VOYAGE SOUS LES TROPIQUES

(OU LES SCHISTES DU CARREAU SIMON )

Vue stylisée de la foret du SCHOENECK au carbonifère

actuellement c'est comme ça !

LES SCHISTES 

1. DEFINITION : 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.

• Schiste argileux sédimentaire ; Il s'agit d'une roche formée d'argile ayant sédimenté au fond d'une eau calme. Elle peut s'être formée en milieu marin,

  Les schistes argileux sont les mêmes que ceux qui contiennent du gaz combustible : le gaz de schiste (également nommés gaz de schiste dans certains milieux techniques).

• Schiste argileux metamorphique:Il provient d'une argile qui sous l'action de la pression et de la température présente un feuilletage régulier en plans parallèles : la « schistosité ». Le plan de schistosité est oblique vers la direction d'aplatissement (la stratification). 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. Ce sont donc la temperature et la pression qui formeront ces changements

2.  GEOLOGIE : Le Carbonifère succède au Dévonien, il y a 359 millions d'années. Après l'apparition dès le Dévonien des premiers arbres et des forêts, le Carbonifère est le terrain d'une grande diversification des milieux tropicaux forestiers, notamment peuplés de nombreux insectes et amphibiens.

Ces environnements chauds et humides, situés en zone tropicale, sont très favorables à la végétation. Des forêts pluviales très diversifiées se développent dans les milieux suivants:

*Les bords de mer et deltas, où les zones humides bénéficient de l’influence de la mer et d’espèce marines ;

*Les berges de rivières et de fleuves ainsi que leurs environs et leurs anciens lits.

            *Les vallées de lacs situés en montagne et autour de ces reliefs nouvellement formés.

La France au Carbonifère se situe à l’équateur. Le climat y est tropical humide. De grandes forêts marécageuses vont se développer et accueillir une faune très diversifiée.

La Lorraine est alors une grande plaine située au pied d’un massif montagneux.

Au cours des soixante millions d’années que dure le Carbonifère, les forêts connaissent de nombreux cycles de développement et de recul liés à des épisodes réguliers de subsidence (affaissement) qui entraînent la montée des eaux. Les forêts marécageuses vont ainsi disparaitre périodiquement et laisser derrière elles des sols très riches en matière organique, qui donneront dans certains cas du charbon.

    3.  ETAPES DE FORMATION DU CHARBON 

Voici un schèma récapitulatif des différentes étapes.

Ces étapes peuvent se renouveler, ce qui permet d’obtenir en sous-sol une alternance de couches de charbons avec des couches de roches sédimentaires comme l’argile ou le grès.

4. HOUILLIFICATION (OU CHARBONISATION)

    

Maintenant que le charbon est forrmé nous allons pouvoir observer les différents types en fonction de la concentration en carbone.

C’est un processus très lent (millions à centaines de millions d’années) de charbonisation de la matière organique d'origine végétale, en grande partie similaire à ceux qui produisent le pétrole et certains gaz naturels.

Le « degré de houillification » détermine la qualité et le « rang » d’un charbon, mais il n'est pas prédictif de son potentiel de production de gaz de couche. Ce degré (tourbe, lignite, houille, anthracite, et le terme ultime, le graphite qui est du carbone pur) correspond à un enrichissement en carbone, associé à une déshydratation et un appauvrissement en matières volatiles (avec pertes en H et O) en fonction des conditions croissantes de température et de pression du métamorphisme.

Au carreau Simon, nous retrouvons alors une exploitation des charbons dans les "Flambants Superieurs" et les "Flambants Inférieurs". Nous pouvons les differencier en fontion de la teneur en carbone et de son pouvoir calorifique.

LES QUESTIONS

Question1 : quels sont les differents schistes ? Qu'est ce qui explique leur difference ?

Question 2 : expliquez succintement les differentes phases de formation du charbon 

Question 3 : Au panneau informationnel WP2, Comment s'effectue l'exploitation à la carrière Simon ?

Question 4 : Au WP1 Sur le tas de charbon, vous allez devoir repondre à plusieurs questions.

• 4a) Prenez une roche en main, examinez là. Quelle est sa texture lisse ou rugueuse, sa couleur ? Peut elle se separer en feuillets ? Sont ils friables ?

  Qu'en deduisez vous concernant le type de charbon Est ce de la lignite, de la tourbe ou de la houille ?

   

• 4b) Pres de l'extremité du tas de charbon, pour vous reperer il y a un morceau de granite gris. Pres de celui ci vous trouverez plusieurs gros morceaux de charbon.

  Certains presentent à l'interieur des fossiles. Decrivez moi ce que vous voyez, d'ou proviennent ils ?

  Laissez les sur place pour le plaisir des suivants s'il vous plait.

Question 5 : Une photo de vous (votre visage ne doit pas forcement apparaitre) ou de votre pseudo aux coordonnées est requise.

"Loguez ce cache "Found it" et envoyez-moi vos propositions de réponses soit via mon profil, soit via la messagerie geocaching.com (Message Center), et je vous contacterai en cas de problème."

