Le quartzite de Tirlemont : s'est formé dans des lagunes, où le sable apporté par les rivières a été recouvert de tourbe. Des acides humiques ont infiltré la couche de sable, dissolvant les impuretés. Ainsi, un sable de quartz quasi pur, ou "sable blanc," s'est formé et a été cimenté par des eaux souterraines riches en silice, durcissant en quartzite sédimentaire. Géologiquement, les quartzites de Tirlemont appartiennent à la formation de Tirlemont, plus précisément à la "membre de Dormaal." Ils datent d'environ 55 millions d'années (Paléocène supérieur). Ils apparaissent sous forme de bancs de pierre d'une épaisseur pouvant atteindre un mètre. Une caractéristique typique de ces bancs de quartzit
e est leur surface lobée, à la fois en haut et en bas. C’est pour cette raison que les géologues francophones appellent ce quartzite "grès mamelonné" (pierre voluptueuse, en référence aux courbes du corps féminin).
Le quartzite de Tirlemont se trouve, en gros, dans le sous-sol entre la Petite et la Grande Gette. Overlaar et Rommersom sont les sites d'extraction les plus connus. Dans la littérature, on parle parfois de "quartzite de Rommersom" ou de "quartzite d'Overlaar," mais pour des raisons de commodité, les deux sont généralement regroupés sous le terme de quartzite de Tirlemont. En particulier, le quartzite de Wommersom, apprécié pour sa texture ressemblant à celle du silex, est considéré comme une variété distincte et très prisée. Ce type de roche se retrouve également plus à l'est (Zoutleeuw, Landen) et plus au sud (Jodoigne, Huppaye).
Il y a 10 000 ans, le quartzite de Tirlemont était déjà exploité pour fabriquer des outils et des armes. Dans les milieux archéologiques, le quartzite de Wommersom est bien connu : les pointes de flèches et outils préhistoriques les plus fins étaient fabriqués avec ce matériau. Le quartzite de Tirlemont servait également de pierre à aiguiser pour les haches et de meule pour le grain. Encore aujourd'hui, on trouve le quartzite de Tirlemont dans la région du Hageland sous forme de pavés brun-roux dans les chemins de campagne et comme pierre de construction dure dans les églises romanes et pré-gothiques, souvent en combinaison avec des pierres de Gobertange. On retrouve également le quartzite de Tirlemont dans des châteaux, des chapelles et des maisons ordinaires, souvent en socles ou dans des caves. À partir de 1300, la brique et la pierre de Gobertange furent de plus en plus utilisées, car le quartzite de Tirlemont était difficile à travailler. Jusqu'en 1950, il a encore été exploité comme pierre de pavage pour la construction de routes pavées. Le dernier site d’extraction connu était la carrière des frères Ausloos à Grand-Overlaar, entre Tirlemont et l’E40. Ce quartzite a été utilisé, entre autres, pour la construction de la chaussée reliant Scherpenheuvel à Diest dans les années 1930. Lors de la construction de l'autoroute en 1972, la carrière a été partiellement comblée.
Formation du quartzite :
Dans la plupart des cas, les quartzites sont des roches métamorphiques qui se sont formées par pression et élévation de température, souvent à grande profondeur dans la croûte terrestre, à partir de grès quartzitiques.
Dans ces conditions extrêmes de grande profondeur, les grains de sable individuels commencent à se recristalliser, s'adaptant littéralement aux conditions changeantes. Bien que le terme quartzite soit tout à fait correct pour désigner cette roche métamorphique, on trouve aussi dans la littérature le terme "métaquartzite" pour faire la distinction avec le quartzite diagénétique mentionné plus loin.
Lors de la recristallisation, la silice se dissout puis se dépose ailleurs, liant les grains de sable, qui sont en fait de petits fragments de cristaux de quartz. Dans les cristaux, les atomes constituants sont organisés selon un motif fixe, appelé réseau cristallin. Ainsi, les grains de sable sont des fragments de cristaux de quartz, et même dans ces petits grains, les atomes sont disposés de manière très serrée dans un motif fixe. Les grains de sable ont donc tous le potentiel de croître pour devenir des cristaux de quartz complets. Cependant, cela se produit rarement. En raison de l'agencement compact des grains dans le grès, ceux-ci se bloquent mutuellement dans leur croissance.
Le résultat est que les grains de sable, par la mobilité de la silice, se soudent étroitement pour former une roche très dense et dure.
En fonction de la pureté du grès - les couches de grès contiennent parfois des composants argileux et des fragments de feldspath - les quartzites qui se forment par métamorphisme contiennent parfois une assez grande quantité de mica, généralement sous forme de muscovite argentée. Les feuillets de mica sont orientés parallèlement, comme dans la plupart des roches métamorphiques. Les quartzites de ce type présentent souvent des faces de fracture avec une brillance marquée, due aux feuillets de mica qui se chevauchent en forme de tuiles. On appelle ces roches quartzite micacé. En raison de la présence de mica sur les plans de stratification, le quartzite micacé se fend facilement en grandes plaques fines. Il y a encore quelques années, le quartzite micacé était exploité à de nombreux endroits, notamment le quartzite d'Alta en Norvège, très connu. On en fabriquait des dalles de rue et de sol très résistantes à l'usure ou encore des marches capables de supporter de lourdes charges. Cependant, l'intérêt pour cette pierre naturelle a considérablement diminué ces dernières années, car même la pierre naturelle est soumise aux tendances de la mode.
