Jablines et les carrières

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Jablines and Quarries

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Un peu d’histoire :

La présence de carrières à Jablines et ses environs ne date pas d’hier !

Notre histoire commence entre -3500 et -4200 avant JC, à une période appelée néolithique. A cette époque, nos ancêtres (même pas des gaulois !) creusaient déjà la terre près d’ici pour trouver des SILEX et en faire des haches (à grande échelle puisqu’on estime que plusieurs centaines de milliers de haches furent fabriquées ici en un millénaire !) voir image

A une époque plus moderne, ce sont des carrières de SABLES et de GYPSES (dont on fait du plâtre) qui ont ponctuées le paysage Jablinois comme le montre les cartes ci-dessous. La plupart de ces carrières sont maintenant fermées. 

Trêve d’Histoire, nous vous avons dit qu’il s’agissait d’une leçon de géologie !

A bit of history:

The presence of quarries in Jablines and its surroundings is not new!

Our history begins between -3500 and -4200 BC, at a period called Neolithic. At that time our ancestors (not even the Gallic ones!) were already digging the ground near here to find FLINT and make axes (on a large scale, since it is estimated that several hundred thousand axes were made here in one millennium!) see picture

In more modern times, it is quarries of SAND and GYPSUM that punctuated the Jablin landscape as shown in the maps below. Most of these quarries are now closed.

Truce of History, we told you that it was a geology lesson!

Formation du Gypse :

Les principaux gisements de gypses de par le monde sont liés aux dépôts de roches sédimentaires, dites évaporites, dans les mers peu profondes, les lagunes et les lacs salés.

L’évaporation de l’eau dans ces milieux engendre une sur-salinité et la précipitation des ions présents dans l’eau sous forme de roches solubles dites salines. Selon les conditions vont se déposer des chlorures ou sels (de sodium ou potassium) ou des sulfates de calcium. Les sulfates déposés cristallisent le plus fréquemment sous forme hydratée (gypse – CaSO 4, 2H 2 O) mais parfois sous forme anhydre (anhydrite – CaSO 4 ).

Après une période de dépôt chimique très lente (parfois plusieurs millions d’années), le gypse va constituer des couches sédimentaires plus ou moins épaisses, contenant souvent des intercalations de niveaux de marnes ou de calcaires caractéristiques des variations des conditions de dépôt au cours du temps.

En France le gypse est présent dans plusieurs régions et s’est déposé à différentes époques géologiques :

• au Trias supérieur, il y a environ 220 millions d’années, pour les gisements des Alpes, du Jura, de la Lorraine et  des Pyrénées ;

• au Jurassique supérieur, il y a environ 140 millions d’années, pour les gisements de Charente;

• à l’Eocène supérieur, il y a 35 millions d’années, pour les gisements du bassin parisien et de la région PACA.

Lorsque les couches géologiques n’ont pas subi de déformation tectonique importante, comme dans le bassin parisien par exemple, les gisements de gypse se présentent sous forme de couches horizontales peu ou très peu inclinées. Le gypse étant soluble celui-ci aura été préservé de la dissolution lorsqu’il est recouvert de couches imperméables (argiles et marnes) non décapées par l’érosion.

Dans le bassin de Paris le gypse s'organise en trois couches appelées masses.

• La "haute masse ou 1ère masse" : c'est la couche la moins profonde et la plus épaisse (jusqu'a 21 m d'épaisseur) d'où son nom.
• La seconde masse ne fait que 12 m d'épaisseur.
• La troisième masse ne fait que quelques mètres d'épaisseur. C'est la plus profonde.

Le gypse peut cristalliser sous des formes très diverses. En Ile-de-France, les formes les plus courantes, sont le gypse saccharoïde (à aspect de sucre) et les cristaux en "pied d'alouette" ou "fer de lance" qui se forment dans les couches de marnes séparant les masses de gypses.

L'érosion différentielle intense du quaternaire, n'a laissé subsister que des buttes témoins (comme celle de Montmartre), dans lesquelles ont été creusées les carrières de gypse. Ce sont les 1ère et 2ème masses qui furent essentiellement exploitées. La 3éme masse, peu épaisse et plus profonde, fut rarement exploitée pour des raisons évidentes de rentabilité.

