Les Roches et les Minéraux du Massif de Rocroi

Les Roches
Les Minéraux
Au sein des phyllades
Au sein des quartzites
Dans le village d'Harcy
Quelques définitions et explications supplémentaires
 1. Les Roches...

Si vous avez lu les pages précédentes concernant le massif de Rocroi, vous avez sans aucun doute noté qu'on y dénombre une série monotone de schistes ou phyllades parfois ardoisiers et de quartzites formant le Cambrien de l'Ardenne.

On y distingue deux étages :
- à la base, le Devillien qui est formé de quartzites gris blanchâtres, de schistes verts renfermant des veines d'ardoises violettes et vertes à gris bleu (la région de Fumay, Haybes...),
- au sommet, le Revinien qui n'est pas fossilifère et qui est constitué dans l'ensemble par des quartzites gris noirs et des schistes noirs dont certains sont ardoisiers (région de Revin jusque Bogny sur Meuse).

Dans cet ensemble, sont localement injectés des sills de roches magmatiques.
Les sills sont aussi appelés filons-couches.  Ce sont des remplissages intrusifs sous forme de lames entre des couches de la roche encaissante.  Ils se sont injectés sans déformer les roches préexistantes, suivant les plans de stratification.

Les phyllades sont des roches métamorphiques* plus ou moins lustrées, comme les schistes ardoisiers et les schistes sériciteux.
Les quartzites sont des roches métamorphiques* qui peuvent résulter de la recristallisation d'un grès ou de roches siliceuses initialement constituées de silice amorphe et de calcédoine.

L'orogenèse calédonienne, au Silurien, a plissé le massif de Rocroi et y a déterminé trois grands plis majeurs que nous avons visité au cours de nos promenades géologiques et qui sont du Nord au Sud :
- l'anticlinorium de Fumay,
- le synclinorium de Revin-Laifour,
- l'anticlinorium de Deville.

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2. Les Minéraux...

Au sein des phyllades

Au sein des phyllades, nous pouvons détecter différents minéraux, à l'état de traces, en microminéraux ou en macrominéraux.

Nous pouvons ainsi observer à différents endroits :

Quartzite massif avec veine chlorite
Quartz plat accolé à deux autres cristaux dans le même axe avec chlorite
Collection L.V.B.
Photo L.V.B.

Photos L.V.B.
Collection L.V.B.
Après une analyse bien plus fine, au binoculaire, on peut trouver sur ces cristaux de quartz une seconde génération de cristaux de quartz accompagnés de cristaux de chlorite, de quelques cristaux de calcite, de quelques cristaux d'ilménite et de quelques cristaux de magnétite métamorphosés en limonite de couleur rouille.

Phyllade gris-bleu avec entre les nombres 21 et 24 de la latte, de petits cristaux losangiques noirs de magnétite. Près de 17, nous pouvons observer un "nodule noirâtre" qui semble être composé de plusieurs petits nodules, le toute entouré d'un halo de couleur rouille.  C'est la fameuse monazite grise qui fut découverte et identifiée en 1982. Photo L.V.B. Collection L.V.B.

Ardoise bleue contenant une multitude de petits cristaux losangiques de magnétite
Photo L.V.B.
Collection L.V.B.
 
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Au sein des quartzites

Au sein des quartzites, nous pouvons détecter différents minéraux, à l'état de traces, en microminéraux ou en macrominéraux.

Nous pouvons ainsi observer à différents endroits :

Le sill de diabase et le microgranite que nous avons rencontrés sont une roche ignée, analogue au basalte ou au gabbro plutonique. Le diabase possède généralement une texture fine tandis que le microgranite a une structure plus grossière avec des cristaux nettement visibles : cristaux de plagioclase en forme de bâtonnets incrustés dans une pâte plus fine de pyroxène, généralement de l'augite, ainsi que des traces

Parmi les minéraux secondaires ou métamorphiques on trouve

Dans les quartzites, il n'est pas rare de trouver aussi des cubes de pyrite.  Notamment à Laifour où nous trouvons d'une part la trace du cube qui a disparu, rongé par les eaux d'infiltration, le cube de pyrite toujours existant mais qui a perdu toute brillance et qui a été transformé en limonite ou enfin un cube parfait jaune brillant, parfois maclé, comme le montrent les deux spécimens ci-dessous.

