Cathédrale St-Corentin : texture des roches EarthCache

 L’actuelle cathédrale St-Corentin, de style gothique,  a été construite sur les fondations d’une  cathédrale de style romane plus ancienne.

Décidée en 1239, sa construction débuta en 1240 et fut très longue. Le transept ne fut qu’achevé qu’au début du 16^ème siècle et les deux flèches ne furent inauguré qu’en 1856.

Depuis, comme pour toutes les cathédrales, la cathédrale St-Corentin reste un chantier permanent : restauration du chœur (1988-1993), restauration de la nef et du transept (1995-1999), restauration de l’orgue (1995) et restauration des tours et flèches (2004-2007).

Au travers de cette cache, nous vous proposons de vous intéresser à la texture des roches.

Heures d’ouverture
C’est assez variable. Hiver 2023/2024 : 9h00 – 12h00 / 15h00 – 18h00. Des offices peuvent être célébrés pendant, avant ou encore après ces heures d’ouverture.

 Today's Gothic Cathedral of St. Corentin was built on the foundations of an earlier Romanesque cathedral.

Decided in 1239, construction began in 1240 and took a very long time. The transept was not completed until the early 16th century, and the two spires were not inaugurated until 1856.

Since then, as with all cathedrals, St-Corentin Cathedral has been a work in progress: restoration of the choir (1988-1993), restoration of the nave and transept (1995-1999), restoration of the organ (1995) and restoration of the towers and spires (2004-2007).

Through this cache, we invite you to take a closer look at rock texture.

Opening hours
Opening times vary. Winter 2023/2024: 9:00 am - 12:00 pm / 3:00 pm - 6:00 pm. Services can be held during, before or after these opening hours.

Roche
En géologie, une roche (ou pierre) est une masse solide naturelle ou un agrégat de minéraux et 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 or aggregate of minerals and 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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Pétrographie, structure et texture des roches
La pétrographie est la science ayant pour objet la description des roches, l'analyse de leurs caractères structuraux, minéralogiques et chimiques, et les relations de ces roches avec leur environnement géologique.

Par le terme structural ou structure, il faut considérer tout arrangement relatif de composants. Cette notion s’applique à n’importe quelle échelle, et dans un espace à n’importe quel nombre de dimensions.

Même si les termes structure et texture sont parfois parfois employés indifféremment, en pétrographie la texture d'une roche est l'arrangement ou l'agencement des minéraux d’une roche observée au microscope. La texture d'une roche est le résultat de divers processus qui ont contrôlé la formation de la roche. Avec sa minéralogie (étude des minéraux, éléments ou composés naturels) et sa composition chimique, elle fournit des informations permettant d'interpréter l'origine et l'histoire de la roche.

Petrography, rock structure and texture
Petrography is the science of describing rocks, analyzing their structural, mineralogical and chemical characteristics, and their relationships with their geological environment.

The term "structural" or "structure" refers to any relative arrangement of components. This notion applies at any scale, and in space of any number of dimensions.

Although the terms structure and texture are sometimes used in the same way, in petrography the texture of a rock is the organization or arrangement of the minerals in a rock observed under the microscope. The texture of a rock is the result of various processes that controlled its genesis. Together with its mineralogy (analysis of minerals, elements or natural compounds) and chemical composition, it provides information for interpreting the rock's origin and history.

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Roche ignée et magma
Une roche ignée, encore appelée roche magmatique, est une roche cristalline ou vitreuse qui se forme à partir du refroidissement d'un magma.

Un magma, dont les origines peuvent être différentes et que nous n’allons pas détailler ici, peut avoir une composition variable. Il se compose principalement de matière rocheuse liquide, mais peut contenir des cristaux de divers minéraux, ainsi qu'une phase (à comprendre par stade ou état) gazeuse qui peut être dissoute dans le liquide ou être présente en tant que phase gazeuse distincte (donc du gaz non dissout).

Le magma peut se refroidir pour former une roche ignée soit à la surface de la Terre, auquel cas il produit une roche ignée volcanique ou extrusive, soit sous la surface de la Terre, auquel cas il produit une roche ignée plutonique (de Pluton, dieu des Enfers) ou intrusive.

Igneous rock and magma
An igneous rock, also known as a magmatic rock, is any crystalline or glassy rock that forms from cooling of a magma.

A magma, whose origins can be different and which we won't go into in detail here, can have a variable composition. It consists mainly of liquid rocky matter, but may contain crystals of various minerals, as well as a gaseous phase (to be understood by stage or state) which may be dissolved in the liquid or present as a separate gaseous phase (i.e. undissolved gas).

Magma can cool to form an igneous rock either on the surface of the Earth - in which case it produces a volcanic or extrusive igneous rock, or beneath the surface of the Earth, - in which case it produces a plutonic (from Pluto, god of the Underworld)) or intrusive igneous rock.

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Texture des roches ignées
Le magma est une roche liquide (ou visqueuse) en fusion dont la température varie entre 750°C et 1200°C. Devenue moins dense que le milieu environnant, elle va, grâce à la poussé d’Archimède, quitter son milieu de formation et remonter des profondeurs pour éventuellement arriver à la surface de la Terre.

