(English version below)
0 ► Joignez à votre log une photographie permettant de vous identifier (visage, GPS, pseudo, etc.) devant les stèles du Mémorial.
1 ► Repérez les plans de schistosité sur les blocs d'ardoise :
1a. Quelle est l'orientation (parallèle, perpendiculaire ou inclinée) des plans de schistosité par rapport aux faces, et par rapport aux tranches ?
1b. Déduisez pourquoi les stèles ont été taillées selon ces sections de coupe.
2 ► Sur la stèle de droite, observez la zone masquée sur la photographie ci-dessous. De quoi s'agit-il ? Que peut-on en déduire de la composition du bloc d'ardoise ?
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Inauguré le 16 octobre 2014, le Mémorial d'Indre-et-Loire des Combattants Tombés en Afrique du Nord est dédié à la mémoire des 187 Tourangeaux morts en Afrique du Nord entre 1952 et 1963. Il se compose de trois stèles, chacune étant formée d'un bloc d'ardoise gravé. Le haut des trois blocs assemblés reproduit la forme de la côte méditerranéenne d'Afrique du Nord. Chaque bloc d'ardoise mesure 1,60 m de haut pour 80 cm de large et 8 cm d'épaisseur.
Pour cette EarthCache, nous allons nous intéresser aux blocs d'ardoise extraits des carrières de Trélazé, en Anjou.
► De l'Ordovicien à l'orogénèse Hercynienne :
Le schiste ardoisier de Trélazé date de l'ère Paléozoïque (Primaire), période Ordovicien moyen (-465 à -455 millions d'années). Le Massif Armoricain est alors rattaché à un "super continent", le Gondwana, situé dans l'hémisphère sud de la Terre. La région du Massif Armoricain est immergée sous une mer tropicale. L'érosion des reliefs voisins de la mer Ordovicienne entraîne la formation de boues argileuses qui se déposent au fond de la mer en couches compactées par la pression et par le poids des sédiments supérieurs.
Des sédiments de sable et d'argiles continuèrent à s'accumuler pendant des millions d'années, et les couches initiales furent profondément enfouies sous des kilomètres de matière. Sous l'action du magma, leur composition se modifia : l'argile fut cristallisée et devint du schiste.
Quelques 150 millions d'années plus tard (du Dévonien au Permien), des mouvements tectoniques compressifs entraînent la formation de la chaîne montagneuse Hercynienne. Les roches métamorphiques ressurgirent. De très fortes pressions écrasèrent et laminèrent le schiste pour former l'ardoise telle qu'on l'a extraite des carrières de Trélazé.
► Le synclinal d'Angers :
Les mouvements tectoniques entraînèrent des plissements des couches de roche. Dans la région d'Angers, l'ensemble de plis est de convexité vers le bas (forme en creux) : le pli général est dit synforme. La série de couches âgées sont en-dessous des couches récentes : le synforme est donc un synclinal. Les schistes ordoviciens sont entourés par des grès armoricains à minerais de fer.
Les reliefs furent érodés et les veines d'ardoises sont affleurantes selon un alignement sud-est nord-ouest. Les synclinaux étant très redressés, les pendages sont quasiment à la verticale. Les carrières furent à ciel ouvert, dont certaines atteignant plus de 100 mètres de profondeur.
Coupe transversale du bassin d'Angers-Trélazé.
► Schiste ou ardoise ?
Les roches métamorphiques sont d'anciennes roches préexistantes (magmatiques, sédimentaires ou même métamorphiques) qui ont été transformées en profondeur par augmentation de pression et de température. Cette transformation, désignée sous le terme de métamorphisme, se traduit par une modification de la texture, de l'assemblage minéralogique à l'équilibre ou de la composition chimique de la roche. La roche originelle d'une roche métamorphique est appelée le protolithe. Les grands groupes de roches métamorphiques se répartissent entre les schistes, les gneiss, les marbres et les métabasites.
Les schistes sont des roches ayant pour particularité un aspect feuilleté, et de se débiter en plaques fines : on dit qu'elles présentent une schistosité. Lorsque cette schistosité est seulement due à la stratification (dépôts sédimentaires successifs en strates), on parle alors d'argile feuilletée (ou shale). Lorsque cette schistosité est due à la stratification et aux compressions formant des plis isoclinaux, on parle de schistes ardoisiers, ou ardoises. Les ardoises se distinguent par un grain très fin et par leur fissibilité.
► Composition minéralogique :
L'ardoise de Trélazé est composée à près de 99% de quartz et de silicate d'alumine. Ces minéraux sont recristallisés à la suite du métamorphisme. Elle comprend également de l'oxyde de titane lui donnant sa teinte bleutée, des chlorites en fine paillettes ou en micro-nodules, et des micas blancs brillants d'origine détritique.
Certains minéraux accessoires peuvent être localement présents, et pouvant altérer la qualité de l'ardoise :
- des carbonates : ils blanchissent l'ardoise par altération ;
- de la pyrite se présentant sous la forme de cristaux et composée d'oxyde de fer : elle peut provoquer des tâches et des coulures de rouille ;
- d'autres corps, minéraux de métamorphisme ou éléments antéschisteux (galets, fossiles, etc.) : la schistosité a tendance à les contourner.
► Granulométrie :
La granulométrie du quartz joue un rôle primordial dans la finesse de l'ardoise. L'ardoise de Trélazé est reconnue pour la finesse de son grain (de l'ordre de 10 à 20 µm, alors que les variétés plus grossières sont entre 30 et 60 µm).
