Grès

Un article de Wikipédia, l'encyclopédie libre
Aller à la navigation Aller à la recherche
"Roter Mainsandstein" ( grès du début du Trias )
"Bentheimer Sandstein" ( grès du Crétacé )
Blocs de grès

Le grès est une roche sédimentaire clastique contenant au moins 50% de grains de sable , i. H de grains compris entre 0,063 et 2 mm selon la définition générale de la granulométrie du sable . Les grains de sable sont constitués de divers minéraux , mais surtout de quartz .

Définition, nomenclature et différenciation des roches apparentées

Une section mince d' un grès de quartz pur de l' Ordovicien de l'Illinois (USA) , dans l'image inférieure avec des polariseurs croisés . Le matériau a été imprégné de résine époxy bleue avant la préparation pour augmenter la stabilité et le contraste. Par conséquent, les espaces intergranulaires apparaissent en bleu dans l'image du haut.

Les roches sédimentaires clastiques sont des roches composées de fragments de minéraux et de roches de différentes tailles. Les plus petits de ces fragments sont appelés grains de sédiments , ou grains en abrégé . Cette fraction de grains dans une roche sédimentaire qui a un diamètre équivalent dans la plage de taille de sable (0,063–2 mm) est appelée fraction de sable ou fraction de sable . Toutes les roches sédimentaires clastiques dans lesquelles la fraction sableuse constitue la majorité (> 50 %) des fragments minéraux et rocheux sont regroupées sous le terme générique de grès .

Un grès dont la fraction sableuse est constituée d'au moins 90 % de quartz est appelé grès quartzeux ou grès au sens étroit . A partir d'une proportion de 25% de feldspath on parle d' arkose , avec une forte proportion de matrice argileuse et une proportion de moins de 75% de quartz dans la fraction sableuse du grauwacke . Les formes transitoires correspondantes (teneur en quartz dans la fraction sableuse comprise entre 90 et 75 % chacune) sont appelées subarkose ou subgreywacke . Les grès avec une forte proportion de carbonate de calcium primaire sont également appelés calcairesappelé. Celles-ci ne doivent pas être confondues avec les briques silico-calcaires du même nom fabriquées artificiellement . Une roche qui a émergé d'un sédiment meuble, qui se composait principalement de grains de chaux de la taille d'un sable, n'est généralement pas appelée «pierre silico-calcaire», mais comme calcaire , bien que les termes sable calcaire ou sable carbonaté soient courants pour le matériau en vrac correspondant .

Si la proportion de grains supérieurs à 2 mm prédomine dans la roche, il s'agit d'un conglomérat (à grains arrondis = blocs) ou d'une brèche (à grains anguleux = fragments). Contrairement aux arkoses, aux grauwackes et aux grès calcaires, les conglomérats et les brèches ne sont pas considérés comme des grès au sens large. Cependant, les transitions d'un grès à gros grains à un conglomérat à grains fins ou à une brèche à grains fins sont fluides.

émergence

Le grès est créé en cimentant du sable meuble et en ajoutant des particules de sédiments plus grossières ou plus fines (argile, limon, rochers) . Contrairement aux roches chimiques et biogéniques (principalement composées de restes d'êtres vivants), comme le calcaire ou le charbon , il est d'origine clastique (détritique), c'est-à-dire qu'il se compose de minuscules débris de roches altérées et usées. Le quartz est présent principalement dans de nombreuses roches ignées . Étant donné que le quartz est également relativement résistant aux intempéries chimiques , des particules de quartz de la taille d'un grain de sable peuvent s'accumuler dans le cycle de la roche .(cycle exogène) s'accumulent fortement, tandis que d'autres minéraux susceptibles de former des grains de sable se décomposent chimiquement assez rapidement. C'est pourquoi la plupart des grès sont principalement constitués de quartz.

Les endroits les plus importants où se forme le grès sont les mers peu profondes près de la côte, les plateaux . Cependant, le sable provient généralement du continent et est transporté vers sa destination finale par les rivières et les courants marins. D'autre part, dans les régions profondes et offshore de la mer, des boues principalement à grains fins se déposent, à partir desquelles aucun grès ne peut se former. Les exceptions sont les grès des dépôts turbiditiques . Celles-ci proviennent des matériaux sablonneux du bord du plateau qui glissent le long du talus continental . Mais il existe également de nombreux gisements de grès qui se sont formés sur le continent. Le fluvial, i. H les grès déposés par les rivières, bien au-dessus des éoliens, c'est-à-dire ceux déposés par le vent.

