Parc géologique - Geological park
Métamorphisme - Metamorphism
Le parc géologique de l’école des Semailles de Blainville a été créé en 2006 pour sensibiliser les jeunes aux ressources naturelles, à la géologie et aux emplois qu’offre ce domaine.
Un ensemble de bloc rocheux est exposé sur une distance d’une vingtaine de mètres. Ces blocs rocheux proviennent d’exploitations minières du Québec et ont été offerts par diverses compagnie. On y trouve de l’or, de l’argent, du cuivre, du zinc, du fer et divers minéraux. Voilà de quoi attiser votre curiosité.
En comparant deux blocs de roches carbonatées, nous vous proposons au travers de cette cache de découvrir ce qu’est le métamorphisme.
The geological park at the École des Semailles in Blainville was created in 2006 to raise young people's awareness of natural resources, geology and the jobs available in this field.
A set of boulders are displayed over a distance of some twenty meters. The boulders come from Quebec mining operations and have been donated by various companies. You'll find gold, silver, copper, zinc, iron and other minerals. Here's something to pique your curiosity.
By comparing two boulders of carbonate rock, we invite you to discover what the process of metamorphism is all about.
Pour valider la cache - Logging requirements
Repérez les deux blocs rocheux qui sont masqués sur la photo ci-dessous. Un panneau indique que le bloc A est un calcaire récifal fossilifère. Un autre panneau indique que le bloc B est un marbre calcitique.
Spot the two boulders that are masked on the photo below. A sign indicates that boulder A is a fossiliferous reef limestone (calcaire récifal fossilifère). Another sign indicates that boulder B is a calcitic marble (marbre calcitique).
Travail à effectuer
- Décrivez sommairement que vous voyez à la surface de la roche des blocs A et B (couleurs, textures, présence de fossiles, grains et cristaux, etc.)
- En vous aidant de la classification de Dunham donnée dans la description de cette cache, comment classeriez-vous la roche de ces deux blocs ?
- En supposant que la roche du bloc B soit le résultat d’un métamorphisme appliqué à la roche du bloc A, quelles modifications a-t-elle subies et quels mécanismes sont entrés en jeu ?
- Une photo de vous, ou d’un objet caractéristique vous appartenant, prise dans les environs immédiats (pas de photo « d’archive » svp) est à joindre soit en commentaire, soit 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.
Marquez cette cache « Trouvée » et envoyez-nous vos propositions de réponse. Nous vous répondrons.
Homework
- Briefly describe what you see on the surface of boulders A and B (colors, textures, presence of fossils, grains and crystals, etc.).
- Based on Dunham's classification given in the description of this cache, how would you classify the rock in these two boulders?
- Assuming that the rock in boulder B is the result of metamorphism applied to the rock in boulder A, what changes did it undergo, and what mechanisms were involved?
- A picture of you or something else personnal taken in the immediate aera (no "stock" photos please) is to be attached either as a 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.
Log this cache "Found it", and send us your answers. We will answer you.
Quelques concepts / Few concepts
Métamorphisme
Le métamorphisme est un processus de modification minéralogique et structurale des roches solides. Cette transformation est principalement due à un changement de la température et de la pression exercé sur ces roches. Il en résulte une modification de leurs minéreaux qui est appelée recristallisation.
Il existe plusieurs types de métamorphismes que nous n’allons pas détailler dans cette description. Celui qui nous intéresse pour l’occasion, appelé métamorphisme régional, est le plus souvent à l’origine de la transformation de roches carbonatées sédimentaires en marbre.
Metamorphism
Metamorphism is a process of mineralogical and structural modification of solid rock. This transformation is mainly due to a change in the temperature and pressure applied to these rocks. The result is a change in their mineral content, known as recrystallization.
There are many different types of metamorphism, which we won't go into here. The one that interests us here, called regional metamorphism, is most often responsible for transforming sedimentary carbonate rocks into marble.
- - -
Fossile
Un fossile est une trace de vie qui a bien souvent été préservée dans des roches sédimentaires qui se sont formées avant la période géologique actuelle. Il peut s'agir d’os, de coquilles, d'excréments, de galeries, de morceaux de bois, de pollens, de traces de pas, etc., mais aussi les empreintes et les moules de leur forme physique.
1. Mollusques bivalves - Bivalve molluscs. - 2. Mollusque céphalopode (orthocère) - Cephalopod mollusc (orthoceras). - 3. Echinodermes (débris de crinoïdes) - Echinoderms (Crinoid debris). - 4. Arthropode (trilobite) - Arthopod (trilobite).
Fossil
A fossil is a trace of life that has often been preserved in sedimentary rocks that formed before the present geological period. It can be bines, shells, excrement, galleries, pieces of wood, pollen, footprints, etc., but also imprints and moulds of their physical form.
- - -
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.
