Sill et coulée dans le Parc National de Yellowstone, USA

Pierre Thomas

ENS Lyon - Laboratoire de Géologie de Lyon

Olivier Dequincey

ENS Lyon / DGESCO

10/06/2013

Résumé

Prismations caractéristiques de basaltes en sill ou en coulée dans la vallée de la Yellowstone River.


Figure 1. Sill basaltique intrusif dans des sédiments détritiques grossiers, vallée de la Yellowstone River, Parc National de Yellowstone (USA)

Sill basaltique intrusif dans des sédiments détritiques grossiers, vallée de la Yellowstone River, Parc National de Yellowstone (USA)

On voit une très belle prismation verticale, homogène de haut en bas du sill.


Les sills correspondent à des filons magmatique plus ou moins horizontaux et/ou parallèles aux couches de leur encaissant (cf. Sills basaltiques dans les vallées du massif du Piton des Neiges ). Leur refroidissement, qui se fait par leurs bords supérieur et inférieur, peut donner lieu à une prismation verticale, pouvant être très "belle" comme ci-dessus. Le refroidissement se faisant à la même vitesse par le haut et par le bas (contrairement aux coulées, cf. La formation des orgues volcaniques et figure ci-dessous), la prismation supérieure est identique à la prismation inférieure, ce qui peut donner une prismation homogène traversant tout le sill. On a le même "dispositif" dans un dyke (cf. La prismation interne des dykes : exemple des dykes de l'île de Sao Vincente, Cap Vert ), bien sûr à 90° de ce qu'on voit dans un sill. C'est parce qu'on ne voit qu'une seule prismation homogène traversant la couche qu'on peut proposer que cette couche de basalte soit un sill intrusif dans une série sédimentaire détritique et non pas une coulée ayant recouvert des sédiments superficiels, et ayant été postérieurement recouverte par d'autres sédiments plus jeunes.

Figure 2. Coupe théorique idéalisée d'une coulée de lave

Coupe théorique idéalisée d'une coulée de lave

Contrairement à ce qu'on pourrait croire, la photo de gauche et le schéma interprétatif correspondant à droite ne concerne qu'une seule coulée de lave (ici du basalte) et non trois. Une telle coulée une fois solidifiée subit un refroidissement (et donc une contraction) rapide par le haut, et un refroidissement plus lent par sa base. Ces deux refroidissements engendrent deux prismations différentes, la prismation inférieure étant en générale plus régulière. La prismation supérieure fait dans la partie haute des prismes grossiers perpendiculaire à la surface de la coulée ; on parle de fausse colonnade. Plus bas, ce refroidissement est plus irrégulier (pour des raisons peu claires) , et donne des prismes de directions très variables ; on parle alors d'entablement. La prismation régulière de la base forme ce qu'on appelle la vraie colonnade, ou simplement la colonnade. Les tailles relatives de ces trois parties sont très variables d'une coulée à l'autre ; l'entablement en particulier peut être très réduit ou inexistant.


Figure 3. Zoom sur le sill de la vallée de la Yellowstone River, Parc National de Yellowstone

Zoom sur le sill de la vallée de la Yellowstone River, Parc National de Yellowstone

On voit très bien la continuité de la prismation et la nature détritique grossière de l'encaissant.


Figure 4. Zoom sur le sill de la vallée de la Yellowstone River, Parc National de Yellowstone

Zoom sur le sill de la vallée de la Yellowstone River, Parc National de Yellowstone

On voit très bien la continuité de la prismation et la nature détritique grossière de l'encaissant.


Figure 5. La vallée de la la Yellowstone River, Parc National de Yellowstone, au niveau du sill des images précédentes

La vallée de la la Yellowstone River, Parc National de Yellowstone, au niveau du sill des images précédentes

On voit une autre couche de basalte prismé quelques dizaines de mètres sous le sill. Sill ou coulée ?


Figure 6. La vallée de la la Yellowstone River, Parc National de Yellowstone, au niveau du sill des images précédentes

La vallée de la la Yellowstone River, Parc National de Yellowstone, au niveau du sill des images précédentes

On voit une autre couche de basalte prismé quelques dizaines de mètres sous le sill. Sill ou coulée ?


Quelques dizaines de mètres sous le sill, on voit une autre couche de basalte horizontale au sein des sédiments détritiques grossiers. Cette couche inférieure ne présente pas la prismation homogène d'un sill, mais au contraire une prismation caractéristique des coulées, avec colonnade, fausse colonnade et parfois entablement.


Figure 11. L'histoire de la région en 5 étapes

L'histoire de la région en 5 étapes

Le volcanisme récent et actuel de Yellowstone est dû à un point chaud.


Figure 12. La vallée de la Yellowstone River vue au niveau des images précédentes

La vallée de la Yellowstone River vue au niveau des images précédentes

On devine "presque" le sill (au niveau de la punaise jaune) et la coulée. Les photos ont été prises depuis la route que l'on voit de l'autre côté de la vallée.



Figure 14. Localisation du Parc National de Yellowstone et de son point chaud

Localisation du Parc National de Yellowstone et de son point chaud