L' environnement de dépôt d'un grès peut, entre autres, déterminée en fonction des structures sédimentaires contenues. Il s'agit notamment de formes caractéristiques de stratification oblique ou de certains fossiles traces . Les fossiles corporels sont également des indicateurs importants de l'espace de dépôt. Pour distinguer les grès fluviaux des grès éoliens, la granulométrie et surtout le tri des grains (maturité texturale)Important : Les grès éoliens sont toujours relativement homogènes et à grain fin. La composition minérale et la rondeur des grains donnent également des indices sur la façon dont il s'est formé. Une teneur relativement faible en quartz (faible maturité compositionnelle) et de faibles degrés de rondeur des grains sont typiques des grès déposés dans les bassins d'avant-pays ou d'avant-pays dans le cadre des séries de flysch ou de molasse , de grauwacke ou d'arkoses.

Grès à skolithos (terriers de vers) du Cambrien

En raison de la pression de charge des dépôts plus jeunes et sus-jacents et de la précipitation de minéraux dissous dans la mer ou les eaux souterraines, souvent également en raison des minéraux contenus dans le grès lui-même, le sable durcit ( diagenèse ). Ce processus se déroule à des vitesses différentes et dure entre quelques décennies et plusieurs millions d'années.

cimentation

La cimentation est le durcissement naturel du sable par la précipitation de minéraux dans les cavités entre les grains de sable (espace poreux) . Le ciment peut être constitué de différents minéraux :

  • Les grès cimentés au quartz (grès quartzite , "quartzites de ciment") doivent leur durcissement , par ex. de la solution sous pression et re-précipitation subséquente du quartz sous la forme de veines de croissance qui relient les grains de sable les uns aux autres. Dans le passé, le terme grès siliceux était également courant pour un grès correspondant. Le quartz est le minéral de ciment le plus courant dans les grès.
  • Les grès à ciment carbonaté contiennent généralement de la calcite , plus rarement de l' ankérite ou de la sidérite , comme liant . La calcite est également un minéral de ciment très courant.
  • Les grès à ciment ferritique ( grès ferreux ) contiennent des oxydes de fer et des oxydes de fer hydratés ( hématite , goethite , limonite ) comme liants .
  • D'autres minéraux de ciment possibles sont le feldspath, les minéraux argileux ( kaolinite , illite , chlorite ), la zéolithe ou le gypse .

Une teneur primaire élevée en minéraux argileux ou en micas peut entraver la cimentation car elle réduit la porosité et empêche la pénétration de l'eau de formation. Une prévention encore plus efficace de la cimentation est obtenue par imprégnation au pétrole .

La plupart des grès ont au moins un seul minéral cimentaire dans une seule banque . Cependant, différentes couches dans une séquence de grès peuvent chacune être cimentées par différents minéraux, par ex. B. en raison des différences de granulométrie. Les grès à grains grossiers et à gros pores ont tendance à être cimentés au carbonate et les grès à grains fins ont tendance à être quartzitiques. Plusieurs générations de ciment à partir de différents minéraux au sein d'une banque sont l'exception et ne se trouvent que dans les pores plus larges. La jeune génération de ciment est entourée par l'ancienne.

Distribution

Le grès est une roche très répandue à la surface de la terre, présente sur tous les continents et héritée de presque toutes les époques de l'histoire de la terre. Il se produit dans divers contextes géologiques, par ex. B. dans le mort-terrain des tables continentales faiblement affaissées ou dans (anciennement) des bassins sédimentaires épicontinentaux plus fortement affaissés. La plupart de ces grès se sont formés sous le couvert marin. En Allemagne, il s'agit notamment des grès des montagnes de grès de l' Elbe et des montagnes de Zittau . Les grès fluviaux de Buntsandstein sont répandus dans le centre et le sud de l'Allemagne. Les grès du sous-sol de la plaine d'Allemagne du Nord et de la mer du Nord sont d'importants réservoirs de pétrole et de gaz naturel. Dans la région alpine, les grès se trouvent dans la zone de molasse et la zone de grauwacke , entre autres . En général, cependant, la proportion de grès dans les montagnes géologiquement jeunes du pli alpin est plutôt faible, ce qui peut être attribué au fait qu'ils ont émergé de larges plateaux tropicaux avec une sédimentation principalement carbonatée. Aussi dans les boucliers continentaux géologiquement très anciensil n'y a que quelques grès, car ces régions sont en soulèvement constant et donc il y a presque exclusivement des roches qui se sont formées profondément dans la croûte terrestre ou y ont été jadis coulées et ont été considérablement modifiées en conséquence.

