Roches et paysages
Les paysages sont la plus grande échelle d’étude de terrain en géologie. Les paysages nous racontent une histoire et nous pose des questions :
-Quelle est la nature des roches que j’observe dans ce paysage ? sédimentaire, magmatique, métamorphique ?
-ces roches ont t’elles étaient érodées, déformées ?
-quand ces roches se sont formées ?
Voici quelques exemples de paysages remarquables du point de vue géologique.
Ces paysages sont classés selon le type de roches rencontrés (magmatiques et sédimentaires). Au sein de chaque type de roche, les paysages sont classés par la roche dominante. Exemple : Roche sédimentaire-calcaire
Paysages de roches sédimentaires :
Calcaires :
Le pont d’arc, emblème de la rivière Ardèche (sud est de la France), il mesure 54 m de haut !
Ce pont naturel a été formé grâce à l’érosion du calcaire par la rivière.
Ce pont est composé d’une roche calcaire très solide de faciès urgonien qui date du crétacé inférieur.
Paysage sud Ardéchois : La rivière Ardèche avec ses galets, et aux abords de la rivière de grandes falaises calcaires.
Ces falaises témoignent d’une accumulation bio-sédimentaire dans une eau chaude et peu profonde (- de 50 m) pendant des millions d’années.
Curiosité géologique près de Forcalquier : les rochers des Mourres en forme de champignon de 3 à 4 m de haut.
Un exemple d’érosion différentielle sur des calcaires lacustres de 25 millions d’années.
Le « pied » du champignon est constitué d’un calcaire marneux et crayeux assez tendre et friable. Le « chapeau » est constitué d’un calcaire massif beaucoup plus résistant.
Ce chapeau aurait pour origine des îlots d’algues qui provoquent par leur photosynthèse le dépôt d’un calcaire plus solide.
Ce calcaire solide protège alors le calcaire argileux sous-jacent.
Marnes :
Cirque torrentiel au niveau d’alternances marno- calcaire à Rompon, colline de la Banne. Age de ces couches : Oxfordien moyen (160 millions d’années).
Paysage de Terres noires ou marnes dans le Diois (Drôme).
Les marnes sont d’anciens dépôts sédimentaires, le plus souvent de grande profondeur dans l’océan (+ de 100 m).
Les marnes sont un mélange de calcaire et d’argile.
A gauche : vue d’ensemble de la montagne culminant à 1000 mètres avec en haut une barre calcaire datant du tithonien 145 millions d’années.
A droite : Zoom sur les ravines marneuses en base de la montagne datant du Callovien 165 millions d’années
Ici, on peut donc dire que 20 millions d’années d’histoire de dépôts sédimentaires nous contemplent.
Au Jurassique moyen, il y avait un océan à l’emplacement des Alpes .
Cet océan recouvrait tout le sud est de la France. Le Massif Central formait probablement un plateau immerge peu profond.
Plus à l’est, une fosse profonde de plusieurs centaines de mètres était présente.
Dans cette fosse, de grandes épaisseurs de sédiments fossilifères se sont déposées et donneront des millions d’années plus tard les marnes que l’on appelle « Terres Noires » aujourd’hui.
Conglomérats et grès :
Le grès rose connu aussi sous le nom allemand de « buntsandstein » est une roche caractéristique des Vosges et de l’Alsace.
Cette roche affleure sur de grandes surfaces où ils participent à la structuration du paysage.
Photo de gauche : Affleurement de grès entre Épinal et Saint-Dié des Vosges en passant par le col du haut bois (492 m). On observe très bien certains bancs massifs qui peuvent mesurer jusqu’à 2 mètres d’épaisseurs.
Photo centrale : De nombreuses stratifications visibles dans un banc de grès. (Taille : 1 mètre)
Photo de droite : Zoom sur un grès. (Taille : 5cm). Cette photo montre la composition d’un grès : c’est ensemble de grains de quartz millimétriques et quelques feldspaths cimentés par de la silice. Les oxydes de fer dispersés dans le ciment lui donnent cette teinte rose. On peut observer également quelques clastes (fragments) dans cette roche : ce sont de petits galets de différentes natures.
En savoir plus : http://sciences-nature.fr/gres-rose-vosges/
Photo de gauche : les impressionnantes falaises dans les gorges du Dadès au Maroc, elles sont plus connues sous le nom de « doigts de singes ».
Ces falaises sont formées à partir de sédiments fortement inclinés. En s’approchant de plus près (photo en haut à droite), on observe des alternances de couches sédimentaires marrons clairs et marrons sombres.