Gypsum Formation:

The main gypsum deposits around the world are linked to deposits of sedimentary rocks, known as evaporites, in shallow seas, lagoons and salt lakes.

The evaporation of water in these environment leads to over-salinity and the precipitation of the ions present in the water in the form of soluble rocks called saline. Depending on the conditions, chlorides or salts (sodium or potassium) or calcium sulphates are deposited. The deposited sulphates crystallize most frequently in hydrated form (gypsum - CaSO 4, 2H 2 O) but sometimes in anhydrous form (anhydrite - CaSO 4).

After a period of very slow chemical deposition (sometimes several millions of years), gypsum will constitute sedimentary layers of varying thickness, often containing intercalations of marl or limestone levels characteristic of changes in deposition conditions during time.

In France gypsum is present in several regions and has been deposited at different geological epochs:

• in the Upper Triassic, about 220 million years ago, for the deposits of the Alps, the Jura, the Lorraine and the Pyrenees;

• in the Upper Jurassic, about 140 million years ago, for the Charente deposits;

• in the Upper Eocene, 35 million years ago, for the deposits of the Paris basin and the PACA region.

When the geological layers have not undergone major tectonic deformation, as in the Paris basin, for example, gypsum deposits are in the form of horizontal layers with little or very little inclination. Since gypsum is soluble, it would have been preserved from dissolution when it is covered with impermeable layers (clays and marls) not stripped by erosion.

In the basin of Paris the gypsum is organized in three layers called masses.

•  "High mass or 1st mass": it is the shallowest and thickest layer (up to 21 m thick) hence its name.
• The second mass is only 12 m thick.
• The third mass is only a few meters thick. It is the deepest.​

Gypsum can crystallize in very diverse forms. In Ile-de-France, the most common forms are saccharoid gypsum (with the appearance of sugar) and "larkspur" or "spearhead" crystals that form in the layers of marls separating the masses of gypsum.

The intense differential erosion of the Quaternary has left only witnessed mounds (such as that of Montmartre), in which the quarries of gypsum have been dug. The 1st and 2nd masses were mainly exploited. The 3rd mass, thin and deeper, was rarely exploited for obvious reasons of profitability.

Le sable :

Le sable que l’on trouvait dans les carrières de Jablines à pour origine des dépots d’alluvions… C'est-à-dire ??? Une alluvion (du latin alluvio (ad- et luere), « inondation ») est un dépôt de débris (sédiment), tels du sable, de la vase, de l’argile, des galets, du limon ou des graviers, transportés par de l'eau courante. Les alluvions peuvent se déposer dans le lit du cours d’eau ou s'accumuler au point de rupture de pente.

Notez que les carrières de jablines sont fermées, mais ont laissé les paysages permettant de créer la base de loisir!

Sand :

The sand that was found in the quarries of Jablines originated from the deposits of alluvium ... That is to say ??? An alluvium (from the Latin alluvio (ad- and luere), "flood") is a deposit of fragments (sediment), such as sand, mud, clay, pebbles, silt or gravel, transported by of running water. Alluvial deposits can be deposited in the bed of the stream or accumulated at the point of rupture of the slope.

Note that the jablines quarries are closed, but have left the scenery to create the leisure base!

Le silex

Les silex sont des accidents siliceux qui apparaissent dans des roches calcaires, en particulier de la craie. Ils apparaissent en fines couches ou en rangées de nodules dispersés. Ils sont de forme irrégulière : en rognons, en tubercules, en colonnes, en couches, en réseau, en filons. 

On distingue généralement deux parties : un cœur ou noyau ou nucleus, plus sombre, gris ou noir, et un cortex plus clair.

Différentes formes de la silice composent le silex :

• la silice hydratée ou opale C-T partiellement cristallisée, rare,

• la calcédonite fibreuse [la calcédoine est constituée par un assemblage de « fibres », elles-mêmes procédant de l’empilement de cristallites de quartz de quelques dizaines de nanomètres]

• le quartz en agrégats cryptocristallins, parfois appelé quartzine.

PROPRIÉTÉS PHYSIQUES

La dureté

Le cœur du silex est dur : sa dureté est de 7 sur l’échelle de Mohs, car il raye le verre.

La cassure

Lorsqu’on soumet un minéral à une contrainte, il se brise. La surface de rupture prend un certain aspect. Si celle-ci est plane, il s’agit d’un clivage. Si elle est quelconque, il s’agit d’une cassure.

