Gneiss et quartz du col des Cazalets EarthCache

Contexte géographique

Le petit hameau de Mauroul est accroché sur le versant sud du massif de l'Espinouse, sur la route du col de Fontfroide. C'est l’un des huit villages que regroupe la commune de Saint-Julien. Le massif de l'Espinouse fait partie des monts de l'Espinouse, regroupant le massif de l'Espinouse et le massif du Caroux. Il se trouve dans la zone méridionale du Massif central.

Contexte géologique

Pour comprendre la formation des monts de l'Espinouse, il faut remonter à la formation de la chaîne hercynienne. Cette dernière a commencé au Dévonien (−419 à −359 Ma) par la séparation de l'Armorica (microcontinent) du Gondwana (supercontinent), et son rapprochement de la Laurasie (supercontinent). Au début du Carbonifère, le Gondwana se rapproche, à son tour, de la Laurasie et la plaque océanique qui les sépare glisse sous le socle de de la Laurasie et soulève l'Armorica et le bord du supercontinent. Ce mécanisme tectonique poursuit la formation de chaîne hercynienne. Le rapprochement des supercontinents formera la Pangée (supercontinent). A la fin de sa formation, la chaîne hercynienne coupe la Pangée en deux au niveau de l’équateur. Elle mesure 6000 à 7000 kilomètres de long sur 400 kilomètres de large pour une hauteur de 6000 mètres. Au Namurien (-310 Ma), l'érosion des reliefs est déjà amorcée et le manteau supérieur de la croute terrestre remonte et se décompresse. Les granitoïdes se forment et progressent vers la surface. À la fin du Permien (-299 à -252 Ma), la chaîne hercynienne est totalement érodée. On retrouve des traces de cette chaîne en France (Massif ardennais et de Bohême, Vosges-Forêt-Noire, Massif armoricain, Massif central), en Angleterre (Massif de Cornouailles) ou en Espagne (Massif ibérique). Elle affleure aussi dans le Sud de l'Irlande et forme aussi les montagnes de l'Oural en Russie et des Appalaches en Amérique du Nord. Cette chaîne, aujourd'hui érodée, est principalement constituée de roches métamorphiques et de granites, roches qui constituaient autrefois la racine profonde du massif. Ce que l'on voit maintenant dans les monts de l'Espinouse est le socle de la chaîne hercynienne. Ces roches se sont formées à plusieurs dizaines de kilomètres de profondeur avant le soulèvement de la chaîne hercynienne. On y trouve différentes sortes de roches, principalement des gneiss, des schistes, du Granite et des filons de Quartz.

Le gneiss

Le gneiss est une roche métamorphique cristalline. Le métamorphisme d'une roche consiste à la transformation des roches (sédimentaires, magmatiques ou métamorphiques) à l'état solide en d'autres roches, sur des longues périodes, dans un régime de contraintes extrêmes (pression, température...) Cette transformation se traduit par une modification de la texture, de l'assemblage minéralogique ou de la composition chimique de la roche. Le gneiss a subi une fusion partielle de sa roche pendant son métamorphisme. Cette fusion a causé le développement d'un rubanement gneissique où les minéraux quartzo-feldspathiques se disposent en couches relativement parallèles avec l'autres matériaux (micas, amphiboles, ...) Le rubanement d'une roche est caractérisé par une alternance de bandes de texture et de composition minéralogique différentes. La taille des minéraux du gneiss peut être millimétrique ou centimétrique. La couleur de la roche est variable en fonction des éléments qui la constituent. Le plus souvent, elle est grise. Pour reconnaitre du gneiss, il faut chercher la présence de cristaux de feldspath (sans feldspath, il s'agit de schistes) et de rubanement. Les gneiss sont classés par variété en fonction de leurs caractéristiques : - Gneiss homogène (litage non visible à l'œil nu), gneiss lité (litage visible à l'œil nu), gneiss rubané (litage régulier). - Gneiss œillé : des cristaux de feldspath ou de quartz sont conservés dans leur état d'origine ou recristallisés, formant des yeux (ou des amandes effilées). - Gneiss plissé : des plis indiquent que la roche a subi des déformations. - Gneiss amphibolitique : issu du métamorphisme d'une ancienne coulée basaltique. Il y a beaucoup de gneiss différents qui forment les monts de l'Espinouse. Le plus courant est le gneiss œillés d'Héric. Il constitue le socle des massifs. On trouve aussi des gneiss veinés, des gneiss à foliation planaire, des gneiss leptynitiques, des gneiss leucocrates ... Sur le site de cette earthcache, on retrouve du gneiss œillé d'Héric et gneiss fins plagioclasiques (formation de Puech Plo).