En regardant d’encore plus près : photo en bas à droite, on voit que les couches marrons sombres contiennent de nombreux galets, il s’agit donc d’un conglomérat. Les couches marrons clairs ne contiennent pas de gros éléments visibles, il s’agit d’un sable consolidé ou grès.
On a donc ici un paysage formé par :
1) Un dépôt sédimentaire alternant entre des grès et des conglomérats.
L’alternance entre les grès et les conglomérats s’explique par la variation de l’énergie du milieu de dépôts : des courants d’eau forts peuvent transporter des galets et du sable alors qu’un courant d’eau plus faible peut seulement transporter du sable.
2) Lors de l’orogenèse alpine, ces dépôts sédimentaires ont été inclinés fortement et ramenés en surface.
Gypse :
Au col du Galibier (2642 m d’altitude, Savoie) il existe des reliefs étranges : des cratères qui ne sont ni volcaniques ou météoritiques mais formés par la dissolution de gypse ! On parle plus précisément de cônes de dissolutions.
Le gypse est une roche dite évaporitique : elle s’est formée par des dépôts de sels minéraux lors de l’évaporation de l’eau, tout comme notre sel de table ou halite.
Photo de gauche : 4 cônes de dissolution dans le gypse côte à côte au col du Galibier.
Photo de droite : Un cône de dissolution, avec au fond du cône une combe à neige. L’accumulation de neige au fond du cône facilite la dissolution du gypse.
Tout comme le sel, le gypse est dissous par l’eau. C’est donc les pluies qui creusent par dissolution peu à peu ces cônes ainsi que des effondrements gravitaires.
En savoir plus : http://sciences-nature.fr/cones-de-dissolutions-gypse-alpin/
Affleurement de gypse à Mormoiron dans le Vaucluse. Ce gypse date de 37 millions d’années à l’Éocène supérieur.
Au contraire des gypses alpins triasique, ces gypses ont été peu modifiés par les mouvements tectoniques. On retrouve donc sans difficultés les alternances de gypses et de marnes blanches avec des pendages quasi-horizontaux.
Carrière en exploitation de gypse à Mazan dans le Vaucluse. Ce gypse s’est formé en même temps que celui de la commune poche de Mormoiron (photo de gauche) : il date donc de 37 millions d’années.
Le gypse est actuellement exploitée pour répondre à la demande de plâtre du secteur de la construction au niveau régional (la majorité de ce qui est produit est consommé dans le quart sud-est de la France).
Paysages de roches magmatiques:
Basaltes :
les orgues se forment par rétraction de la lave en fin de refroidissement. Il y a alors diminution de volume liée à la solidification totale de la coulée.
Idéalement, on observe trois systèmes de prismation superposés, ici bien observable :
1 au sommet de la coulée : la fausse colonnade ;
2 au cœur de la coulée : l’entablement ;
3 à la base de la coulée : la vraie colonnade.
Observation d’une coulée basaltique : en haut de la colline, surplombant des dépôts sédimentaires.
Cette photo a été prise au Maroc près de la ville de Tinghir.
Le climat sec de cette zone explique l’aspect désertique de ce paysage.
Cumulat de scories :
Observation de deux failles normales dans le Puy de Lemptégy.
Le Puy de Lemptégy est une ancienne carrière de scories qui a fonctionné de 1946 à 2007, il est aujourd’hui un lieu de tourisme géologique dans la chaîne des Puys (Auvergne-à côté de Vulcania). Voici le site de ce volcan devenu lieu touristique : https://www.auvergne-volcan.
Une scorie volcanique correspond à un morceau de magma avec de nombreuses vésicules (bulles de gaz) et donc de faible densité qui est projeté lors d’explosions volcaniques.
Cette exploitation a fait disparaître le dôme volcanique du Puy de Lemptégy et à permis de mettre à jour le « cœur » du volcan. Il s’agit donc d’un site très intéressant pour le géologue qui peut étudier le centre d’un volcan.
Formation et datations relatives des failles :
Ces failles se sont formées par des phénomènes de tectoniques gravitaire : glissement des scories sur la pente du flanc du volcan. Ces glissements ont été probablement initiés par des petits séismes, fréquents dans les régions volcaniques.
On observe bien sur la photo trois types de dépôts soulignés par les lettres A, B et C.
A : Produits du vieux Lemptégy ou Lemptégy I (daté d’approximativement 32 000 ans)
B : Saupoudrage du Puy des gouttes (32 000 ans également).
C : Produits du Lemptégy 2 ( datant d’approximativement 30 000 ans)-la majeur partie des dépôts ne sont pas visibles sur cette photo.
Les failles recoupent les niveaux A et B mais ne coupent pas le niveau C. On peut donc relativement dater cette faille : elle a eu lieu entre l’éruption du Lemptégy I/Puy des gouttes et l’éruption du Lemptégy II, donc entre 32 000 et 30 000 ans.
