Matt D. Rowberry, Yvonne Battiau-Queney, Peter Walsh, Błażej Błażejowski, Viviane Bout-Roumazeilles, Alain Trentesaux, Lenka Křížová & Hywel Griffiths

The weathered Carboniferous limestone at Bullslaughter Bay, South Wales: the first example of ghost-rock recorded in the British Isles

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Annexes

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Résumé

Résumé: L’altération du calcaire carbonifere en Baie de Bullslaughter, Pays-de-Galles meridional : la première description de « roche-fantôme » dans les Iles Britanniques. Le Calcaire Carbonifère de la baie de Bullslaughter offre un exemple de profonde altération, parmi les plus significatifs des Iles Britanniques, ainsi que des  éléments  d’une série énigmatique de brèches connues sous le nom de « Gash Breccias ». Le but de cette étude était d’identifier les processus responsables de l’altération du calcaire. Il est clair que l’altération est isovolumétrique mais sa diffusion dans l’espace ne montre pas de gradient vertical et sa position en profondeur suggère que les eaux météoriques n’ont pas contribué aux processus d’altération. Cette dernière s’est traduite par une perte importante de calcium pouvant aller jusqu’à une décalcification presque totale. Les minéraux primaires  dominants, illite-mica et quartz ont été conservés, tandis que les minéraux argileux secondaires sont généralement absents. Le calcaire altéré n’est pas un saprolite sensu stricto, car il n’a été que peu affecté par les processus d’altération chimique. Aussi est-il considéré comme une « roche-fantôme ». Ce type d’altération résulte de la dissolution du calcaire dans la zone saturée à faible gradient hydraulique, caractérisée par une lente circulation des eaux. On avance l’hypothèse que cette altération a pu se produire très précocement pendant les périodes d’émersion du Carbonifère, lorsque le toit des unités cyclothémique était exposé à l’érosion continentale, comme le prouvent les lacunes stratigraphiques et les formes paléokarstiques de dissolution superficielle.  C’est la première fois que ce type d’altération en « fantômisation » est décrit dans les Iles Britanniques.

Abstract

ABSTRACT: The Carboniferous Limestone at Bullslaughter Bay hosts some of the most notable examples of deep weathering in the British Isles as well as two members of an enigmatic suite of breccias known as the Gash Breccias. The weathered limestone has been investigated thoroughly in order to identify the process responsible for the weathering. In this paper it is demonstrated that the weathering is isovolumetric but the weathering profile is not characterised by a vertical gradient and its depth suggests that meteoric waters did not contribute significantly to the weathering process. The weathered limestone has lost significant amounts of calcium and parts are virtually decalcified. It is seen that the dominant primary minerals of illite and quartz have been preserved while secondary clay minerals are generally absent. The weathered limestone cannot be a saprolite sensu stricto as it has been subjected to only restricted chemical processes. It is, therefore, interpreted as a “ghost-rock”. This type of weathering results from chemical dissolution by slow moving waters in the saturated zone. It is suggested that the weathering may have taken place during periods of emergence in the Carboniferous, at the same time as the cyclothem tops were exposed to subaerial modification, as evidenced by omission surfaces and palaeokarstic solution features. This is the first time that ghost-rock weathering has been reported from the British Isles.

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