► Schistosité :
L'ardoise a une structure feuilletée, en plaques fines. Les surfaces qui délimitent les feuillets sont appelés plans de schistosité, observables sur la tranche. Ils sont le résultat des contraintes tectoniques lors d'une orogénèse (processus de formation d'une chaîne de montagne), la température ne jouant ici qu'un rôle négligeable. Les minéraux de la roche sont réorientés et aplatis selon des plans privilégiés. De plus, de nouveaux minéraux sont cristallisés (ou recristallisés) avec une orientation selon ces mêmes plans : on parle ici de foliation. Les plans de schistosité sont perpendiculaires à la pression exercée.
L'écrasement a rendu la roche moins poreuse, plus compacte, avec une cohésion plus forte. Les blocs d'ardoise se débitent préférentiellement selon les plans de schistosité. Néanmoins, il s'agit d'une roche relativement tendre qui se raye facilement avec une pointe de fer.
0 ► Join to your log a photo that identifies you (face, GPS, nickname, etc.) in front of the Memorial steles.
1 ► Observe the schistosity planes on the slate blocks:
1a. What is the orientation (parallel, perpendicular, or inclined) of the schistosity planes with respect to the front faces, and with respect to the edges?
1b. Deduce why the steles were cut according to these cutting sections.
2 ► On the right stele, what do you observe under the area hidden on the photo below? What can we deduce from the composition of the slate block?
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The Memorial of Indre-et-Loire of fallen combatants in North Africa, inaugurated on October 16, 2014, is dedicated to the memory of the 187 Tourangeaux who died in North Africa between 1952 and 1963. It consists of three steles, each one being made of an engraved slate block. The top of the three assembled blocks reproduces the shape of the Mediterranean coast of North Africa. Each slate block measures 1.60 m high by 80 cm wide and 8 cm thick.
This EarthCache focus on the slate blocks extracted from the quarries of Trélazé, in Anjou.
► From Ordovician to the Hercynian orogenesis:
The Trélazé slate schist dates from the Paleozoic era (Primary), Middle Ordovician period (-465 to -455 million years). The Armorican Massif is then attached to a "super continent", Gondwana, located in the southern hemisphere of the Earth. The Armorican Massif region is immersed under a tropical sea. The erosion of the neighboring reliefs of the Ordovician Sea leads to the formation of clay mud which is deposited at the bottom of the sea in layers compacted by the pressure and the weight of the upper sediments.
Sediments of sand and clay continued to accumulate for millions of years, and the initial layers were deeply buried under kilometers of matter. Under the action of magma, their composition changed: the clay was crystallized and became shale.
Some 150 million years later (from the Devonian to the Permian), compressive tectonic movements lead to the formation of the Hercynian mountain range. The metamorphic rocks resurfaced. Very strong pressures crushed and laminated the shale to form the slate as it was extracted from the quarries of Trélazé.
► Angers syncline:
The tectonic movements caused folds of the rock layers. In the Angers region, the set of folds is downward convex (hollow shape): the general fold is said to be synformed. The series of old layers are below the recent layers: the synform is therefore a syncline. The Ordovician shales are surrounded by Armorican sandstones with iron ores.
The reliefs were eroded and the veins of slates are flush in a south-east north-west alignment. The synclines being very straightened, the dips are almost vertical. The quarries were open to the sky, some reaching more than 100 meters deep.
Cross section of the Angers-Trélazé basin.
► Shale or slate?
Metamorphic rocks are ancient pre-existing rocks (magmatic, sedimentary or even metamorphic) which have been transformed in depth by increasing pressure and temperature. This transformation, designated by the term of metamorphism, results in a modification of the texture, the mineralogical assembly at equilibrium or the chemical composition of the rock. The original rock of a metamorphic rock is called the protolith. The large groups of metamorphic rocks are distributed among shales, gneisses, marbles and metabasites.
Shales are rocks with the characteristic of a laminated appearance, and to be cut into thin plates: they are said to have a schistosity. When this schistosity is only due to stratification (successive sedimentary deposits in strata), this is called laminated clay. When this schistosity is due to stratification and compressions forming isoclinal folds, we speak of slates. Slates are distinguished by a very fine grain and by their fissibility.
► Mineralogical composition:
Trélazé slate is composed of almost 99% quartz and alumina silicate. These minerals are recrystallized following metamorphism. It also includes titanium oxide giving it its bluish tint, chlorites in fine flakes or micro-nodules, and shiny white micas of detrital origin.
Certain accessory minerals may be locally present, and may affect the quality of the slate:
- carbonates: they bleach the slate by weathering;
- pyrite in the form of crystals and composed of iron oxide: it can cause rust spots and streaks;
- other bodies, metamorphic minerals or antichistous elements (pebbles, fossils, etc.): schistosity tends to bypass them.
► Granulometry:
The grain size of quartz plays a key role in the fineness of the slate. Trélazé slate is known for its very fine grain (around 10 to 20 µm, while the coarser varieties are between 30 and 60 µm).
► Schistosity:
The slate has a laminated structure, in thin plates. The surfaces which delimit the sheets are called schistosity planes (or shale planes), observable on the edge. They are the result of tectonic constraints during an orogenesis (process of formation of a mountain chain), the temperature playing only a negligible role here. The rock minerals are reoriented and flattened according to privileged plans. In addition, new minerals are crystallized (or recrystallized) with an orientation according to these same planes: we speak here of foliation. The shale planes are perpendicular to the pressure exerted.
The constraints made the rock less porous, more compact, with stronger cohesion. The slate blocks preferentially flow according to the schistosity planes. Nevertheless, it is a relatively soft rock which is easily scratched with an iron point.