Phonolite :
Les sucs :
Le petit gerbier ou Gouléiou, est le petit frère du célèbre Gerbier de Jonc : ces deux sommets sont des sucs.
Un suc est un sommet volcanique caractéristique de la région du Velay et du haut Vivarais dans le Massif central. Il se présente sous la forme d’un piton ou d’un dôme aux pentes fortes, nettement proéminent. Ces dômes se sont formés à partir d’une lave très visqueuse qui ne s’écoule pas et qui s’accumule au niveau d’un même point, formant alors un dôme. Une fois refroidie, cette lave donne une roche, ici la phonolite.
La phonolite est une roche magmatique volcanique, cette roche se caractérise par un son clair quand on la frappe sur une dalle. C’est cette propriété qui a donné son nom à la roche.
Datation et structure en prismes :
Le petit gerbier s’est formé il y a 8 millions d’années, lors du miocène, une partie à été détruit par l’érosion.
On peut facilement observer des prismes qui se forme lors du refroidissement lent de la lave. Les prismes se forment perpendiculairement aux isothermes (ligne de même température).
Ces prismes ont une disposition rayonnante, ce qui traduit une disposition concentrique des isothermes qui épouse l’enveloppe générale du dôme.
Granites :
Photo de gauche : Chaos granitique en Bretagne. Ce type de paysage est fréquent dans toute la France où il y a du granite. Les chaos granitiques sont le résultat de l’altération en boules des granites, boules qui sont dégagées par l’érosion.
Photo de droite : zoom sur un granite.
Le granite est une roche magmatique plutonique : elle résulte du refroidissement lent, en profondeur, de grandes masses de magma.
Le granite se caractérise par sa constitution en minéraux : on observe sur la photo de droite en blanc clair les feldspaths, en gris le quartz et les paillettes noirs sont les biotites (micas noir).
Le granite et ses roches associées forment l’essentiel de la croûte continentale de la planète. C’est un matériau résistant très utilisé en construction, dallage, décoration, sculpture…
Voir article complet : http://sciences-nature.fr/lorigine-des-chaos-granitiques/
Paysages de roches déformées et métamorphisées
Plis dans les marnes et calcaires :
Pli anticlinal dysharmonique de Saint Julien en Beauchêne (Hautes Alpes).
Ce pli affecte des terrains calcaires du jurassique supérieur (tithonien et Kimmeridgien). La couche supérieure montre qu’un pli unique, avec une charnière unique. Les couches plus internes montrent deux charnières, c est pour cela que l’on parle de pli dysharmonique.
La croix des Têtes, en haut de l’image, culmine en Savoie à 2492 m. Ce mont est formé de dépôts sédimentaires plissés (calcaires et dolomies).
Métamorphisme de contact :
Contact entre un granite (blanc) et son encaissant (noir) sur l’île Milliau, à Trébeurden (Côtes d’Armor en Bretagne).
Contact de base entre le granite de Ploumanac’h datant du Carbonifère supérieur (293 ± 15 Ma) et son encaissant non daté (protérozoïque ou paléozoïque) sédimentaire. On y voit de façon spectaculaire que le granite surmonte son encaissant.
L’encaissant est constitué de roches sédimentaires (maintenant métamorphisées et transformées en cornéennes) présentant une belle stratification constituée initialement d’alternances gréso-pélitiques.
Enclave d’encaissant dans un bloc de granite. Ces enclaves sont constituées de fragments d’encaissant arrachés par le magma granitique lors de son ascension, ou tombés du toit dans l’intrusion encore liquide. On observe bien ici que l’enclave est en train de se faire éclater- disperser- pénétrer- dilacérer… par le magma granitique. On voit bien les deux niveaux d’insinuation où le magma décolle les « strates ».
On peut noter que les bords des enclaves sont en voie de décollement, tordus. Ils ont donc un comportement ductile, ce qui n’a rien d’étonnant vu qu’ils sont plongés dans un liquide dont la température est supérieur à 700°C.
En savoir plus : http://planet-terre.ens-lyon.fr/image-de-la-semaine/Img317-2010-05-31.xml
Discordance sur roches métamorphiques :
Discordance observée en bord de mer à la pointe Payré (Vendée).
Une discordance est une surface enfouie d’érosion ou d’absence de dépôt séparant deux masses de roches d’âge différent, indiquant que les dépôts sédimentaires n’ont pas été continue.
Ici on observe à la base des roches du socle appartenant au massif armoricain.(250 Ma)
Au dessus, on observe des roches sédimentaires du bassin Aquitain (200 Ma)
On a donc une lacune de 50 Millions d’années.