- - -
Classification des roches carbonatées
Il existe principalement deux classifications des roches carbonatées. Celle de Folk (1959), basée sur la composition de la roche et celle de Dunham (1962), qui concerne la disposition des composants de la roche. Pour les besoins de cette cache, seule celle de Dunham sera détaillée. Comme mentionné, elle concerne la disposition des composants de la roche, reflétant l’arrangement lors du dépôt et donnant ainsi l’énergie du milieu de dépôt. On distingue trois critères essentiels :
- présence ou absence de boue carbonatée (boue<20µm) ;
- proportion de grains (fossiles, débris de fossiles ou plus largement tout ce qui n’est pas une boue) présents dans la roche (>20µm) ;
- éléments indiquant que les sédiments étaient liés à des composés organiques au moment de leur dépôt.
Cette classification distingue six catégories : mudstone, wackestone, packstone, grainstone, boundstone et crystalline. Depuis 1962, cette classification a été complétée par les termes floatstone, rudstone, framestone, bindstone, bafflestone… que nous ne développerons pas dans cette description.
Carbonate rocks classification
There are two main classifications of carbonate rocks. Folk's (1959), based on rock composition, and Dunham's (1962), which refers to the arrangement of rock components.
For the purposes of this cache, only Dunham's classification will be used in the paragraph dedicated to this particular rock, called Portoro.
You've read it: Dunham's classification refers to the arrangement of the rock's components, which reflects the arrangement during deposition and thus gives the energy of the depositional environment. There are three essential criteria:
- presence or absence of carbonate mud (mud<20µm);
- proportion of grains present in the rock (>20µm);
- evidence that the sediments were bound to organic compounds at the time of deposition.
This classification has six categories: mudstone, wackestone, packstone, grainstone, boundstone and crystalline. Since 1962, this classification has been completed by the terms floatstone, rudstone, framestone, bindstone, bafflestone ... that we will not develop in this description!
- - -
Marbre
Ce qui est appelée marbre peut avoir plusieurs sens.
Dans le domaine de la géologie, il s’agit d’une roche sédimentaire carbonatée qui a subi un métamorphisme. Le métamorphisme a provoqué une recristallisation variable (+/- hautes pressions et +/- hautes températures) des grains minéraux carbonatés d'origine, le plus souvent de la calcite ou de la dolomite. La roche qui en résulte est généralement composée d'une mosaïque imbriquée de cristaux de carbonate. Les textures et structures sédimentaires primaires de la roche carbonatée d'origine ont généralement été modifiées ou détruites.
Le marbre même très fortement cristallin est rarement d’un blanc pur. En fonction du matériau d’origine ou par la suite d’incorporation de substances étrangères lors du métamorphisme, le marbre présente habituellement un aspect rubané, veiné, flammé, tacheté ou marbré. Tous les tons et toutes les nuances sont possibles, les sédiments qui se sont déposés à un certain endroit à un certain moment définissent la couleur.
Avant le métamorphisme, la calcite contenue dans le calcaire se présente souvent sous la forme de matériaux fossiles « lithifiés » (lithification = processus de transformation d'un sédiment non consolidé en roche) et de débris biologiques. Au cours du métamorphisme, cette calcite se recristallise et la texture de la roche change. La recristallisation entraîne la disparition (sauf dans de rares cas) des fossiles d'origine.
En dehors du domaine de la géologie, on ne s’embête pas vraiment avec toutes ces considérations. Tout ce qui est suffisamment dur pour être poli et qui brille est qualifié de marbre. C’est simple, mais pas forcément juste.
1. Marbre blanchâtre brut. - 2. Marbre blanc poli (presque) sans impuretés. 3. Marbre gris poli (blanc avec impuretés). - 4. Marbre rouge.
1. Rough whitish marble. - 2. Polished white marble (almost) free of impurities. 3. Polished grey marble (white with impurities). - 4. Red marble.
Marble
What is called marble can have many meanings.
In the field of geology, it's a carbonate sedimentary rock that has undergone metamorphism. Metamorphism leads to variable re-crystallization (+/- high pressure and +/- high temperature) of the original carbonate mineral grains, usually calcite or dolomite. The resulting rock is generally made up of an interlocking mosaic of carbonate crystals. The primary textures and sedimentary structures of the original carbonate rock have generally been altered or destroyed.
Even highly crystalline marble is rarely pure white. Depending on the original material or the addition of foreign substances during metamorphism, marble usually has a ribboned, veined, flamed, mottled or marbled appearance. All tones and shades are possible, the sediments deposited in a certain place at a certain time defining the color.
Before metamorphism, the calcite in limestone is often in the form of “lithified” fossil material (lithification = the process of transforming unconsolidated sediment into rock) and biological debris. During metamorphism, this calcite recrystallizes and the texture of the rock changes. Recrystallization leads to the loss (except in rare cases) of the original fossils.
Outside the field of geology, there's really no need to bother with all these considerations. Anything that's hard enough to be polished and that shines is called marble. Simple, but not necessarily right.
Sources :
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
Garanti sans IA - Guaranteed AI-free