VERTe comme la peau d'un serpent : la Serpentine
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Parcours traversant un Site Naturel d'Intérêt Régional
Route through a Natural Site of Regional Interest.
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La Commune de la Roche l'Abeille accueille un des sites naturels les plus remarquables de notre département : la lande à serpentine, une roche qui est apparue dans le fond des océans il y a 300 millions d'années. Cette particularité géologique influe directement sur la flore.
Lande de Saint-Laurent
Le sous-sol de la lande de Saint-Laurent que vous allez traverser est constitué d’une roche peu acide contrairement au granit de la région. C'est une roche zébrée et verte qui ressemble à de la peau de reptile. Ces landes serpentinicoles représentent des écosystèmes très originaux et qui recèlent un patrimoine biologique d’une grande rareté. Vous pouvez la découvrir en complément de cette earthcache, grâce à un sentier d’interprétation dont le fil conducteur est le pastoralisme.
La serpentinite : toute une famille de minéraux
La serpentine est une famille minérale faisant partie du groupe des silicates et du sous-groupe des phyllosilicates. Cette famille se compose de plus de 20 membres. Ce nom résulte de leur couleur généralement verte et de leur aspect écailleux, voire soyeux, qui rappelle la peau des serpents.
Les minéraux de la famille serpentine cristallisent sous forme de masse microcristalline compacte ou en agrégats fibreux. Du fait de la diversité minéralogique, les serpentines peuvent présenter une large gamme de couleurs, opaques ou translucides.
En géologie, le manteau est la couche située entre le noyau terrestre en fusion et la croûte, partie solide et superficielle de la Terre. Il est en général recouvert de la croûte continentale (plusieurs dizaines de kilomètres d’épaisseur) ou de la croûte océanique volcanique (quelques kilomètres seulement). D’une épaisseur de 2900 kilomètres, le manteau représente environ 70% de la masse du Globe. Sur les premiers 400 kilomètres, le manteau est constitué d’un assemblage de minéraux dominé par l’olivine, également appelée péridot. Cet assemblage de minéraux est appelé péridotite.
L’olivine est constituée d’un réseau d’atomes de silice et d’oxygène (c’est ce qu’on appelle un silicate), sur lequel s’organisent des atomes de magnésium et, en moindre quantité, de fer. Sa formule est : (Mg,Fe)2SiO4. Les péridotites contiennent aussi, en proportions plus faibles, d’autres silicates de fer-magnésium appelés pyroxènes, et des oxydes riches en chrome et en aluminium, les spinelles.
Serpentine - La Roche-Labeille
La serpentinisation, quand le manteau terrestre rencontre l’eau de mer…
La serpentine est le résultat d'un processus d'altération des péridotites par l'eau de mer. Ces roches profondes ne sont généralement pas en contact avec l'eau de mer, sauf dans certains contextes particuliers, notamment celui de failles dans la croûte océanique au niveau des dorsales. Nous avons vu que la croûte des océans est mince et ces failles, en plongeant profondément dans le manteau, sont capables de remonter des péridotites et de les exhumer sur le plancher océanique. Lors de cette remontée, les roches du manteau vont entrer en contact avec l'eau de mer. L'eau va alors réagir avec l'olivine et les pyroxènes contenus dans les péridotites. Ce processus d'altération appelé serpentinisation va alors produire principalement de la serpentine ainsi que de petites quantités de brucite et de magnétite.
Formation de la serpentine
La réaction de serpentinisation est associée également à un dégagement de dihydrogène. Il s'agit d'une réaction exothermique significative, c'est-à-dire produisant une quantité assez importante de chaleur. La chaleur dégagée par la serpentinisation complète de 1 kg de péridotite est de 250000 Joules, de quoi élever la température d’un litre d’eau d’environ 50 degrés dans des conditions de température et de pression ordinaires.
