LES GRES DE LA CARRIERE SIMON
Definition : Le grès est une roche sédimentaire détritique issue de l’agrégation de grains de taille majoritairement sableuse (0,063 mm à 2 mm) et consolidé lors de la diagenèse. Les grains qui constituent le grès sont généralement issus de l'érosion de roches préexistantes, qui déterminent en grande partie sa composition, principalement constituée de quartz et feldspath. Selon le degré de cimentation et sa composition, il peut former une roche très friable ou cohérente.
La définition du grès repose sur une combinaison de critères texturaux et compositionnels. On le considère communément comme une roche sédimentaire, dont les grains ont la granulométrie des sables, et une nature détritique terrigène et non carbonatée, c'est-à-dire qu'ils proviennent de la décomposition d'une roche préexistante.
Formation du grès : La diagénèse
La sédimentation est un processus géologique qui permet la formation des roches sédimentaires de nature variée. Les roches sédimentaires résultent de l’accumulation de sédiments variés (morceaux de roches, particules, débris de coquilles, etc.) et/ou de précipitations à partir d’ions dissous.
La diagenèse est l’ensemble des processus physiques, chimiques et biologiques qui transforment des sédiments meubles en roches sédimentaires après leur dépôt, sans atteindre les conditions du métamorphisme.
Elle commence dès l’enfouissement des sédiments sous de nouvelles couches. La pression augmente et provoque le compactage, qui réduit les vides entre les grains. L'eau interstitielle est expulsée.
Ensuite intervient la cimentation : des minéraux dissous (calcite, silice, oxydes ferriques…) précipitent et soudent les grains entre eux.
Des transformations chimiques peuvent aussi se produire : c’est la recristallisation ou la dissolution de certains minéraux, modifiant la texture de la roche.
La diagenèse se produit à basses températures et pressions, générant les premiers kilomètres de la surface terrestre.
Composition : Les grains (donnant un toucher granuleux à la roche) et le ciment entre ces grains peuvent avoir une composition différente selon l’origine et l’histoire de ce grès. Les dépôts successifs de sable se retrouvent dans la stratification du grès. Les grès sont des compositions de diffèrents éléments.
Le ciment et les éléments accessoires donnent à la roche sa couleur : la teinte jaune, orange, brun, rouge est fonction de la présence d'oxyde de fer (limonite, hématite) ; la teinte verdâtre tient à la présence de chlorite, la teinte noire à des oxydes de manganèse ou à de la matière organique, la teinte grise provient de débris de roches sombres.
Grès jaune
Grès rouge
Grès vert
Géologie : Les grès de la carriere Simon viennent du Trias inferieur et plus particulierement dans la zone du Buntsandstein superieur et moyen, soit il y a environ 250 millions d'années. Le terme grès bigarré, ou Buntsandstein, est quelque peu trompeur, puisqu'il ne désigne pas vraiment un type de roche (un grès de différentes teintes), mais une formation géologique, épaisse souvent de plusieurs centaines de mètres, qui comporte surtout du grès. La periode géologique s'etend du Lopingien au Trias moyen
Coupe géologique d'un puit :
Au niveau du puit Simon numéro 4 , nous pouvons observer le grès vosgien sur presque 100 mètres d'epaisseur avant d'atteindre les veines de charbon
Types de roches retrouvées lors de sondages de la couche de grès :
Observons alors plus finement les types de roches grèseuses découvertes sur un forage.
Exemples de roches :
1. Un poudingue est une roche sédimentaire détritique consolidée, constituée de débris arrondis, qui sont d'anciens galets ayant subi un transport sur une certaine distance dans des rivières ou sur un littoral
2. Un schiste est une roche qui a pour particularité d'avoir un aspect feuilleté et de se débiter en plaques fines ou « feuillets rocheux » : on dit qu'elle présente une schistosité. Il peut s'agir d'une roche sédimentaire argileuse ou d'une roche métamorphique. Quand celle-ci est purement sédimentaire, les géologues préfèrent utiliser les termes argilite
3. Les grès rouges : Les nouveaux grès rouges sont un faciès de sédiments continentaux de couleur rouge,qualifiant une succession de roches sédimentaires détritiques à dominante gréseuse datée du Permien et du Trias.
Ce faciès présente habituellement une matrice ferrugineuse (hématite) lui donnant une couleur rouge
4. Schiste houiller. Varieté de schiste comportant de la houille. La houille est une roche carbonée sédimentaire correspondant à une qualité spécifique de charbon, intermédiaire entre le lignite et l'anthracite (soit 80 à 90 % de carbone). De couleur noirâtre, elle provient de la carbonisation d'organismes végétaux et peut donc servir de combustible fossile.
LES QUESTIONS
Question 1 : Expliquez le principe de la diagénèse.
Question 2 :Aux coordonnées vous observez deux socles rocheux aux panneaux informationnels.
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Touchez la roche, est elle lisse ou rugueuse , sa structure est elle uniforme ? Pouvez vous observer des cristaux, des inclusions à l'interieur à l'oeil nu ? Est elle friable ou solide ?
