Image de la semaine | 06/06/2022

La complexité de la structure interne d'une coulée de basalte, carrière de Roure, Saint-Pierre le Chastel (Puy-de-Dôme)

06/06/2022

Pierre Thomas

Laboratoire de Géologie de Lyon / ENS de Lyon

Olivier Dequincey

ENS de Lyon / DGESCO

Résumé

Prismes, entablement, colonnades, lauze, altération en boules… dans une coulée de basalte, et niveau de contact avec le socle.


Bord Sud de la tranchée-route conduisant à la carrière de Roure (Saint-Pierre le Chastel, Puy-de-Dôme)

Figure 1. Bord Sud de la tranchée-route conduisant à la carrière de Roure (Saint-Pierre le Chastel, Puy-de-Dôme)

L'Est (vallée de la Sioule) est à gauche, l'Ouest (la carrière) à droite. La moitié inférieure gauche de l'affleurement est constituée de gneiss appartenant au socle hercynien. La moitié supérieure droite constitue la base d'une coulée de basalte quaternaire reposant sur le gneiss par l'intermédiaire d'un niveau peu résistant, mélange de scories et d'alluvion. La coulée a rempli une paléo-dépression topographique (une ancienne vallée) située à droite. C'est le basalte remplissant cette paléo-dépression située à droite qu'exploite (pour l'empierrement, les granulats…) la carrière de Roure. La prismation du basalte se voit assez bien, et on devine qu'elle est complexe.

Localisation par fichier kmz de la carrière de basalte de Roure (Puy-de-Dôme).


Bord Nord de la tranchée-route conduisant à la carrière de Roure (Saint-Pierre le Chastel, Puy-de-Dôme)

Figure 2. Bord Nord de la tranchée-route conduisant à la carrière de Roure (Saint-Pierre le Chastel, Puy-de-Dôme)

L'Est (vallée de la Sioule) est à gauche, l'Ouest (la carrière) à droite. La moitié inférieure gauche de l'affleurement est constituée de gneiss appartenant au socle hercynien. La moitié supérieure droite constitue la base d'une coulée de basalte quaternaire reposant sur le gneiss par l'intermédiaire d'un niveau peu résistant, mélange de scories et d'alluvion. La coulée a rempli une paléo-dépression topographique (une ancienne vallée) située à droite. C'est le basalte remplissant cette paléo-dépression située à droite qu'exploite (pour l'empierrement, les granulats…) la carrière de Roure. La prismation du basalte se voit assez bien, et on devine qu'elle est complexe.


Vue générale de la tranchée-route conduisant à la carrière de Roure, à l'arrière-plan

Figure 3. Vue générale de la tranchée-route conduisant à la carrière de Roure, à l'arrière-plan

La figure 1 correspond au bord gauche de la tranchée, et la figure 2 au bord droit.


La formation des prismes volcaniques et la structure interne des coulées de lave fluide (ici de basalte) sont décrites dans plusieurs articles de Planet-Terre, dont La formation des orgues volcaniques. La figure 6 de cet article représente la “structure théorique type” d'une coulée de basalte avec ses trois niveaux caractéristiques : fausse colonnade, entablement et colonnade. Nous visiterons cette carrière de Roure, en montrant deux exemples du contact coulée/substratum (figures 4 à 6 et 17 à 19) et surtout en présentant différentes vues prises à l'intérieur de la carrière. Ces vues montrent que la réalité de la structure interne d'une coulée de basalte est parfois plus complexe que les modèles simples. Nous ne chercherons pas à expliquer la complexité de cette coulée émise par le Puy de Banson, complexité peut-être due à un sur-épaississement local de cette coulée juste avant son arrivée dans la paléo-vallée de la Sioule, sur-épaissement ayant “perturbé” l'écoulement puis le refroidissement de la coulée.

