Les nodules péridotitiques "ordinaires" de la coulée basaltique du Ray Pic, Burzet (Ardèche)

Pierre Thomas

ENS Lyon - Laboratoire de Géologie de Lyon

Olivier Dequincey

ENS Lyon / DGESCO

15/10/2012

Résumé

Les enclaves (xénolithes) de péridotite du Ray Pic : une fenêtre ouverte sur le manteau supérieur.


Figure 1. Basalte ardéchois et l'un de ses nodules de péridotite, Burzet

Basalte ardéchois et l'un de ses nodules de péridotite, Burzet

La taille des nodules (enclaves, xénolithes) va classiquement de 1 à 10 cm.


La coulée du Ray Pic est l'une des coulées de basalte de France les plus riches en nodules de péridotite. Les photographies présentées ici viennent du lit même de la Bourges, juste en amont de Burzet (Ardèche), ou juste sous le pont au centre du village. Mais où que l'on aille, entre le point d'émission de cette coulée, juste en amont de la cascade du Ray Pic, et son extrémité, 21 km à l'aval plus au Sud au Pont de Labeaume (voir carte géologique ci-dessous), les affleurements ne manquent pas. Ces affleurements sont souvent très beaux ; ne les détériorez pas par des coups de marteau intempestifs. Si vous voulez échantillonner, le torrent la Bourges et ses millions de galets vous attendent.

L'immense majorité des enclaves de cette coulée sont en péridotite, en lherzolite à spinelle pour être plus précis. Il s'agit donc d'échantillons de manteau quasiment intacts, arrachés par le basalte en ascension dans des fissures intra-mantelliques entre la zone de fusion partielle du manteau (vers -70 km) et le Moho (vers -30 km). Cette roche, grenue (péridotite), n'est pas une roche magmatique car elle ne résulte pas de la cristallisation d'un magma (sauf si on remonte à -4,5 Ga). Cette roche est constituée d'une majorité d'olivine (vert olive) mais aussi d'orthopyroxène (typiquement de couleur brun foncé), de clinopyroxène (classiquement vert émeraude) et de spinelle (noir).

Dans beaucoup de collections de lycée, souvent constituées au siècle dernier, les étiquettes et les inventaires appellent ces basaltes à xénolithes mantelliques des « basaltes à olivine ». C'est aussi faux que d'appeler des basaltes à enclaves de granites ou d'autres roches crustales des « basaltes à quartz ». Il y a de l'olivine magmatique dans beaucoup de basaltes ; elle provient de la cristallisation lente d'olivine à partir du magma ; cette olivine magmatique n'a rien à voir avec les enclaves mantelliques !

Cet article expose les nodules (ou enclaves ou xénolithes) "ordinaires"… Cela sous-entend qu'il y en a d'extraordinaires, que nous verrons les deux prochaines semaines.

Figure 2. Une enclave de péridotite de la coulée du Ray Pic, Burzet, Ardèche

Une enclave de péridotite de la coulée du Ray Pic, Burzet, Ardèche

Elle a une structure dite « à gros grain » car la taille des cristaux d'olivine va classiquement de 1 à 5 mm. On distingue à l'œil nu, par leur couleur, quatre types de minéraux. Les différences de couleurs sont parfois assez nettes, et l'identification des minéraux est assez facile. Souvent la couleur réelle est intermédiaire entre les quatre types théoriques (difficile de faire la différence entre un brun très foncé et un noir), et l'identification des minéraux à l'œil nu est difficile. Il faut alors faire appel aux lames minces.

Il y a les minéraux couleur vert-olive : ce sont les olivines [(Mg,Fe)2SiO4].

Il y a des minéraux d'un vert « émeraude » plus foncé : ce sont des clinopyroxènes [Ca(Mg,Fe)Si2O6] ; leur couleur vient du chrome qu'ils contiennent souvent.

Il y a des minéraux couleur « bronze foncé » : ce sont des orthopyroxènes[(Mg,Fe)2Si2O6].

Il y a des minéraux noirs : ce sont des spinelles (MgAl2O4).

La présence des deux pyroxènes indique que ces péridotites sont des lherzolites. La présence du spinelle indique, de plus, qu'elle provient d'une profondeur ≤ 75 km.


D'autres photographies macroscopiques détaillées et des lames minces de péridotite ardéchoise sont visibles sur le site de la lithothèque de l'ENS Lyon, par exemple, à la page "lherzolite à spinelle".

Figure 3. Xénolithes de péridotite dans un affleurement de basalte, Burzet (Ardèche)

Xénolithes de péridotite dans un affleurement de basalte, Burzet (Ardèche)

Figure 4. Basalte à nodules de péridotite, Burzet (Ardèche)

Basalte à nodules de péridotite, Burzet (Ardèche)

Figure 5. Affleurement de basalte à enclaves de péridotite, Burzet (Ardèche)

Affleurement de basalte à enclaves de péridotite, Burzet (Ardèche)

La Bourges a partiellement érodé la coulée du Ray Pic en enlevant toute sa partie supérieure. La surface topographique actuelle est au niveau de la colonnade (cf La formation des orgues volcaniques ). On a là une véritable « chaussée des géants », sans aller en Irlande. Comme 200 m en amont sur la même coulée (figures ci-dessus), le basalte est très riche en nodules de péridotite.

Figure 6. Le lit de la Bourges depuis le pont central de Burzet (Ardèche)

Le lit de la Bourges depuis le pont central de Burzet (Ardèche)

Figure 7. Basalte à débit polygonal dans le lit de la Bourges (Ardèche)

Basalte à débit polygonal dans le lit de la Bourges (Ardèche)

On a une « chaussée des géants » locale, pas besoin d'aller en Irlande. Comme 200 m en amont sur la même coulée, le basalte est riche en nodules de péridotite.


Figure 8. Une colonnade basaltique riche en nodules de péridotite, Saint Pierre-Eynac, (Haute Loire)

Une colonnade basaltique riche en nodules de péridotite, Saint Pierre-Eynac, (Haute Loire)

Ici, la colonnade n'est pas polie par l'eau d'un torrent. Cette photo ne vient pas de Burzet, mais d'un autre basalte du Massif Central.


Figure 9. Extrait de la carte géologique Burzet 1/50 000 montrant la totalité de la coulée du Ray Pic

Extrait de la carte géologique Burzet 1/50 000 montrant la totalité de la coulée du Ray Pic

La coulée du Ray Pic s'étend sur 21 km entre le maar et la cascade du Ray Pic (flèche rouge du haut) et le Pont de Labeaume (flèche rouge du bas).

On peut noter, surtout en amont, que la vallée de la Bourges n'est pas partout occupée par la coulée : 80.000 ans d'érosion (et l'érosion par les crues dites cévenoles est vigoureuse) en sont venu localement à bout ! Le village de Burzet est situé au niveau de la punaise jaune.


Figure 10. Situation de Burzet, sur la vallée de la Bourges, en Ardèche

Situation de Burzet, sur la vallée de la Bourges, en Ardèche