Arches, mais aussi boules, diaclases et peintures rupestres, dans le massif granitique crétacé du Spitzkoppe, Namibie

Pierre Thomas

Laboratoire de Géologie de Lyon / ENS Lyon

Olivier Dequincey

ENS Lyon / DGESCO

03/12/2018

Résumé

Altération atypique d'un granite formant des arches, mais aussi des formes plus classiques, et des abris ayant préservé des peintures rupestres.


Figure 1. Arche dans le granite du Spitzkoppe, granite crétacé (130 Ma) de Namibie

Ce granite montre très peu de diaclases, du moins visibles sous cet angle de prise de vue (photo prise du NE en direction du SO). Et en plus des quelques “boules” classiques dans les pays granitiques, l'altération et l'érosion ont formé une très belle arche, figure classique dans les grès (cf. Pourquoi y a-t-il tant d'arches dans le Parc national des Arches (Utah, États-Unis d'Amérique) ? ) et aussi dans les calcaires, mais relativement rare dans les granites. Les rayures blanches correspondent à des déjections de damans (mammifères de l'ordre des Hyracoïdes). Les personnages donnent l'échelle.


Figure 2. Paysage avec arche dans le granite du Spitzkoppe, granite crétacé (130 Ma) de Namibie

Ce granite montre très peu de diaclases, du moins visibles sous cet angle de prise de vue (photo prise du NE en direction du SO). Et en plus des quelques “boules” classiques dans les pays granitiques, l'altération et l'érosion ont formé une très belle arche, figure classique dans les grès (cf. Pourquoi y a-t-il tant d'arches dans le Parc national des Arches (Utah, États-Unis d'Amérique) ? ) et aussi dans les calcaires, mais relativement rare dans les granites. Les rayures blanches correspondent à des déjections de damans (mammifères de l'ordre des Hyracoïdes). Les personnages donnent l'échelle.


Figure 3. L'arche granitique du Spitzkoppe (Namibie), vue par en dessous, montrant la très faible épaisseur de cette arche en granite

Le sommet pointu de gauche correspond au Spitzkoppe (1784 m).



Figure 5. Vue aérienne verticale détaillée (les pistes donnent l'échelle) du secteur du Spitzkoppe (Namibie) où se trouve l'arche des images précédentes

Un petit inselberg (cf., par exemple, L'inselberg du Voltzberg, Suriname , Uluru, l'inselberg emblématique de l'Australie ...) faisant partie de ce massif granitique dépasse du plateau environnant. Sa moitié Est semble très peu diaclasée, mais sa moitié Ouest (gauche) est affectée par des diaclases, les diaclases NO-SE dominant largement. Ces diaclases NO-SE ont été élargies par les phénomènes d'altération et d'érosion, découpant ce secteur en une succession de lames et de couloirs. L'arche (indiscernable sur cette vue prise à la verticale) est localisée par la petite punaise verte) ; elle perce l'une de ces lames. La croix rouge localise le point d'où ont été prises les photos 1 et 2.


Le granite du Spitzkoppe est l'un des massifs granitiques de l'Ouest Namibien (avec les granites du Brandberg et de l'Erongo), granites mis en place au Crétacé inférieur (130 Ma) de façon contemporaine à l'ouverture de l'Atlantique Sud. Le climat semi-désertique et la rareté de la végétation permettent d'apprécier l'évolution morphologique de ce granite. Classiquement, l'altération et l'érosion des granites forment des reliefs en boules, à cause de l'interaction altération/érosion/diaclase (cf., par exemple, Altération, érosion en boule et chaos granitiques : Devils Marbles Conservation Reserve , Australie , Les chaos de granite rose de Ploumanac'h et de Trégastel (Côtes d'Armor) ...). La forme en boule vient du fait qu'en général il y a plusieurs directions de diaclases délimitant des polyèdres plus ou moins équidimensionnels. Si l'évolution locale du granite (refroidissement, histoire post-refroidissement…) n'a engendré qu'une seule famille de diaclases verticales, alors l'altération et l'érosion vont engendrer des lames et des murs de granites séparés par des couloirs étroits. L'étroitesse d'une de ces lames de granites, favorisée par de subtiles variations du granite, va parfois permettre à l'érosion de percer la base de cette lame, ce qui va engendrer une arche.