EN ANGLAIS 
 

SHALE

DEFINITION: A shale is a rock characterized by its layered appearance and its tendency to split into thin slabs or "rock sheets": it is said to exhibit schistosity. It can be a sedimentary clay rock or a metamorphic rock.

Sedimentary clay shale: This is a rock formed from clay that has settled at the bottom of calm water. It may have formed in a marine environment.

Clay shales are the same as those that contain combustible gas: shale gas (also called shale gas in some technical circles).

Metamorphic clay shale: This originates from clay that, under the influence of pressure and temperature, exhibits regular foliation in parallel planes: the "schistosity." The schistosity plane is oblique towards the direction of flattening (stratification). This transformation, known as metamorphism, results in a change in the texture, the equilibrium mineral assemblage, or the chemical composition of the rock. Temperature and pressure are the driving forces behind these changes.

GEOLOGY: The Carboniferous period followed the Devonian period 359 million years ago. After the appearance of the first trees and forests during the Devonian, the Carboniferous saw a great diversification of tropical forest environments, notably populated by numerous insects and amphibians.

These warm and humid environments, located in the tropics, are very favorable to vegetation. Highly diverse rainforests developed in the following areas:

*Coastal areas and deltas, where wetlands benefit from the influence of the sea and marine species;

*River and stream banks, as well as their surroundings and former riverbeds;

*Lake valleys located in and around these newly formed mountain ranges.

France during the Carboniferous period was located at the equator. The climate was tropical and humid. Large swamp forests developed, supporting a very diverse fauna.

Lorraine was then a large plain situated at the foot of a mountain range.

Over the sixty million years of the Carboniferous period, the forests underwent numerous cycles of growth and decline linked to regular episodes of subsidence (lowering) that caused rising sea levels. The swamp forests thus disappeared periodically, leaving behind soils very rich in organic matter, which in some cases yielded coal.

3. STAGES OF COAL FORMATION

Here is a summary diagram of the different stages.

These stages can be repeated, resulting in an alternation of coal layers with layers of sedimentary rocks such as clay or sandstone in the subsoil.

COAL DEVELOPMENT (OR COAL DEVELOPMENT)

Now that coal has formed, we can observe the different types based on their carbon concentration.

It is a very slow process (millions to hundreds of millions of years) of carbonization of organic matter of plant origin, largely similar to the processes that produce oil and some natural gases.

The "degree of coal degradation" determines the quality and "rank" of a coal, but it is not predictive of its coalbed methane production potential. This degree (peat, lignite, bituminous coal, anthracite, and the ultimate term, graphite, which is pure carbon) corresponds to an enrichment in carbon, associated with dehydration and a depletion of volatile matter (with losses of H₂ and O₂) depending on the increasing temperature and pressure conditions of metamorphism.

At the Simon mine site, we find coal mining in the "Upper Flambants" and the "Lower Flambants". We can differentiate them based on their carbon content and calorific value.

QUESTIONS

Question 1: What are the different types of shale? What explains their differences?

Question 2: Briefly explain the different stages of coal formation.

Question 3: At information panel WP1, how is mining carried out at the Simon quarry?

Question 4: At WP2, on the coal heap, you will have to answer several questions.

4a) Take a rock in your hand and examine it. What is its texture: smooth or rough? What color is it? Can it separate into layers? Are they crumbly?

What can you deduce about the type of coal? Is it lignite, peat, or bituminous coal?

4b) Near the end of the coal heap, there is a piece of gray granite to help you locate it. Near this, you will find several large pieces of coal. Some of them contain fossils. Describe what you see, and where they came from.

Please leave them where they are for the enjoyment of others.

Question 5: A photo of yourself (your face doesn't necessarily have to be visible) or your geocaching username with the given coordinates is required.

"Log this cache as 'Found it' and send me your proposed answers either via my profile or via the geocaching.com Message Center. I will contact you if there are any problems."

EN ALLEMAND

Schiefer

DEFINITION: Schiefer ist ein Gestein, das sich durch sein geschichtetes Aussehen und seine Neigung zum Aufspalten in dünne Platten oder „Gesteinsschichten“ auszeichnet: Es weist Schieferung auf. Es kann sich um ein sedimentäres Tongestein oder ein metamorphes Gestein handeln.

Sedimentärer Tonschiefer: Dieses Gestein entsteht aus Ton, der sich am Grund ruhiger Gewässer abgelagert hat. Es kann in einem marinen Milieu entstanden sein.

Tonschiefer sind identisch mit jenen, die brennbares Gas enthalten: Schiefergas (in manchen Fachkreisen auch als Schiefergas bezeichnet).