Cette réaction est également associée à un changement des propriétés physiques de la roche. Le processus d'hydratation fait ainsi augmenter le volume de la roche jusqu'à 30 %, en association avec une diminution de la densité assez importante. En accord avec ce changement, la vitesse des ondes sismiques diminue. La serpentine étant également moins résistante que l'olivine ou les pyroxènes, la présence de minéraux de serpentine dans une roche diminue de façon significative la résistance de la roche à la déformation et peuvent en particulier faciliter le mouvement sur les failles.
La serpentine est un silicate magnésien riche en eau, dont la formule est : Mg3Si2O5(OH)4. La serpentine peut également contenir du fer, mais en quantités très faibles.
La formation de magnétite au cours de la serpentinisation s’accompagne d’une forte augmentation de sa capacité à s’aimanter.
En fonction de la quantité d'eau disponible, la réaction de serpentinisation peut être totale ou partielle. On obtient ainsi des serpentinites avec différents degrés de serpentinisation, dépendant de leur proportion en serpentine.
La réaction de serpentinisation est notamment réversible. En effet, la serpentine n'est pas stable à haute température. La limite de stabilité dépend du minéral de serpentine en question. L'antigorite, par exemple, est stable jusqu'à 600 °C, alors que la lizardite ou le chrysotile ne sont stables que jusqu'à des températures de l'ordre de 400 °C. Au delà de cette limite, la serpentine se déshydrate et se transforme à nouveau en olivine et pyroxène.
Déblais de la carrière
Utilisation de la serpentine - Amiante
Leurs coloris délicats, leur aspect translucide et leur relative tendreté font que les serpentines peuvent être utilisées en joaillerie, notamment les antigorites, pour la confection de bijoux.
Le chrysotile, quant à lui, est un minéral fibreux et ininflammable. Également appelé amiante blanc, ce minéral de la famille des serpentines possède de nombreuses propriétés qui en ont fait le principal type d'amiante utilisé dans les secteurs industriels, notamment dans la production de ciments, de joints et de garnitures à haute température. Toutefois, sa dangerosité en tant que cancérogène a abouti à l'interdiction de son utilisation en France en 1997.
L'amiante avait attiré l'attention de certains industriels à la fin du xixe siècle pour sa résistance à la chaleur, au feu, à la tension, aux agressions électriques et chimiques, ainsi que pour son pouvoir absorbant. Vous vous trouvez au coeur d'une ancienne carrière de serpentine exploitée durant la seconde guerre mondiale pour en tirer de l'amiante "blanche". Près de 300 tonnes de ce minéral furent extraites du site, essentiellement à la main.
L'ancienne carrière
Références bibliographiques
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Bulletin de la Société Royale de Botanique de Belgique T. 99, Fasc. 2 (1966), P. Duvigneau - Published By: Royal Botanical Society of Belgium
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Espaces Naturels du Limousin, Chabrol l., .- 740000068, Serpentine de saint-Laurent. - INPN, SPN-MNHN Paris, 33P
- Modelés de détail et microformes dans les roches vertes en Limousin - Bruno Labidoire - Norois Année 1993 159 pp. 506-512
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La collection Masson/Dunod) : Massif central Limousin Auvergne de A. de Goër - 1978
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Patrimoine géologique du Limousin, de la roche au paysage - Presses universitaires de Limoges - Hubert BRIL, Jean-Pierre FLOC'H - 2018
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Géologie du Limousin - hachette livre / bnf - E BARRET - 2016
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Curiosités géologiques Haute-Vienne Limousin - Editions BRGM - 2017
- Promenades géologiques Biotope édition. Lyon 2013
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Pour valider votre découverte, vous devrez :
1. Loguer cette cache "Found it"2. M'envoyer vos réponses aux questions suivantes, soit via mon profil, soit via la messagerie geocaching.com (Message Center).
Q1 : quel minéral très répandu sur Terre est indispensable à la création de la serpentine ?
Q2 : citez deux phénomènes qui accompagnent la formation de la serpentine.
Q3 : quel phénomène se produit si l'on chauffe de la serpentine de ce site à plus de 400 °C ?