Formation du sol sur grès

En raison de la prédominance du quartz, le grès d'Europe centrale donne généralement des sols pauvres en nutriments qui ont également tendance à s'acidifier. Selon l'apport en eau et la profondeur de développement du sol, on trouve des Ranker , des sols bruns ou des podsols . La plupart de ces sols sont utilisés à des fins forestières (par exemple dans la forêt de Thuringe ).

Les exceptions sont toutefois les grès à forte teneur en carbonate ou en argile et les séquences gréseuses dans lesquelles sont enchâssées des couches calcaires ou argileuses. Les sols sur ces roches sont alors généralement plus riches en nutriments et peuvent également être utilisés pour l'agriculture. Un exemple sont les grès du Keupers (Trias supérieur) dans le sud de l'Allemagne.

Propriétés liées à l'application

le grès dans l'architecture

Carrière de grès bernois typiquement verdâtre à Ostermundigen

Le grès est un matériau de construction courant et était souvent utilisé pour le pavage , la sculpture et surtout les façades . Les bâtiments en grès qui caractérisent le paysage urbain se retrouvent par exemple à Berne , Breslau , Dresde , Düsseldorf , Hambourg , Nuremberg et Prague . La cathédrale de Fribourg , comme de nombreux autres édifices sacrés, est principalement construite en grès. A Dresde un utilisé pour la décorationPour l'intérieur et les sculptures, un grès argileux tendre, le grès Cotta, et pour les parties architecturales porteuses ou autrement sollicitées, un grès lié à la quartzite des montagnes de grès de l'Elbe, qui est toujours extrait près de Pirna aujourd'hui.

La couleur du grès peut varier, tout comme celle du sable , les couleurs habituelles sont le gris (sans adjuvants - comme le grès de la Ruhr de Hohensyburg ), le jaune (dû à la limonite contenue - grès d'Ibbenbüren ), le marron, le rouge (dû à l'hématite - comme avec du grès Weser rouge ) et blanc (comme le gris, seule la réflexion de surface est différente - exemple Rackwitzer Sandstein ). Le vert est, entre autres, le grès vert autrefois extrait au sud du Westphalien Soest ; celle contenant de la glauconite extraite aujourd'hui près d'AnröchteLe calcaire, quant à lui, est un peu plus foncé que le grès vert utilisé depuis le Moyen Âge .

Traces d'altération sur un pilier de portail en grès dans la Friedrichstraße de Bayreuth , qui permettent aux textures de se démarquer

En principe, le grès fraîchement concassé est plus facile à travailler que celui qui a été stocké plus longtemps. Ce que tous les grès ont en commun est le manque de résistance aux sels de déglaçage . La résistance au gel varie selon la variété. Du fait de la polarité de la direction de dépôt , les grès taillés "dans le lit" (parallèle au litage ) et "contre le lit" (orthogonal au litage) peuvent être distingués. Les textures résultantes sur les surfaces visibles peuvent être très différentes.

Les bâtiments en grès comme biotopes

Les murs en pierres sèches , construits à partir de pierres de grès ou de grès provenant d'une carrière à proximité, sont aujourd'hui d'importants biotopes pour de nombreuses plantes grasses et d'importants refuges pour les insectes . Non seulement les araignées et les coléoptères trouvent refuge dans la maçonnerie non jointée , mais aussi des animaux plus gros comme les lézards et les vers lents . Surtout dans les régions viticoles , les murs de pierres sèches en grès caractérisent le paysage des cours d'eau du sud de l'Allemagne et de la Bassins versants du Rhin et du Main .

types de pierre naturelle

Voir également

Littérature

liens web

Wiktionnaire : grès  – explications du sens, origine des mots, synonymes, traductions
Commons : Sandstein  - Album avec photos, vidéos et fichiers audio