Gneiss œillés d'Héric

Ce gneiss forme la majorité du double dôme Caroux-Espinouse. Il est gris clair, difficilement altérable et résiste à l'érosion. Le litage est rarement plan. Il a une structure multiple et complexe. Cette roche est principalement constituée de quartz, feldspath potassique, plagioclase acide, biotite et muscovite, avec des traces possible de sillimanite, grenat, apatite, zircon ... Il est facilement reconnaissable avec son litage visible à l'œil nu et plissé et les yeux de feldspath ou de quartz. Bien qu'il soit majoritairement gris, on en trouve aussi avec des teintes rougeâtres ou ocres.

Gneiss fins plagioclasiques

Ce gneiss est beaucoup moins fréquent sur ces massifs. Les grains qui le constituent sont plus fins que ceux du gneiss œillés. Le litage est plus droit. On y trouve des traces de biotites et de cordiérites. Les plagioclases sont des minéraux de la famille des feldspaths à clivages obliques. Les biotites sont des minéraux du groupe des silicates. Les cordiérites sont des espèces minérales du groupe des silicates. Les cristaux peuvent atteindre jusqu'à 18 cm. Ce gneiss est identifiable par son litage plus régulier, ses grains fins et l'absence d'œil. Il est, lui aussi, majoritairement gris, mais peut avoir des teintes rougeâtres.

Le quartz

Les quartz sont des minéraux de type silicate (combinaison de dioxyde de silicium et d'oxydes métalliques). Ils ont un aspect translucide et laiteux. Ces cristaux se sont formés tardivement et ont principalement pris place dans les fractures ou les anfractuosités crées par les mouvements de terrain et l'érosion. Ces cristaux ne sont pas rares sur notre planète. On en retrouve dans toutes les régions du monde sous différentes formes. Les différentes variétés de quartz sont : l'améthyste, l'amétrine, la citrine, le quartz fumé ou morion, le quartz hématoïde, le quartz prase, le quartz rose, les calcédoines et les héliotropes. Le quartz est principalement connu pour ses propriétés piézoélectriques (création d'un courant électrique associé à une action mécanique ou déformation sous l'action d'un champ électrique), mais est aussi utilisé dans d'autres domaines tel que la réalisation de sols industriels, l'épuration des eaux ou le sablage industriel.

Formation des filons
Le quartz peut se former de 2 façons différentes :
- Il y a une formation magmatique. Dans ce cas, les magmas granitiques refroidissent en profondeur et produisent 3 sortes de roche : le granite, le quartz et le mica. Le quartz se présent alors sous forme de grains incolores. Une fois que le granite est érodé, le quartz va rester et devenir des grains de sable emportés par les rivières.
- L'autre formation est hydrothermale. Ici, la silice se dissout partiellement à très haute température et pression en profondeur. En remontant à la surface, la température et la pression baissent, l'eau ne peut plus retenir la silice qu'elle contient. Cette dernière va se déposer dans les fissures de la roche pour former des filons de quartz.

La formation, ici, est hydrothermale. On trouve de très grands filons de quartz dans cette région.

Le quartz et autres matières
En se formant, le quartz peut emprisonner des éléments dans sa structure. On peut y retrouver, par exemple, de l'aluminium, du lithium, du bore, du fer, du calcium ou même de l'or.
Dans certaines parties du monde, les filons de quartz sont recherchés parce qu'ils renferment souvent de l'or.