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que constatez vous comme diffèrences entre les deux socles rocheux. Quelle hypothese concernant cette différence ?
Question 3 : En vous aidant de l'analyse du sondage , de quelles couches viendraient ces blocs ?
Expliquez pourquoi.
Question 4 : Sur les panneaux d'information .
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Ces roches proviennent elles forcement de la carriere Simon ?
Une photo de vous (votre visage ne doit pas forcement apparaitre) ou de votre pseudo aux coorodnnées est requise
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ENGLISH
THE SANDSTONES OF THE SIMON QUARRY
Definition: Sandstone is a detrital sedimentary rock formed from the aggregation of predominantly sandy grains (0.063 mm to 2 mm) consolidated during diagenesis. The grains that constitute sandstone generally originate from the erosion of pre-existing rocks, which largely determine its composition, primarily composed of quartz and feldspar. Depending on the degree of cementation and its composition, it can form a very friable or coherent rock.
The definition of sandstone is based on a combination of textural and compositional criteria. It is commonly considered a sedimentary rock, whose grains have the grain size of sands and are terrigenous and non-carbonate detrital in nature, meaning they originate from the decomposition of a pre-existing rock.
Sandstone Formation: Diagenesis
Sedimentation is a geological process that allows the formation of sedimentary rocks of various types. Sedimentary rocks result from the accumulation of various sediments (rock fragments, particles, shell fragments, etc.) and/or precipitation from dissolved ions.
Diagenesis is the set of physical, chemical, and biological processes that transform loose sediments into sedimentary rocks after their deposition, without reaching the conditions of metamorphism.
It begins as soon as sediments are buried under new layers. Pressure increases and causes compaction, which reduces the voids between the grains. Interstitial water is expelled.
Next, cementation occurs: dissolved minerals (calcite, silica, ferric oxides, etc.) precipitate and bind the grains together.
Chemical transformations can also occur: this is the recrystallization or dissolution of certain minerals, modifying the rock's texture. Diagenesis occurs at low temperatures and pressures, forming the first few kilometers of the Earth's surface.
Composition: The grains (giving the rock a granular texture) and the cement between these grains can have a different composition depending on the origin and history of the sandstone. Successive sand deposits are found in the sandstone's stratification. Sandstones are composed of different elements.
The cement and accessory elements give the rock its color: yellow, orange, brown, and red hues depend on the presence of iron oxide (limonite, hematite); a greenish hue is due to the presence of chlorite; a black hue to manganese oxides or organic matter; and a gray hue comes from debris of dark rocks.
Yellow sandstone
Red sandstone
Green sandstone
Geology: The sandstones from the Simon quarry come from the Lower Triassic period, specifically from the Upper and Middle Buntsandstein zone, approximately 250 million years ago. The term variegated sandstone, or Buntsandstein, is somewhat misleading, as it doesn't actually refer to a type of rock (a sandstone of varying hues), but rather to a geological formation, often several hundred meters thick, composed primarily of sandstone. The geological period spans from the Lopingian to the Middle Triassic.
Geological cross-section of a shaft:
At Simon shaft number 4, we can observe Vosges sandstone almost 100 meters thick before reaching the coal seams.
Types of rocks found during drilling of the sandstone layer:
Let's now take a closer look at the types of sandstone discovered in a borehole.
Examples of rocks:
1. A conglomerate is a consolidated detrital sedimentary rock, composed of rounded fragments, which are ancient pebbles transported over a certain distance in rivers or along a coastline.
2. A schist is a rock characterized by its flaky appearance and its tendency to split into thin slabs or "rock sheets": it is said to exhibit schistosity. It can be a clayey sedimentary rock or a metamorphic rock. When it is purely sedimentary, geologists prefer to use the term argillite.
3. Red sandstones: The new red sandstones are a facies of red-colored continental sediments, describing a succession of predominantly sandstone detrital sedimentary rocks dating from the Permian and Triassic periods.
This facies usually has an iron-rich matrix (hematite), giving it a red color.
4. Carboniferous shale. A variety of shale containing bituminous coal. Bituminous coal is a sedimentary carbonaceous rock corresponding to a specific quality of coal, intermediate between lignite and anthracite (80 to 90% carbon). Blackish in color, it originates from the carbonization of plant organisms and can therefore be used as a fossil fuel.
QUESTIONS
Question 1: Explain the principle of diagenesis.
Question 2: At the given coordinates, you observe two rock formations on the information panels.
Touch the rock. Is it smooth or rough? Is its structure uniform? Can you observe crystals or inclusions inside with the naked eye? Is it crumbly or solid?
What differences do you observe between the two rock formations? What hypothesis can explain this difference?
Question 3: Using the analysis of the borehole, from which layers would these blocks have originated?
Explain why.
Question 4: On the information panels:
Do these rocks necessarily come from the Simon quarry?
A photo of you (your face doesn't necessarily have to be visible) or of your username with the coordinates is required.
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