Le silex possède une cassure franche, courbe et esquilleuse. On dit que c’est une cassure conchoïdale, c’est-à-dire en forme de coquille. A partir du point de percussion, l’onde de choc se propage et engendre des stries ou des vaguelettes circulaires. La fracture du silex donne des éclats tranchants.

Réactivité aux acides

Le silex résiste aux acides (sauf l’acide fluorhydrique).

LA FORMATION DU SILEX

Le silex est une croissance minérale. La croissance du silex se fait de manière centrifuge, c’est la partie externe qui est la moins évoluée et la partie interne qui est la plus évoluée. L’évolution normale de la silice est opale > calcédonite microporeuse > calcédonite compacte > quartz. Certains silex sont creux et montrent la croissance de cristaux de quartz.

Le silex est une concrétion

Actuellement moins de 3% de la silice biogénique est préservée dans le sédiment. La reprécipitation de la silice conduit à sa préservation. Dans le cas d’une forte productivité, une boue riche en calcite et silice se dépose sur le fond. La boue crayeuse est riche en matière organique. Sous la surface, les bactéries aérobiques dégradent la matière organique et appauvrissent le sédiment en oxygène. Privé de cet oxygène, ce type de bactéries décline vers le bas. En profondeur, dans la boue organique, prolifèrent alors les bactéries sulfato-réductrices produisant de l’hydrogène sulfuré. Du fait de la pauvreté en Fe (pas ou peu de minéraux argileux), l’H2S ne peut réagir avec cet élément et précipiter de la pyrite. À la frontière redox, c’est-à-dire entre la boue bactérienne anoxique inférieure et la boue riche en oxygène supérieure (à une profondeur d’environ 30 cm dans les sédiments actuels, ne dépassant pas le mètre), ce gaz se dissocie, s’oxyde en sulfate et produit des protons qui diminuent donc le pH, selon la réaction :

• H2S + 2O2 → SO42- + 2 H+

La calcite réagit et tend à disparaître ce qui entraîne une forte concentration en ions carbonate.

• H+ + CaCO3 → Ca2+ + HCO3 –

La calcite est substituée par la silice si la concentration de cette dernière atteint un certain seuil. Des discontinuités dans la boue (restes organiques, terriers tapissés de mucus, fissures ou fractures, zones à faible porosité) servent souvent de germes sur la paroi desquels la silice se met à cristalliser et à les pseudomorphoser. En particulier, les animaux fouisseurs pompent l’eau de mer et en irriguent le sédiment, provoquant une diffusion de l’oxygène et une dégradation de la matière organique. L’oxydation du carbone organique conduit à la suite de réactions suivante :

• CH2O + O2 → CO2 + H2O → HCO3– + H+

À la suite, la silice secondaire formée, une variété d’opale dite opale C-T car elle est constituée d’une interstratification de cristobalite (C) et de tridymite (T) de basse température, se propage dans le sédiment sous forme de petits cristaux lamellaires ou de microsphérules d’environ 10 μm appelées lépisphères.

L’opale C-T, métastable, va évoluer au cours de la diagénèse et de l’enfouissement. Elle se transforme en quartz alpha, en passant d’un état microcristallin à un état cristallin fibreux, la calcédoine. Cette transformation ne s’opère que sous une charge de 50 à 100 mètres de sédiment. C’est l’opinion générale, mais certains pensent que les deux silicifications (opale CT et calcédoine) se réalisent indépendamment. La calcédoine remplace point par point la calcite de la craie. Le protosilex va ainsi grossir et par dilatations successives former un banc complet.

Flint

Flints are siliceous accidents which appear in calcareous rocks, especially chalk. They appear in thin layers or in rows of dispersed nodules. They are irregular in shape: in kidneys, tubercles, columns, layers, in network, in veins.

There are generally two parts: a core or nucleus, darker, gray or black, and a lighter cortex.

Different forms of silica make up the flint:

• the hydrated silica or opal C-T,  partially crystallized, rare,

• fibrous chalcedonite [chalcedony is constituted by an assemblage of "fibers", themselves formed by the stacking of crystallites of quartz of a few tens of nanometers]

• quartz cryptocrystalline aggregates, sometimes called quartzine.