Sur le site

Au départ du parking, à l'entrée du village, traversez le hameau de Mauroul et prenez le sentier de Ramandure. Au niveau de l'arête de Ramandure, suivre le sentier des Cazalets jusqu'au col des Cazalets. En chemin, vous croiserez plusieurs filons de Quartz dont on voit la trace sur les roches alentour. Arrivé au col, rejoignez le PZ et observez le bloc qui est sur les photos.

Sources
Pour la création de cette earth-cache, j'ai utilisé différentes sources dont les principales sont infoterre, Hameau de Mauroul, Hameau de Mauroul, Académie de Montpellier, Lithothèque - Massif gneissique du Caroux, BRGM - Bédarieux, Jacques Deferne - Presque tout sur le Quartz, Wikipedia - Gneiss et Wikipedia - Quartz et Wikipedia - Gorges d'Héric.

Bloc de gneiss	Zone

Geographic context

The small hamlet of Mauroul clings to the southern slope of the Espinouse massif, on the road to the Col de Fontfroide. It is one of the eight villages that make up the commune of Saint-Julien. The Espinouse massif is part of the Espinouse mountains, comprising the Espinouse massif and the Caroux massif. It is in the southern area of ​​the Massif Central.

Geological background

To understand the formation of the Espinouse mountains, we must go back to the formation of the Hercynian chain. The latter began in the Devonian (−419 to −359 Ma) with the separation of Armorica (microcontinent) from Gondwana (supercontinent), and its rapprochement with Laurasia (supercontinent). At the beginning of the Carboniferous, Gondwana approaches, in turn, Laurasia and the oceanic plate which separates them slips under the base of Laurasia and raises Armorica and the edge of the supercontinent. This tectonic mechanism continues the formation of the Hercynian chain. The coming together of the supercontinents will form Pangea (supercontinent). At the end of its formation, the Hercynian chain cut Pangea in two at the equator. It measures 6000 to 7000 kilometers long by 400 kilometers wide for a height of 6000 meters. In the Namurian (-310 Ma), the erosion of the reliefs has already begun, and the upper mantle of the earth's crust rises and decompresses. The granitoids form and progress towards the surface. At the end of the Permian (-299 to -252 Ma), the Hercynian chain is completely eroded. We find traces of this chain in France (Ardennes and Bohemian Massif, Vosges-Black Forest, Armorican Massif, Central Massif), in England (Cornouailles Massif) or in Spain (Iberian Massif). It also outcrops in southern Ireland and also forms the Ural Mountains in Russia and the Appalachians in North America. This chain, now eroded, is mainly made up of metamorphic rocks and granites, rocks that once formed the deep root of the massif. What we see now in the Espinouse mountains is the base of the Hercynian chain. These rocks were formed several tens of kilometers deep before the uplift of the Hercynian chain. There are different kinds of rocks, mainly gneisses, schists, Granite, and Quartz veins.

The gneiss

Gneiss is a crystalline metamorphic rock. The metamorphism of a rock consists in the transformation of rocks (sedimentary, magmatic, or metamorphic) in the solid state into other rocks, over long periods, in a regime of extreme constraints (pressure, temperature, etc.) This transformation results in a modification of the texture, the mineralogical assembly, or the chemical composition of the rock. The gneiss underwent partial melting of its rock during its metamorphism. This fusion caused the development of a gneissic banding where the quartzo-feldspathic minerals are arranged in relatively parallel layers with the other materials (micas, amphiboles, etc.) The ribboning of a rock is characterized by alternating bands of different texture and mineralogical composition. The size of gneiss minerals can be millimeter or centimeter. The color of the rock is variable depending on the elements that constitute it. Most often it is gray. To recognize gneiss, you have to look for the presence of feldspar crystals (without feldspar, it is shale) and banding. Gneisses are classified by variety according to their characteristics: -Homogeneous gneiss (bedding not visible to the naked eye), layered gneiss (bedding visible to the naked eye), banded gneiss (regular bedding). -Eyed gneiss: feldspar or quartz crystals are preserved in their original state or recrystallized, forming eyes (or slivered almonds). -Pleated gneiss: folds indicate that the rock has undergone deformations. -Amphibolite gneiss: resulting from the metamorphism of an old basalt flow. There are many different gneisses that form the Espinouse mountains. The most common is the eyed gneiss of Héric. It constitutes the base of the massifs. There are also veined gneisses, planar foliation gneisses, leptynitic gneisses, leucocratic gneisses... On the site of this earthcache, we find Héric eyed gneiss and fine plagioclastic gneiss (Puech Plo formation).

