock masses on either side.

The slickenside, when related to a fault, is a surface resulting from rubbing between rocks along a fault. This surface is generally striated with linear features called slickenlines, in the direction of movement.

The fault mirror is the visible part of the slickenside and where slickenlines are usually visible. A fault mirror is generally not flat, but wavy. The direction of movement is parallel to the direction of elongation of the undulations. The unique geometry of a slickenside can be created in a variety of ways, but the precise mechanisms that create them is not well understood. The grinding between two rocks produces granular material, and there is a change in the behavior of wear material when the particle size is reduced to nanometers. When the particle size is reduced so dramatically that the surface becomes shiny, it can be characterized as a fault mirror.

Références – References

Le Paléozoïque de la presqu’île de Crozon, Massif Armorican
Géologie structurale
Les déformations tectoniques
Slickenside

 Depuis les coordonnées indiquées et en regardant vers la pointe de Pen Hir, portez votre regard sur le pied de falaise et repérez la zone en flou comme sur la photo ci-dessous. Vous y verrez une partie d’un miroir de faille.

Le miroir de faille n’est pas complètement visible par pleine mer, en particulier avec un coefficient de marée très important (> 100). Veuillez consulter les horaires de marée pour Camaret-sur-Mer.

 From the specified coordinates and looking towards Pen Hir headland, look at the foot of the cliff and spot the blurred area shown in the picture below. You'll see part of a slickenside. 

The fault mirror is not fully visible at high tide, especially with a very high tidal coefficient (> 100). Please check the tide tables for Camaret-sur-Mer.

 Travail à effectuer

1. Décrivez ce que qui est caché par la zone en flou et estimez les dimensions du miroir de faille.
2. En vous servant d'une boussole ou des quatre points cardinaux ou encore de la position du soleil, quelle est selon vous, l'orientation actuelle du mouvement ? Compte-tenus des mouvements tectoniques qui ont eu lieu depuis la formation de la faille, le mouvement ne s’est peut-être pas fait dans la même direction lors de la formation de cette faille.
3. 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.

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 Homework

1. Describe what is hidden by the blurred area evaluate the dimensions of the fault mirror.
2. According to you, using a compass, the four cardinal points or the position of the sun, what is the current direction of movement? Given the tectonic movements that have taken place since the fault was formed, the movement may not have been in the same direction when the fault was formed.
3. A picture of yourself, or of a characteristic object belonging to you, taken in the immediate surroundings (no "archive" photos please) is to be attached either as a comment or with your answers. In accordance with guidelines updated by GC HQ and published in June 2019, photos may be required for validation of an earthcache.