Q4 : aux waypoints 1 et 2, quel phénomène observez-vous sur les affleurements de la roche qui constitue le sol de la lande ?
Q5 : Quel est le nom commun du minéral qui a fait l'objet d'une extraction minière ici au milieu du siècle dernier ?
3. Poster une photo-preuve de votre passage sur le site sans dévoiler les réponses aux questions.
Je vous suggère pour cela une photo pointant du doigt le panneau indiquant l'entrée de la carrière (WP 3).
Je vous contacterai en cas de problème. Tout log non suivi des réponses sera effacé.
Pourquoi "VERT" ?
Ma première cache posée (GC3VHY2) était une boîte verte, avec un stylo vert, un log book vert et des objets d'échange verts. Ainsi est née l'idée de placer les caches qui ont suivi sous le signe du "VERT" et de proposer un défi consistant à y déposer de préférence des objets "VERTs". Ce défi ne peut malheureusement pas concerner les earthcaches.
Note : some parts are written with the help of automatic translator. Technical vocabulary issues may occure
La Roche l'Abeille is the home to one of the most remarkable natural sites in our department: the serpentine moor, a rock that appeared on the ocean floor 300 million years ago. This geological peculiarity directly affects the flora.
Lande de Saint-Laurent
The subsoil of the Saint-Laurent heath that you will cross is made of low-acid rock unlike the granite of the region. It is a green, zebra rock that looks like reptile skin. These serpentine heaths represent very original ecosystems and contain a biological heritage of great rarity. You can discover it in addition to this earthcache, thanks to an interpretive path whose common thread is pastoralism.
Serpentinite: a whole family of minerals
Serpentine is a mineral family that is part of the silicate group and the phyllosilicate subgroup. This family consists of more than 20 members. This name results from their generally green colour and their scaly, even silky appearance, which reminds the skin of snakes.
The minerals of the serpentine family crystallize as a compact microcrystalline mass or as fibrous aggregates. Due to the mineralogical diversity, serpentines can have a wide range of colors, opaque or translucent.
In geology, the mantle is the layer between the molten Earth core and the crust, the solid and superficial part of the Earth. It is generally covered by the continental crust (several tens of kilometres thick) or the volcanic oceanic crust (only a few kilometres). With a thickness of 2,900 kilometres, the mantle represents about 70% of the Globe’s mass. Over the first 400 kilometres, the mantle consists of an assemblage of minerals dominated by olivine, also called peridot. This mineral assembly is called peridotite.
Olivine consists of a network of atoms of silica and oxygen (this is called a silicate), on which are organized atoms of magnesium and, in lesser quantities, of iron. Its formula is: (Mg,Fe)2SiO4. Peridotites also contain, in lower proportions, other iron-magnesium silicates called pyroxenes, and oxides rich in chromium and aluminum, spinels.
Serpentine - La Roche-Labeille
Serpentinization, when the earth’s mantle meets seawater…
Serpentine is the result of a process of alteration of peridotites by seawater. These deep rocks are generally not in contact with seawater, except in specific contexts, such as faults in the oceanic crust at the dorsal level. We have seen that the crust of the oceans is thin and these faults, by diving deep into the mantle, are able to raise peridotites and exhume them on the ocean floor. During this ascent, the rocks of the mantle will come into contact with seawater. The water will then react with the olivine and pyroxenes contained in the peridotites. This process of alteration called serpentinization will then produce mainly serpentine as well as small amounts of brucite and magnetite.
Formation of the serpentine
The serpentinization reaction is also associated with the release of dihydrogen. It is a significant exothermic reaction, that is, it produces a fairly large amount of heat. The heat generated by the complete serpentinization of 1 kg of peridotite is 250,000 Joules, enough to raise the temperature of one liter of water by about 50 degrees under ordinary temperature and pressure conditions.