Lors de son « voyage » elle va progressivement (lentement ou rapidement) refroidir pour former une roche solide. Le principal facteur qui déterminera la texture d'une roche ignée est la vitesse de refroidissement du magma. Deux principaux types de texture résultent de cette vitesse de refroidissement : la texture grenue et la texture microlitique (ou microlithique).

Si un magma refroidit et cristallise intégralement en profondeur, le gradient thermique (la variation de température) reste faible et il se déroule un refroidissement lent : quelques millions d’années pour un équilibre thermique complet. La roche finale est constituée intégralement de cristaux jointifs de taille supramillimétrique (jusqu’à plusieurs centimètres). Il s’agit d’une texture grenue (du latin granum : grain). Si les grains sont de taille inframillimétrique (sans être micrométrique), il s’agit alors d’une roche microgrenue dont la texture n’est pratiquement pas visible à l’œil nu. Le granite est une roche ignée à texture grenue.

Un des multiples faciès (aspect) de la kersantite, encore appelée pierre de Kersanton (il s’agit d’une roche dont la dénomination provient du hameau appelé Kersanton en Finistère), présente une texture microgrenue. Ce faciès, appelé faciès Rosmorduc, est de couleur gris foncé à noir avec des grains très fin.

À l’opposée, si le magma est émis à la surface de la terre ou sous quelques mètres de profondeur, en milieu aérien ou aqueux, alors le gradient thermique est important. Cela engendre un refroidissement rapide : en surface, il s’écoule quelques années avant un équilibre thermique complet. Cette vitesse importante de refroidissement est propice à une faible croissance cristalline. Le résultat est une texture microlitique. De nombreux cristaux forment des microlites de taille micrométrique qui baignent dans un verre qui correspond à du magma solidifié si rapidement qu’il est non cristallisé. Microlites et verre forment la mésostase dans laquelle des cristaux plus gros ou des vacuoles peuvent également se trouver. Le basalte est une roche ignée à texture microlitique (cf images en partie anglaise).

Une roche ignée à texture grenue ou microlitique contenant des cristaux notables par leur taille inhabituelle est une roche (à texture) porphyrique (ou porphyroïde). Ces grands cristaux sont appelés des phénocristaux.

Des textures secondaires peuvent toutefois être remarquables au sein des roches ignées : texture aplitique, texture ophitique, orbiculaire, pegmatique, phérolitique, pilotaxique, trachytique,… texture bidule, texture machin.

Igneous rock texture
Magma is a molten liquid (or viscous) rock in fusion with a temperature varying between 750°C and 1200°C. Once it has become less dense than the surrounding environment, it will, thanks to Archimedes' thrust, leave its native environment and rise from the depths, eventually reaching the Earth's surface.

During its "trip", it will gradually (slowly or rapidly) cool to form solid rock. The main factor determining the texture of an igneous rock is the rate at which the magma cools. Two main types of texture result from this cooling rate: granular and microlitic (or microlithic).

If a magma cools and crystallizes completely at depth, the thermal gradient (temperature variation) remains low and cooling is slow: a few million years for complete thermal equilibrium. The final rock is made up entirely of joined crystals of supramillimetric size (up to several centimeters). It has a granular/grained texture. If the grains are sub-millimetric (but not micrometric) in size, the rock is micro-grained, with a texture that is barely visible to the naked eye. Granite (from Latin granum: grain) is an igneous rock with a granular texture (see pictures in the French part).

One of the various facies (aspect) of kersantite, also known as Kersanton stone (a rock named after the hamlet of Kersanton in Finistère), has a micro-grained texture. This facies, known as Rosmorduc facies, is dark gray to black in color, with very fine grains.

In contrast, if the magma is ejected at the earth's surface or a few meters below, in air or water, then the thermal gradient is high. This leads to rapid cooling: at the surface, it takes several years to reach complete thermal equilibrium. This high cooling rate is a good environment for slow crystal growth. The result is a microlitic texture. A large number of crystals form microlites of micrometric size, embedded in a glassy groundmass that corresponds to magma solidified so rapidly that it is uncrystallized. Microlites and glass form the mesostase in which larger crystals or vacuoles can also be found. Basalt is an igneous rock with a microlitic texture.

An igneous rock with a granular or microlitic texture containing unusually large crystals is a porphyritic (textured) rock. These large crystals are called phenocrysts.

However, secondary textures can also be found within igneous rocks: aplitic texture, ophitic texture, orbicular, pegmatitic, pherolitic, pilotaxis, trachytic texture, ... Gizmo like texture.

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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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 Texture des roches carbonatées
Pour la classer les roches carbonatées en fonction de leur texture, il peut être fait appel à la classification de Dunham (1962) . 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 ;
2. proportion de grains présents dans la roche ;
3. éléments indiquant que les sédiments étaient liés à des composés organiques au moment de leur dépôt.