•  

PHYSICAL PROPERTIES

Hardness

The heart of the flint is hard: its hardness is 7 on the scale of Mohs, because it scratches the glass.

The break

When a mineral is subjected to a stress, it breaks. The breaking surface takes on a certain aspect. If it is flat, it is a cleavage. If it is nondescript, it is a break.

The flint has a sharp, curved and splintered fracture. It is said to be a conchoidal break, that is to say, in the form of a shell. From the point of percussion, the shock wave propagates and generates circular ripples or rings. The fracture of the flint gives sharp fragments.

Reactivity to acids

Flint is resistant to acids (except hydrofluoric acid).

THE FORMATION OF FLINT

Flint is mineral growth. The growth of the flint is done in a centrifugal manner, the external part is the least evolved and the internal part is the most evolved. The normal evolution of silica is opal> microporous chalcedonite> compact chalcedonite> quartz. Some flints are hollow and show the growth of quartz crystals.

Flint is a concretion

Currently less than 3% of the biogenic silica is preserved in the sediment. The reprecipitation of silica leads to its preservation. In the case of high productivity, a sludge rich in calcite and silica is deposited on the bottom. The chalky mud is rich in organic matter. Beneath the surface, aerobic bacteria degrade organic matter and deplete the sediment to oxygen. Deprived of this oxygen, this type of bacteria declines down. At depth, in the organic slime, proliferate sulfate-reducing bacteria producing hydrogen sulphide. Due to poverty in Fe (little or no clay minerals), H2S can not react with this element and precipitate pyrite. At the redox boundary, that is, between the lower anoxic mud and the higher oxygen-rich sludge (at a depth of about 30 cm in the current sediments, not exceeding one meter), this gas dissociates , oxidizes to sulphate and produces protons which thus decrease the pH, according to the reaction:

• H2S + 2O2 → SO42- + 2H+

The calcite reacts and tends to disappear, resulting in a high concentration of carbonate ions.

• H+ + CaCO3 → Ca2+ + HCO3-

The calcite is substituted by silica if the concentration of the latter reaches a certain threshold. Discontinuities in the mud (organic remains, mucus-covered burrows, cracks or fractures, areas with low porosity) often serve as germs on the wall of which silica begins to crystallize and pseudomorphose. In particular, burrowing animals pump seawater and irrigate the sediment, causing oxygen diffusion and degradation of organic matter. Oxidation of the organic carbon leads to the following reactions:

• CH2O + O2 → CO2 + H2O → HCO3- + H+

Subsequently, the secondary silica formed, a variety of so-called opal opal CT because it consists of an interstratification of cristobalite (C) and low temperature tridymite (T), propagates in the sediment in the form of small crystals lamellar or microspherules of about 10 μm, called the lepisphere.

The opal C-T, metastable, will evolve during the diagenesis and the burial. It turns into alpha quartz, moving from a microcrystalline state to a fibrous crystalline state, chalcedony. This transformation takes place only under a load of 50 to 100 meters of sediment. This is the general opinion, but some believe that the two silicifications (opal CT and chalcedony) are realized independently. Chalcedony replaces the calcite of the chalk point by point. The protosile

Questions:

1. En vous aidant de la coupe géologique simplifiée, complétez la légende de la carte géologique ci-dessous. Faites correspondre les cases blanches (marnes supragypseuses, argile verte et masses et marnes du gypse) de la légende aux zones a, b et c.

2. Après avoir cherché la définition de colluvions polygéniques, essayez de trouver de quoi ils sont composés ici?

3. Pourquoi le sable de Jablines s’est-il déposé ici?

4. Quelle roche accompagne généralement le gypse ET le silex?

5. Au PZ vous trouverez un contenant avec du sable, du gypse et du silex; quelle numéro portent chacun de ces éléments?

Questions:

1. Using the simplified geological section, complete the legend of the geological map bellow. Match the white boxes (marnes supragypseuses, argile verte et masses et marnes du gypse) of the legend to areas a, b, and c.
2. After researching the definition of polygenic colluvions, try to find out what they are composed of here?
3. Why did the sand of Jablines drop here?
4. What rock usually accompanies gypsum AND flint?

5. At PZ you will find a container with sand, gypsum and flint; which number relate to each of these elements?