This reaction is also associated with a change in the physical properties of the rock. The hydration process thus increases the volume of the rock by up to 30%, in association with a significant decrease in density. In accordance with this change, the speed of the seismic waves decreases. Because serpentine is also less resistant than olivine or pyroxenes, the presence of serpentine minerals in a rock significantly decreases the resistance of the rock to deformation and can especially facilitate movement on faults.
Serpentine is a water-rich magnesium silicate with the formula Mg3Si2O5(OH)4. Serpentine may also contain iron, but in very small quantities.
The formation of magnetite during serpentinization is accompanied by a strong increase in its capacity to magnetize.
Degree of serpentinization and stability of serpentine
Depending on the amount of water available, the serpentinization reaction may be total or partial. We thus obtain serpentinites with different degrees of serpentinization, depending on their proportion in serpentine.
The serpentine reaction is particularly reversible. Indeed, the serpentine is not stable at high temperature. The stability limit depends on the serpentine mineral in question. The antigorite, for example, is stable up to 600°C, while lizardite or chrysotile are stable only up to temperatures of the order of 400°C. Beyond this limit, serpentine dehydrates and transforms again into olivine and pyroxene.
Quarry spoil
Use of serpentine - Asbestos
Their delicate colours, translucent appearance and relative tenderness mean that serpentines can be used in jewellery, particularly antigorites, for jewellery.
Chrysotile, on the other hand, is a fibrous and non-flammable mineral. Also known as white asbestos, this mineral in the serpentine family has many properties that have made it the main type of asbestos used in industrial sectors, particularly in the production of cements, joints and trimmings at high temperatures. However, its dangerousness as a carcinogen led to the prohibition of its use in France in 1997.
Asbestos attracted the attention of some industrialists at the end of the 19th century for its resistance to heat, fire, tension, electrical and chemical aggression, as well as for its absorbent power. You are in the heart of an old serpentine quarry exploited during the Second World War to extract "white" asbestos. Nearly 300 tons of this mineral were extracted from the site, mainly by hand.
Old quarry
Bibliographic references
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Bulletin de la Société Royale de Botanique de Belgique T. 99, Fasc. 2 (1966), P. Duvigneau - Published By: Royal Botanical Society of Belgium
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Espaces Naturels du Limousin, Chabrol l., .- 740000068, Serpentine de saint-Laurent. - INPN, SPN-MNHN Paris, 33P
- Modelés de détail et microformes dans les roches vertes en Limousin - Bruno Labidoire - Norois Année 1993 159 pp. 506-512
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La collection Masson/Dunod) : Massif central Limousin Auvergne de A. de Goër - 1978
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Patrimoine géologique du Limousin, de la roche au paysage - Presses universitaires de Limoges - Hubert BRIL, Jean-Pierre FLOC'H - 2018
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Géologie du Limousin - hachette livre / bnf - E BARRET - 2016
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Curiosités géologiques Haute-Vienne Limousin - Editions BRGM - 2017
- Promenades géologiques Biotope édition. Lyon 2013
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To validate your discovery, you will need to:
1. Log this cache "Found it"
2. Send me your answers to the following questions, either via my profile or via geocaching.com (Message Center).
Q1: Which highly coated mineral on Earth is essential to the creation of serpentine?
Q2: Cite two phenomena that accompany the formation of serpentine
Q3: What happens if you heat serpentine from this site to over 400°C?
Q4: At waypoints 1 and 2, what phenomenon do you observe on the outcrops of the rock that forms the soil of the moor?
Q5: What is the common name of the mineral that was mined here in the middle of the last century?
3. Post a photo-proof of your visit to the site without revealing the answers to the questions.
I suggest that you take a picture pointing to the sign indicating the entrance to the quarry (WP 3).
I will contact you in case of issue. Any log not followed by the answers will be erased.
Why "VERT" ?
My first geocache ( GC3VHY2) was a green box, with a green pen, a green log book and green items for exchange. So was born the idea to place the caches which followed under the sign of the "VERT" ("GREEN" in French) and to propose a game consisting in depositing there rather "VERT" objects. This game cannot unfortunately concern the earthcaches.
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