Pyrites octaédriques, cubiques, maclées dans quartzites clairs et sombres de Laifour
Photo L.V.B.
Collection L.V.B.

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Dans le village d'Harcy

Dans le village d'Harcy, à l'Est de Charleville-Mezières, en bordure Sud du Massif de Rocroi, une exploitation d'ardoise revinienne à ciel ouvert continue ses activités.  La société SICA exploite l'ardoise et la broie en vue d'en faire des paillettes pour la confection de dalles de couverture imprégnées de bitume (Shingel).

Dans ces ardoises, il n'est pas rare de trouver des cubes de pyrite centimétriques.

Pyrite dans phyllades reviniennes de Rimogne Photo L.V.B. A gauche, Musée de l'Ardoise à Rimogne et à droite Musée de des Minéraux de Bogny-sur-Meuse

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Pyrite dans phyllades reviniennes de Rimogne Photo L.V.B. Collection L.V.B.

Pyrite dans phyllades reviniennes de Rimogne
Photo L.V.B.
Collection Musée de l'ardoise de Rimogne
 
 
Pyrite dans phyllades reviniennes de Rimogne
Photo L.V.B.
Collection Musée de l'ardoise de Rimogne
 
 
 
 
Cube presque parfait de 2 cm de côté de pyrite dans un bloc de schiste verdâtre veiné de couches plus foncées vraisemblablement chargées de chlorite
Fumay, derrière la colline du Chestion, côté belge
Photo et collection L.V.B.
 
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Quelques définitions et explications supplémentaires

*Une roche métamorphique résulte de la transformation minéralogique, structurale (et parfois chimique), d'une roche solide portée dans des conditions physico-chimiques différentes de celles dans lesquelles elle s'est formée.
Sa composition minéralogique et sa structure dépendent :
- de la nature de la roche initiale,
- des conditions de Pression-Température (P-T) des transformations,
- des déformations subies.
Ici, dans le cas du Massif de Rocroi, ces augmentations de pression et de température sont dues à des forces orientées liées aux contraintes tectoniques.
Elles témoignent ici de contraintes en compression qui se produisent lors d'une orogenèse (formation d'une chaîne de montagnes) au cours de laquelle les roches initiales ont été soumises à l'état solide, à de nouvelles conditions (pression et température).

 *Chlorite : Phyllosilicate / (Mg,Fe,Mn,Al)12((Si,Al)8O20)(OH)16 Incolore à verdâtre, vert pale avec un léger pléochroïsme normal d'autant plus marqué que la chlorite est riche en Fe. Le relief est moyen avec un clivage unique. La chlorite renferme des inclusions de minéraux opaques lorsqu'elle provient de l'altération de la biotite. Minéral du métamorphisme modéré (précède la zone à biotite), faciès schiste vert. La chlorite est souvent associée avec la biotite, les plagioclases, les amphiboles.
*Ilménite : Oxyde de Titane et de Fer / FeTiO3 Le système cristallin est orthorhombique. Les cristaux sont généralement épais et tabulaires, parfois rhomboédriques. Les macles sont fréquentes. Le faciès peut être granulaire, lamellaire ou massif. La cassure est conchoïdale ou inégale. Couleur noir à noir brunâtre, trait noir à rouge brunâtre, opaque.

 L'ilménite n'est pas magnétique mais la magnétite qui l'accompagne souvent peut rendre l'échantillon faiblement magnétique.

Se trouve principalement avec des roches ignées basiques (45 à 55% de silice et moins de 10% de quartz) comme les gabbros et les dorites.  On la retrouve aussi dans les pegmatites, les anorthosites ainsi que dans le sable noir des lacs et des rivières.

*Chloritoïde : Silicate voisin de la chlorite. / Fe2+Al2[(OH)2|O | SiO4]

Minéral fréquents dans les schistes verts, de couleur vert-noir, grise, vert sombre, translucide à transparent, d'un éclat vitreux à nacré et d'une dureté supérieure à 6.