Figure 6. Schéma expliquant l'origine de l'arche du Spitzkoppe, Namibie

Schéma inspiré (et modifié) d'un schéma du National Park Service du Parc National des Arches (USA) qui s'appliquait alors à des grès (cf. Pourquoi y a-t-il tant d'arches dans le Parc national des Arches (Utah, États-Unis d'Amérique) ? ).

Le stade 1 correspond au granite avant une reprise d'érosion. Ce granite n'est affecté que par une seule famille de diaclases, verticales.

Le stade 2 montre le début de l'évolution des diaclases, élargies par les phénomènes d'altération/érosion, qui délimitent trois lames de granite séparées par deux couloirs. Le schéma montre que la lame de droite est en train de se creuser à sa base.

Le stade 3 montre la lame de droite percée par une arche.

Le stade 4 ressemble un peu à l'état actuel. La lame de droite a vu son arche s'effondrer et n'existe quasiment plus. La lame centrale est presque entièrement érodée. Il ne reste que la lame de gauche, percée par une nouvelle arche.


En parcourant le massif du Spitzkoppe, on peut découvrir les effets morphologiques à différents stades qu'ont engendré les phénomènes d'altération et d'érosion sur ce granite quand les diaclases forment un réseau avec souvent une direction très largement dominante. On peut voir aussi une morphologie en boules classiques, qui sont particulièrement visibles dans le massif voisin de l'Erongo et que nous verrons dans les semaines qui viennent. On peut aussi faire de la pétrologie, de la zoologie, de la préhistoire…

Figure 7. Vue globale vers le Nord prise depuis le voisinage de l'arche sur le sommet du Spitzkoppe (au centre) et sur des sommets annexes

Au premier plan, une morphologie classique en boules. Les montagnes de l'arrière-plan montrent une variété morphologique : des granites peu diaclasés, diaclasés par une seule famille de diaclases verticales, diaclasés par plusieurs familles de diaclases…


Figure 8. La face Sud-Sud-Est du Spitzkoppe, Namibie

Tout à gauche, le granite ne montre aucune diaclase. Toute la base droite de la montagne ne montre qu'une seule famille de diaclases et ressemble à un massif sédimentaire avec des strates verticales. Le sommet est quant à lui constitué d'un granite avec au moins deux directions de diaclases.


Figure 9. Un secteur du Spitzkoppe (Namibie) ne présentant qu'une seule orientation de diaclases

Cette photo a été prise dans une direction perpendiculaire à ces diaclases qui deviennent alors peu visibles. La crête de la montagne devait être constituée d'une lame percée d'une arche maintenant partiellement effondrée.


Figure 10. Au fond, la face Nord-Nord-Est du Spitzkoppe et sa famille de diaclases verticales présentant une direction largement dominante

Au premier plan, un granite très peu diaclasé.


Figure 11. La face Nord-Nord-Est du Spitzkoppe, au fond, et sa famille de diaclases verticales présentant une direction largement dominante

Au premier plan, un granite très peu diaclasé.


Figure 12. Vue aérienne oblique du sommet du Spitzkoppe (punaise rouge), Namibie

Les différentes parties du granite avec 0, 1, 2… directions de diaclases élargies par l'altération/érosion se voient très bien, en particulier la moitié Est (droite) du Spitzkoppe avec son unique famille de diaclases Nord-Sud donnant à cette face une morphologie plus habituelle en pays sédimentaire avec des strates redressées à la verticale qu'en pays granitique.


Figure 13. Affleurement modérément diaclasé par une seule famille de diaclases verticales peu élargies

Les diaclases ont été relativement peu élargies par les phénomènes d'altération/érosion par rapport au secteur de l'arche et du flanc Est du Spitzkoppe.


Figure 14. Zone modérément diaclasée par une seule famille de diaclases verticales peu élargies

Les diaclases ont été relativement peu élargies par les phénomènes d'altération/érosion par rapport au secteur de l'arche et du flanc Est du Spitzkoppe.


Figure 15. Vue générale sur le secteur modérément diaclasé par une seule famille de diaclases verticales peu élargies

Les diaclases ont été relativement peu élargies par les phénomènes d'altération/érosion par rapport au secteur de l'arche et du flanc Est du Spitzkoppe.