Les quartzites se forment également de manière diagénétique, peu profondément dans la croûte terrestre, à partir de grès. Ici, la pression et la température jouent un rôle moindre, ce quartzite n'étant donc pas métamorphique. Par dissolution de la silice dans les eaux souterraines circulantes et redéposition dans les pores entre les grains de sable, ceux-ci finissent par être soudés de manière très compacte pour former une roche dense. Ces processus se produisent généralement dans des climats chauds et humides. Ce type de quartzite est courant sous forme de pierres erratiques et est également appelé "quartzite cimenté." Contrairement au véritable quartzite, il reste une roche sédimentaire. En raison de sa structure dense, le quartzite est souvent légèrement translucide. Les impuretés en fer donnent souvent aux pierres des couleurs jaunâtres, brunes et/ou rougeâtres. Les grès quartzitiques normaux et le quartzite diagénétique se fondent progressivement l'un dans l'autre.
Chronologie géologique du quartzite :
Le Paléocène supérieur est une période de l'histoire géologique qui s'étend d'environ 58 millions d'années à environ 56 millions d'années. Elle appartient à l'époque du Paléocène, qui est la première période du Cénozoïque (l'ère dans laquelle nous vivons actuellement).
Pendant le Paléocène supérieur, plusieurs événements importants se sont produits sur Terre. L'un des plus marquants fut la transition du Paléocène à l'Éocène, une période connue sous le nom de Maximum Thermique du Paléocène-Éocène (PETM). Au cours de cette transition, la Terre a connu un réchauffement soudain et spectaculaire, entraînant une augmentation significative des températures mondiales. Cela a conduit à des changements majeurs dans le climat et le milieu marin, avec des impacts possibles sur la vie marine et les écosystèmes à travers le monde.
Le Paléocène supérieur a également été une époque de grande expansion évolutive pour les mammifères. De nombreux groupes de mammifères modernes ont commencé à se diversifier et à prospérer, y compris les primates, les ongulés, les rongeurs et les carnivores. Cette période marque donc une phase importante dans l'évolution des mammifères après l'extinction des dinosaures à la fin du Crétacé.
En termes de formations géologiques et de dépôts, de nombreux fossiles et couches sédimentaires datant du Paléocène supérieur ont été découverts dans le monde entier. Ces découvertes aident les scientifiques à mieux comprendre les conditions et les événements qui se sont déroulés au cours de cette période de l'histoire de la Terre.
Les fossiles et le quartzite de Tirlemont ont une relation intéressante, car ce quartzite, provenant de la région autour de Tirlemont en Belgique, est d'origine sédimentaire et date du Paléocène supérieur, il y a environ 55 millions d'années. Cette roche s'est initialement formée à partir de sable riche en quartz, déposé dans des lagunes par les rivières, et durci au fil des millions d'années par l'infiltration de silice dans les couches de sable. Bien que le quartzite lui-même ne contienne généralement pas de fossiles, les couches sédimentaires environnantes peuvent, quant à elles, contenir des traces de vie de cette époque.
Fossiles et contexte géologique du Paléocène supérieur
Au cours de la période du Paléocène supérieur, pendant laquelle le quartzite de Tirlemont s'est formé, la vie marine et les premiers mammifères prospéraient déjà, les dinosaures ayant disparu à la fin du Crétacé des millions d'années auparavant. À cette époque, il existait diverses espèces de mollusques, de poissons et même des formes primitives de mammifères. Dans les couches de grès qui entourent le quartzite, telles que les argilites ou les grès moins consolidés, il est parfois possible de trouver des fossiles de cette vie marine et de restes de plantes de cette période.
Le quartzite de Tirlemont dans les découvertes archéologiques
Le quartzite de Tirlemont était déjà utilisé il y a environ 10 000 ans pour fabriquer des outils. Une variété spécifique, le quartzite de Wommersom, est connue pour sa texture fine, idéale pour la production d'outils tranchants tels que des pointes de flèches et des grattoirs. Cette texture fine en faisait un matériau très prisé pour fabriquer des outils de précision, et les découvertes archéologiques montrent que les premières communautés humaines l'utilisaient pour produire à la fois des outils et des armes.
Ainsi, le quartzite de Tirlemont a une double importance, à la fois géologique et culturelle, bien que les fossiles soient généralement absents dans la roche elle-même. Cependant, les dépôts sédimentaires environnants peuvent parfois contenir des traces fossiles, offrant un aperçu de la vie présente à l’époque de la formation du quartzite.
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