 Ce minéral qu'on confond souvent avec la Chlorite se présente sous forme de cristaux en forme de tablettes pseudohexagonales, d'agrégats grenus et écailleux, ou de grains. Une variété de Chloritoïde très riche en manganèse est l'Ottrélite
*Almandin est un nésosilicate la famille des grenats alunimeux ferriques / Fe3Al2(SiO4)3.
*Spessartite est une variété de grenat Almandin riche en Manganèse / Mn3Al2(SiO4)3.
Des grenats almandin et spessartine ont été trouvés dans le massif de Rocroi, précisément dans le sill de diabase de la Grande Commune, non loin de Monthermé. Ces grenats développés dans la couche basaltique riche en manganèse pourraient être les témoins de la première métamorphisation des roches lors de l'orogenèse calédonienne et de la surrection de l'Ardenne au Silurien.
La *Magnétite est un minéral ferrimagnétique de la famille des oxydes. Elle cristallise dans le système cubique et fait partie du groupe des spinelles.  Sa formule chimique est Fe3O4.
Elle se présente en octaèdres ou en masses granulaires noires.
Sa dureté est de 6 et sa densité est de 5,2.
Elle est fréquente dans les roches magmatiques (surtout basiques) et métamorphiques.
Une *Olivine est un minéral de couleur vert à jaune sombre, d'un éclat vitreux, de la famille des nésosilicates et une pierre fine utilisée en joaillerie sous le nom de "péridot". Elle cristallise dans le système orthorhombique.
La formule générale des olivines est XYTO4, où :
  • T = cation tétraédrique (Si)
  • Y = cation bivalent dans les sites octaédriques M2
  • X = cation bivalent dans les sites octaédriques M1
La composition des olivines naturelles est comprise dans un tétraèdre ayant par sommets les phases:
  • Forstérite : Mg2SiO4
  • Fayalite : Fe2SiO4
  • Tephroite : Mn2SiO4
  • Bredigite : Ca2SiO4
  • Monticellite : CaMgSiO4
  • Kirchsteinite : CaFeSiO4
  • Picrotephroite : MnMgSiO4
  • Knebelite : MnFeSiO4
Dans la croûte terrestre, les membres riches en Mg sont des constituants importants des roches ignées mafiques et ultramafiques ; ils se trouvent également dans les calcaires dolomitiques métamorphisés thermiquement. Les membres riches en Fe sont des phases mineures des roches ignées alcalines et des sédiments ferrifères métamorphisés.
L'olivine est le premier minéral à cristalliser lorsqu'un magma refroidit. C'est pourquoi il est souvent présent dans les basaltes. Il peut cristalliser à une température d'environ 1 000°. C'est le premier minéral de la suite réactionnelle : Olivine (Mg) --> Olivine (Fe,Mg) --> Pyroxene (Mg) --> Pyroxene (Fe,Mg) --> Amphiboles --> Biotite (des hautes températures vers les basses températures).
La *Hornblende est un minéral de la famille des amphiboles calciques. Elle cristallise dans le système monoclinique etsa formule chimique est (Ca,Na,K)2(Mg,Fe2+,Fe3+,Al)5[Si6(Al,Si)2O22](OH,F)2. Elle a une dureté de 5 à 6, une masse volumique de 3,2 à 3,4, et une couleur verte, brune ou noir.
La hornblende est un minéral commun des roches magmatiques ou métamorphiques telles que les granites, syénites, diorites, gabbros, basaltes, andésites, gneiss ou schistes.  C'est aussi le minéral principal de l'amphibolite. 
Il existe différents types de hornblendes :
  • hornblende verte très commune.
  • hornblende brune ou hornblende basaltique ou oxyhornblende riche en Fe3+.
  • barkévicite riche en Fe2+, Na et K.
On appelle *biotite tout phyllosilicate de la famille des micas de composition intermédiaire entre la phlogopite KMg3AlSi3O10(OH,F,Cl)2 et l'annite KFe3AlSi3O10(OH,F,Cl)2. Souvent elle contient également d'autres cations comm le titane et le manganèse.
De couleur brun à noir, c'est un des principaux composants des granites du gneiss, et des micaschistes.  Son altération la transforme par hydratation en vermiculite ou en chlorite et souvent, le reste du Titane se retrouve sous forme de microcristaux de rutile. 