Metamorpher Tonschiefer: Dieser entsteht aus Ton, der unter dem Einfluss von Druck und Temperatur eine regelmäßige Schichtung in parallelen Ebenen aufweist: die „Schieferung“. Die Schieferungsebene verläuft schräg zur Richtung der Schichtung. Diese Umwandlung, bekannt als Metamorphose, führt zu einer Veränderung der Textur, der mineralischen Gleichgewichtszusammensetzung oder der chemischen Zusammensetzung des Gesteins. Temperatur und Druck sind die treibenden Kräfte hinter diesen Veränderungen.

GEOLOGIE: Das Karbon folgte vor 359 Millionen Jahren auf das Devon. Nach dem Auftreten der ersten Bäume und Wälder im Devon erlebte das Karbon eine große Vielfalt tropischer Waldgebiete, die insbesondere von zahlreichen Insekten und Amphibien bevölkert waren.

Diese warmen und feuchten Tropen boten ideale Bedingungen für die Vegetation. In folgenden Gebieten entwickelten sich artenreiche Regenwälder:

*Küstenregionen und Deltas, deren Feuchtgebiete vom Einfluss des Meeres und seiner Artenvielfalt profitierten;

*Fluss- und Bachufer sowie deren Umgebung und ehemalige Flussbetten;

*Seetäler in und um die neu entstandenen Gebirgszüge.

Frankreich lag im Karbon am Äquator. Das Klima war tropisch und feucht. Es entstanden ausgedehnte Sumpfwälder mit einer sehr vielfältigen Fauna.

Lothringen war damals eine weite Ebene am Fuße eines Gebirges.

Während der sechzig Millionen Jahre des Karbons durchliefen die Wälder zahlreiche Wachstums- und Schwindzyklen, die mit regelmäßigen Absenkungsphasen und dem damit verbundenen Anstieg des Meeresspiegels zusammenhingen. Die Sumpfwälder verschwanden daher periodisch und hinterließen Böden mit hohem Humusgehalt, aus denen sich teilweise Kohle bildete.

3. PHASEN DER KOHLEENTSTEHUNG

Hier ist eine Übersichtsgrafik der verschiedenen Phasen.

Diese Phasen können sich wiederholen, wodurch sich Kohleschichten mit Schichten aus Sedimentgesteinen wie Ton oder Sandstein im Untergrund abwechseln.

KOHLEENTWICKLUNG

Nach der Entstehung der Kohle lassen sich die verschiedenen Kohlearten anhand ihrer Kohlenstoffkonzentration unterscheiden.

Es handelt sich um einen sehr langsamen Prozess (Millionen bis Hunderte von Millionen Jahren) der Karbonisierung von organischem Material pflanzlichen Ursprungs, der weitgehend den Prozessen der Erdöl- und Erdgasbildung ähnelt.

Der Grad der Kohlezersetzung bestimmt die Qualität und den Rang einer Kohle, lässt aber keine Rückschlüsse auf ihr Potenzial zur Kohleflözgasgewinnung zu. Dieser Grad (Torf, Braunkohle, Steinkohle, Anthrazit und schließlich Graphit, reiner Kohlenstoff) entspricht einer Anreicherung an Kohlenstoff, die mit Dehydratisierung und einer Verarmung an flüchtigen Bestandteilen (mit Verlusten von H₂ und O₂) einhergeht. Diese Veränderungen hängen von den steigenden Temperatur- und Druckbedingungen der Metamorphose ab.

Im Tagebau Simon findet Kohleabbau in den Schichten „Oberer Flambants“ und „Unterer Flambants“ statt. Diese lassen sich anhand ihres Kohlenstoffgehalts und Heizwerts unterscheiden.

FRAGEN

Frage 1: Welche verschiedenen Schieferarten gibt es? Wodurch unterscheiden sie sich?

Frage 2: Erklären Sie kurz die verschiedenen Stadien der Kohlebildung.

Frage 3: Wie wird im Steinbruch Simon (siehe Informationstafel WP1) abgebaut?

Frage 4: Auf der Kohlehalde (WP2) müssen Sie einige Fragen beantworten.

4a) Nehmen Sie einen Stein in die Hand und untersuchen Sie ihn. Wie ist seine Beschaffenheit: glatt oder rau? Welche Farbe hat er? Lässt er sich in Schichten trennen? Sind diese brüchig?

Was können Sie über die Kohleart schließen? Handelt es sich um Braunkohle, Torf oder Steinkohle?

4b) Am Ende der Kohlehalde befindet sich ein Stück grauer Granit, das Ihnen hilft, sie zu finden. In der Nähe finden Sie mehrere große Kohlestücke. Einige davon enthalten Fossilien. Beschreiben Sie, was Sie sehen und woher sie stammen.

Bitte lassen Sie die Fundstücke dort, damit auch andere sie entdecken können.

Frage 5: Ein Foto von dir (dein Gesicht muss nicht unbedingt sichtbar sein) oder dein Geocaching-Benutzername mit den angegebenen Koordinaten ist erforderlich.

„Logge diesen Cache als ‚Gefunden‘ und sende mir deine Lösungsvorschläge entweder über mein Profil oder über das Nachrichtencenter von geocaching.com. Ich melde mich bei dir, falls es Probleme gibt.“