Mots clés : croûte océanique, ophiolite, radiolarite, pillow lava - lave en coussins, plateau basaltique, bassin d'arrière arc, dorsale océanique, basalte, profondeur de compensation des carbonates, métamorphisme de contact, point chaud, CCD - calcite compensation depth

La croûte océanique de l'île de la Désirade

Hervé Bertrand

ENS Lyon

Gilles Dromart

ENS Lyon

Stéphane Guillot

ENS Lyon

Jean-Marc Lardeaux

Université Claude Bernard Lyon 1

Christian Nicollet

Université Blaise Pascal, Clermont-Ferrand

Pierre Thomas

ENS Lyon

Benoît Urgelli

ENS Lyon / DGESCO

15/12/2001

Résumé

Description de la croûte océanique de la Désirade, hypothèse sur son origine.


Question

Objet : La Désirade Date  : Dim, 9 Dec 2001 19:52:53 De  : M. T.

« Je suis professeur de SVT en Guadeloupe depuis septembre et je recherche des informations sur la croûte océanique observable sur l'île de la Désirade pour préparer au mieux une sortie terrain. »

Réponse

À l'extrémité est de l'île de la Désirade, on observe à l'affleurement des basaltes en pillow recouverts de radiolarites du Mésozoïque. Ils se trouvent sur la côte, à une altitude de 0 m. Il se pose donc un double problème :

  • comment ce volcanisme sous-marin est-il remonté à l'affleurement ?
  • quels étaient la nature et le contexte de mise en place de ce volcanisme ?

Des pillow-lavas à l'affleurement

Voir, par exemple, la photothèque de C. Nicollet.

L'origine du volcanisme de la Désirade

Il y a au moins trois explications proposées par les chercheurs qui se sont penchés sur la question :

  • il s'agit d'un fond océanique classique  ;
  • il s'agit d'un plateau basaltique sous-marin , type Otong Java (point chaud sous-marin émettant de grande quantité de laves basaltiques, mais pas assez pour qu'elles émergent) ;
  • il s'agit d'un bassin d'arrière arc datant d'une époque où la géométrie de la subduction antillaise n'était pas celle d'aujourd'hui.

On trouve souvent, intercalés entre 2 coulées de basaltes plusieurs mètres d'épaisseur de radiolarites, ce qui implique des durées d'interruption du magmatisme très longues. Est-ce compatible avec le fonctionnement normal d'une dorsale ?

Par ailleurs, le basalte est souvent très vacuolaire. Or, à cause des pressions fortes à -2.500 m (profondeur moyenne des dorsales), le basalte est en général très peu vacuolaire. Les éruptions ont probablement eu lieu sous une assez faible tranche d'eau.

L'ensemble de ces observations laisse penser que la Désirade ne représente pas une croûte océanique normale...

Remarque : on pense souvent que les radiolarites sont synonymes de milieu profond, sous la CCD. Mais avant le Crétacé, il n'y avait pas ou peu de plancton calcaire, et la CCD était beaucoup moins profonde que maintenant.

Préparation excursion

Premier affleurement


  • Près de la station météo, après la première pointe formée de pillow lavas , on trouve une petite falaise.
  • La partie supérieure est formées de pillow lavas , tandis que la partie inférieure est formée de roches sédimentaires. Ces deux ensembles présentent de nombreuses failles.
  • Si le contact entre les deux types de roches n'est pas un contact par faille, il n'y a pas d'ambiguïté sur la chronologie : mise en place des pillows lavas après mise en place des dépôts sédimentaires.

Deuxième affleurement


  • L'affleurement se trouve dans le prolongement du précédent : on y voit des filons (dykes) qui recoupent les roches sédimentaires.
  • Ces filons ont-ils alimenté la formation des pillows lavas situés au dessus des roches sédimentaires ?
  • Trois solutions :

    • on ne voit pas le passage des filons dans les basaltes, on peut alors faire l'hypothèse (raisonnable) qu'ils alimentent les basaltes ;
    • on voit les filons recouper aussi les basaltes : ils sont donc postérieurs aux basaltes ;
    • on voit les filons se perdre dans les basaltes : ils les alimentent !

Troisième affleurement


  • En définissant la géométrie du pédoncule d'un pillow lava , on peut en déterminer la polarité.
  • Sur la photographie, le bas est bien en bas, mais le "coussin" ou plutôt le tube (ou traversin !) n'est pas nécessairement symétrique, il indique la direction moyenne de la polarité. Il y a d'autres critères plus précis, tel que les paliers par exemple, mais qui n'existent pas toujours.

Quatrième affleurement


  • Un peu plus loin, on observe une lame massive et horizontale.
  • Il pourrait s'agir soit d'un filon horizontal (sill) mis en place dans les sédiments ou d'une coulée, recouverte ultérieurement par les radiolarites.
  • Pour trancher, il faut savoir comment sont les cristaux dans cette roche, de quelle taille ? Il est possible d'observer la cuisson des radiolarites (métamorphisme de contact) très limitée à quelques centimètres d'épaisseur au-dessus et au-dessous (cas du sill) ou seulement visible au-dessous de la lame (cas de la coulée) ?

Cinquième affleurement


  • Si l'on continue vers l'océan, on remarque que la roche massive se trouve à la base de l'image, et est recouverte d'une couche de radiolarites.
  • En observant l'affleurement de basaltes situé au-dessus, on observe des roches intrusives verticales, en forme de prismes, dans la roche sus-jacente.
Mots clés : croûte océanique, ophiolite, radiolarite, pillow lava - lave en coussins, plateau basaltique, bassin d'arrière arc, dorsale océanique, basalte, profondeur de compensation des carbonates, métamorphisme de contact, point chaud, CCD - calcite compensation depth