La biotite est un des minéraux constituant des roches plutoniques (granites, diorites, syénites, surtout dans les familles intermédiaires calco-alcalines), des roches métamorphiques (schistes, gneiss et micaschistes), et plus rarement dans les roches volcaniques (ryolites, dacites, trachytes, andésites).
Les *apatites forment une famille de phosphates hexagonaux de composition assez variable, Ca5(PO4)3(OH,Cl,F). On les classe en hydroxyapatites (« Hap »), chlore-apatites (« Cl-ap ») et fluor-apatites (« Fap ») selon l'anion prévalent.
Les apatites sont des minéraux secondaires, communs dans les roches magmatiques, mais leur concentration n'est pas suffisante pour une exploitation industrielle.
Les apatites sont souvent associées avec legîtes de fer ce qui représente un problème sérieux pour l'industrie sidérirgique : le phosphore contenu dans les minerais de fer passe en fait complètement dans la phase métallique : son élimination dans la phase d'affinage de l'acier est coûteuse. La forte teneur en phosphore a été la raison de l'abandon de la «minette lorraine».
Les apatites hydrothermales sont plus rares. Les apatites pegmatitiques ou métamorphiques sont des minéraux d’importance économique forte pour leur contenu en éléments rares plus que pour leur teneur en phosphore.
La *pyrrhotite est un sulfure de fer courant dans la nature de formule Fe1-xS, à structure type nickéline d'une dureté de 3.5 à 4.5, de couleur jaune–bronze, noircissant à l'air. La pyrrhotite cristallise en lamelles.
La genèse typique est magmatique, a genèse hydrothermale étant moins commune.
La co-croissance de pyrrhotite et pentlandite est appelée « pyrrhotite nickélifère ».
Même si elle est moins commune que pyrite et chalcopyrite, la pyrrhotite est un composant important dans certains complexes plutoniques basiques. Elle est aussi un minéral accessoire dans les veines de haute température, comme pegmatites d'étain et les veines d'or - quartz.
La *serpentine est un minéral de la famille des phyllosilicates (ou silicate lamellaire) faisant partie du groupe de la kaolinite-serpentine. Elle cristallise dans le système monoclinique ou orthorhombique. Sa formule chimique est Mg3Si2O5(OH)4.
Elle est issue de l'altération d'une roche basique, par exemple la péridotite ou les ophiolites.
La serpentine se présente en plusieurs polymorphes :
  • Chrysotile, à couches courbes qui forment des spirales ;
  • Serpentine polygonale, semblable au chrysotile mais la courbure des couches n'étant pas continue l’aspect final est celui d’une spirale polygonale ;
  • Lizardite, à couches droites, où le silicium et le magnésium sont partiellement remplacés par de l'aluminium
  • Antigorite, série polysomatique où la tendance à la courbure typique de la serpentine est inversée périodiquement, ce qui donne comme résultat une structure ondulée.
La *monazite grise est un phosphate minéral de formule Ce,La,Th)PO4. C'est un minéral accessoire des granites, syénites et pegmatites résistants à l'altération, qui peut se retrouver dans les sables alluviaux.
La structure de la monazite consiste en tétraèdres PO4 isolés avec des éléments des terres rares en coordination neuf.

À cause de sa capacité à accepter l'uranium et le thorium, la monazite est le minéral le plus radioactif après l'uraninite, la thorianite et la thorite; c'est d'ailleurs le minéral radioactif le plus commun et, dans plusieurs roches, le principal minéral hôte de l'uranium et du thorium.

La monazite grise se présente sous forme de petits nodules mesurant de 1 à 3 mm de long avec parfois un léger éclat métallique mais lorsque les nodules sont dégagés de leur gangue schisteuse, leur aspect est souvent gris noir et ils peuvent aisément être confondus avec de petits fragments de schiste roulés. Il est également fréquent de trouver des nodules entourés d'un halos d’oxydation formé de rouille.  Une particularité qui semble être spécifique au massif de Rocroi est la présence d'assemblage de plusieurs nodules formant ainsi des cristaux boursouflés.

La monazite jaune, plus connue se présente en beaux cristaux jaunes translucides.
 

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