Héric eyed gneiss

This gneiss forms the majority of the Caroux-Espinouse double dome. It is light gray, difficult to alter and resists erosion. The bedding is rarely flat. It has a multiple and complex structure. This rock is mainly made up of quartz, potassium feldspar, acid plagioclase, biotite, and muscovite, with possible traces of sillimanite, garnet, apatite, zircon... It is easily recognizable with its bedding visible to the naked eye and crinkled and eyes of feldspar or quartz. Although it is mostly gray, it is also found with reddish or ocher tints.

Fine plagioclastic gneisses

This gneiss is much less frequent on these massifs. The grains which constitute it are finer than those of eyed gneiss. The bedding is straighter. There are traces of biotites and cordierites. Tne plagioclases are minerals of the family of obliquely cleaved feldspars. The biotites are minerals of the silicate group. The cordierites are mineral species of the silicate group. The crystals can reach up to 18 cm. This gneiss is identifiable by its more regular bedding, its fine grains, and the absence of an eye. It too is mostly gray, but can have reddish tints.

Quartz

Quartzes are silicate-type minerals (combination of silicon dioxide and metal oxides). They have a translucent and milky appearance. These crystals formed late and mainly took place in fractures or crevices created by landslides and erosion. These crystals are not rare on our planet. It is found in all regions of the world in different forms. The different varieties of quartz are: amethyst, ametrine, citrine, smoky quartz or morion, haematoid quartz, prase quartz, rose quartz, chalcedonies, and heliotropes. Quartz is mainly known for its piezoelectric properties (creation of an electric current associated with a mechanical action or deformation under the action of an electric field), but is also used in other fields such as the production of industrial floors. , water purification or industrial sandblasting.

Formation of veins
Quartz can form in two different ways:
- There is training magmatic. In this case, the granitic magmas cool in depth and produce 3 kinds of rock: granite, quartz, and mica. The quartz then appears in the form of colorless grains. Once the granite is eroded, the quartz will remain and become grains of sand washed away by rivers.
- The other formation is hydrothermal. Here, the silica partially dissolves at very high temperature and pressure at depth. As it rises to the surface, the temperature and pressure drop, the water can no longer retain the silica it contains. The latter will be deposited in the cracks of the rock to form quartz veins.

The formation here is hydrothermal. Very large quartz veins are found in this region.

Quartz and other materials
As it forms, quartz can trap elements within its structure. One can find there, for example, aluminium, lithium, boron, iron, calcium or even gold.
In some parts of the world, quartz veins are sought after because they often contain gold.

On the site

From the car park, at the entrance to the village, cross the hamlet of Mauroul and take the Ramandure path. At the Ramandure ridge, follow the Cazalets path to the Col des Cazalets. Along the way, you will come across several quartz veins whose traces can be seen on the surrounding rocks. Arrived at the pass, join the PZ and observe the block which is on the photos.

Sources
For the creation of this earth-cache, I used different sources, the main ones are infoterre, Hameau de Mauroul, Hameau de Mauroul, Académie de Montpellier, Lithothèque - Massif gneissique du Caroux, BRGM - Bédarieux, Jacques Deferne - Presque tout sur le Quartz, Wikipedia - Gneiss et Wikipedia - Quartz and Wikipedia - Gorges d'Héric.

Gneiss block	Zone