La classification distingue six catégories : mudstone, wackestone, packstone, grainstone, boundstone et crystalline. Hormis le terme crystalline qui signifie cristallin ou cristalline, il n'existe pas vraiment une traduction littérale de ces termes. Pour s'en faire une idée  :
stone : roche  -  mud : boue  -  wacke : pierre lisse (germanique)  -  pack :  emballage  -  grain : grain ou granulation  -  bound : lié ou relié.

Les roches carbonatées de type ou texture « boundstone » correspondent à des matériaux liés pendant le dépôt par des organismes encroûtants (se dit des organismes animaux ou végétaux qui s'étalent en croûte à la surface de leurs supports : algues, éponges, etc) ou les constructeurs récifaux (coraux). Nous n’avons pas de photos pour illustrer ce type ou cette texture.

Lorsque les roches carbonatées, quelle que soit leur texture, subissent une augmentation de température et pression (parfois intense), un changement s’opère au sein de leur structure (composition, agencement, etc.). Ce processus, appelé métamorphisme et dont les causes peuvent être diverses, provoque une recristallisation variable (+/- hautes pressions et +/- hautes températures) des minéraux carbonatés d'origine. Les textures et structures sédimentaires primaires de la roche carbonatée d'origine ont généralement été modifiées ou détruites. La roche qui en résulte, appelée « marbre », est généralement composée d'une mosaïque imbriquée de cristaux de carbonate (texture cristalline), visibles le plus souvent qu’au microscope ou à la loupe.

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

 Carbonate rocks texture
The Dunham classification (1962) can be used to classify carbonate rocks according to their texture. 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;
2. proportion of grains present in the rock;
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.

Carbonate rocks of the "boundstone" type or texture are materials bound during deposition by encrusting organisms (i.e. animal or plant organisms that spread out in a crust on the surface of their supports: algae, sponges, etc.) or reef builders (corals). We don't have any pictures to illustrate this type or texture.

When carbonate rocks, whatever their texture, undergo an increase in temperature and pressure (sometimes intense), a change takes place within their structure (composition, arrangement, etc.). This process, known as metamorphism and which may be due to a variety of reasons, leads to variable recrystallization (+/- high pressure and +/- high temperature) of the original carbonate minerals. The primary textures and sedimentary structures of the original carbonate rock have generally been altered or destroyed. The resulting rock, called "marble", is usually made up of an interlocking mosaic of carbonate crystals (crystalline texture), most often visible only under a microscope or magnifying glass.

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

Références – References

Dictionnaire de Géologie - 8e éd. (Foucault)
A Dictionary of Geology and Earth Sciences (Oxford Quick Reference), 5th Edition (Allaby, Michael)
Éléments de géologie, 17ème édition - Dunod
Textures of Igneous Rocks

 Entrez dans la cathédrale et dirigez-vous vers le bas-côté sud du chœur en empruntant le déambulatoire par la droite. Lorsque vous serez au niveau d’une des dernières alcôves, tournez-vous vers la droite. Vous trouverez deux statues chacune posée sur un socle, ainsi que le gisant et le tombeau de Mgr Lamarche, évêque de Quimper.

Comme indiqué sur la photo ci-dessous, intéressez-vous au gisant et au tombeau (A), constitués de roche ignée, ainsi qu’à la statue de la Vierge et de l’Enfant (B), constituée de roche carbonatée. Chaque ensemble peut être constitué de plus d’un genre de roche.

En général, une roche qui a subi un ponçage et un polissage paraît toujours plus sombre qu'elle ne l'est en réalité et des particules de tous types (poussières, soufre - résultat de la combustion de cierges, hydrocarbures) auront pu modifier l'aspect des roches.

 Enter the cathedral and head for the south side of the choir, taking the right-hand side of the ambulatory. When you reach one of the last alcoves, turn right. You'll find two statues, each on a pedestal, as well as the recumbent statue and tomb of Mgr Lamarche, Bishop of Quimper.

As shown in the picture below, focus on the recumbent statue and tomb (A), made of igneous rock, and the statue of the Virgin and Child (B), made of carbonate rock. Each set may be made up of more than one type of rock.

Usually, rock that has undergone sanding and polishing always appears darker than it actually is, and particles of all kinds (dust, sulfur - the result of burning candles, hydrocarbons) will have altered the appearance of the rocks.

  Travail à effectuer

1. Quelle(s) texture(s) remarquez-vous au sein du gisant et tombeau ainsi qu’au sein de la statue ?
2. D’après la/les texture/s que vous aurez reconnue/s, selon vous, quelles roches auront été employées pour produire ces deux ensembles ?
3. Quelle erreur semble être mentionnée sur la plaque indicative (C) située près du gisant et tombeau ?
4. Une photo de vous-même ou d’un objet personnel, prise dans les environs immédiats (pas de photo « d’archive » svp) est à joindre avec votre commentaire ou 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.

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 Homework

1. What texture(s) do you notice on the recumbent statue and tomb?
2. Based on the texture(s) you recognize, which rocks do you think were used to produce these two sets?
3. What error seems to be mentioned on the information plaque (C) near the recumbent statue and tomb? You'll need to translate the inscription
4. A picture of yourself or of something personal taken in the immediate aera (no "stock" photos please) is to be attached with your 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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