Figure 16. Vue aérienne oblique du secteur des images précédentes à diaclases peu élargies (punaise jaune)

La variabilité et la complexité de la distribution des diaclases au sein d'un inselberg granitique saute aux yeux.



Figure 18. Vue aérienne du petit inselberg de granite de la photo précédente

On y voit nettement un découpage par deux familles de diaclases perpendiculaires, situation beaucoup plus fréquente dans le monde que les secteurs avec une seule famille de diaclases.


Figure 19. Position relative des différents secteurs photographiés dans les images précédentes, massif du Spitzkoppe (Namibie)

La punaise verte localise le secteur de l'arche, la punaise rouge le secteur du sommet du Spitzkoppe, la punaise jaune le secteur des photos 13 à 15, et la punaise violette le petit inselberg granitique de la photo 17.


À chaque fois qu'on est dans un massif granitique, il faut se poser la question de son origine, et en particulier de la nature du matériel qui a fondu pour lui donner naissanc : croute, manteau, ou un peu des deux. C'est en particulier le cas des granites dits “anorogéniques” car mis en place en dehors des zones de subduction ou de collision. Dans le cas du massif du Spitzkoppe, la simultanéité entre la mise en place de ce granite et de l'ouverture de l'Atlantique laisse supposer la participation du manteau. La quasi-exclusivité d'un granite riche en orthose laisse aussi supposer une forte participation de la croute. La présence d'enclaves basiques au sein du granite suggère très fortement une origine mixte. Il pourrait s'agir par exemple d'un important sous-plaquage de magma basique sous le Moho continental, avec fusion de la base de la croute due à la chaleur apporté par ce magma basique.

Figure 20. Enclave basique dans le granite du Spitzkoppe (Namibie), qui montre une indiscutable participation mantellique à l'origine de ce granite contemporain de l'ouverture de l'Atlantique

La part relative des participations crustale et mantellique ne peut pas être déterminée par une simple observation macroscopique sur place pendant des vacances.


Et en plus de la géologie, le massif du Spitzkoppe permet de faire de la zoologie, de l'écologie, de la préhistoire…


Figure 22. Lézard du désert namibien, vraisemblablement un Agama planiceps mâle prenant le soleil sur le granite du Spitzkoppe

Les minéraux centimétriques du granite donne l'échelle.


Il n'y a pas que les damans et les lézards qui parcouraient les espaces du Spitzkoppe. Des hommes qui chassaient le parcouraient aussi il y a 6000 ans, et ils ont laissé des peintures et gravures rupestres qui persistent quand elles étaient effectuées sur les surplombs engendrés par l'altération/érosion du granite. Nous vous présentons quelques peintures/gravures du site connu sous le nom de Small Bushman Paradise .

Figure 23. Le site de Small Bushman Paradise , Namibie

Les peintures ont été effectuées sur la paroi à l'abri sous l'énorme masse de granite non diaclasé, derrière la clôture et les panneaux explicatifs.


Figure 24. Un petit “équidé” rouge peint sur une paroi granitique, Small Bushman Paradise (Namibie)

Le ranger gardien des gravures donne l'échelle.



Figure 26. Sélection de six peintures du Small Bushman Paradise (Namibie)

Les cristaux de taille centimétrique du granite donnent l'échelle de ces peintures. Les quatre peintures du haut sont relativement faciles à identifier : équidé, rhinocéros, zèbre, girafe. Il est plus difficile d'identifier ce qui est représenté sur la peinture en bas à gauche. Et en bas à droite, on peut reconnaitre des silhouettes humaines : un adulte et un enfant jouant à saute-mouton ou deux individus se livrant à d'autres activités ?


Figure 27. Localisation des différents sites observés dans le massif du Spitzkoppe (Namibie)

La punaise orange localise Small Bushman Paradise . Les autres sites sont localisés par les punaises verte (photos 1 à 4), rouge (photos 8 à 11), jaune (photos 13 à 15) et violette (photo 17).



Toutes les photographies de cet article ont été prises lors d’une excursion géologique organisée par le CBGA et encadrée par Olivier Dauteuil (Université de Rennes).