Cette coulée, provenant du Puy de Banson, emprunte la vallée d'un petit affluent avant d'arriver dans la vallée principale (vallée de la Sioule, voir la figure 29). Ce Puy de Banson appartient à une petite provine volcanique peu connue du Massif Central : la Petite Chaine des Puys. Ce volcanisme quaternaire est un peu plus ancien que celui, beaucoup plus connu, de la Chaine des Puys, située 10 à 15 km plus à l'Est.

Contact entre le basalte de la coulée et le substratum gneissique, carrière de Roure (Puy-de-Dôme)

Figure 4. Contact entre le basalte de la coulée et le substratum gneissique, carrière de Roure (Puy-de-Dôme)

Vue pries au niveau de l'affleurement de la figure 2. La coulée repose sur ce socle par l'intermédiaire d'un niveau “meuble” constitué d'un mélange de scories basaltiques (issues de la base de la coulée) et de galets fluviatiles de forme arrondie.


Zoom sur le contact entre le basalte de la coulée et le substratum gneissique, carrière de Roure (Puy-de-Dôme)

Figure 5. Zoom sur le contact entre le basalte de la coulée et le substratum gneissique, carrière de Roure (Puy-de-Dôme)

Vue pries au niveau de l'affleurement de la figure 2. La coulée repose sur ce socle par l'intermédiaire d'un niveau “meuble” constitué d'un mélange de scories basaltiques (issues de la base de la coulée) et de galets fluviatiles de forme arrondie.


Zoom sur le niveau meuble de la figure précédente contenant des galets arrondis

Figure 6. Zoom sur le niveau meuble de la figure précédente contenant des galets arrondis

Cela montre que le basalte a coulé dans le lit (lit mineur, lit majeur, ancienne terrasse…) d'un ancien petit ruisseau.


Vue de la partie Nord-Est de la carrière de Roure dans son état de 2006

Figure 7. Vue de la partie Nord-Est de la carrière de Roure dans son état de 2006

L'entrée en V dans le quart supérieur droit de la photo correspond à l'entrée des figures 1 à 3. Même vue de loin, la complexité de la prismation est évidente.


Vue de l'Est de la carrière de Roure dans son état de 2006

Figure 8. Vue de l'Est de la carrière de Roure dans son état de 2006

La complexité de la prismation est évidente.



Détail annoté du front de taille Ouest de la carrière de Roure (Puy-de-Dôme), état de 2021

Figure 10. Détail annoté du front de taille Ouest de la carrière de Roure (Puy-de-Dôme), état de 2021

On peut identifier quatre niveaux dans ce front de taille. De haut en bas, on distingue : (1) un niveau de Prismes Verticaux Supérieurs (PVS) qu'on peut assimiler à la fausse colonnade théorique, (2) un niveau de Lauzes (L) absent dans la coupe théorique type, (3) un niveau de Prismes Obliques et Courbes (POC) qu'on peut assimiler à l'entablement, et (4) un niveau de Prismes Verticaux Inférieurs (PVI) qu'on peut assimiler à la colonnade.


Vue sur le secteur Nord-Ouest de la carrière de Roure dans son état de 2021

Figure 11. Vue sur le secteur Nord-Ouest de la carrière de Roure dans son état de 2021

On peur reconnaitre les niveaux PVS, L, POC et PVI décrits à la figure 10.


Vue rapprochée sur le secteur Nord-Ouest de la carrière de Roure dans son état de 2021

Figure 12. Vue rapprochée sur le secteur Nord-Ouest de la carrière de Roure dans son état de 2021

On peur reconnaitre les niveaux PVS, L, POC et PVI décrits à la figure 10.


Détail d'une paroi orientale de la carrière de Roure dans son état de 2006

Figure 13. Détail d'une paroi orientale de la carrière de Roure dans son état de 2006

On reconnait trois niveaux décrits à la figure 10 : PVS, L et POC.


Détail d'un autre secteur d'une paroi orientale de la carrière de Roure ans son état de 2006

Figure 14. Détail d'un autre secteur d'une paroi orientale de la carrière de Roure ans son état de 2006

De haut en bas, on note l'absence des niveaux PVS et L, et on reconnait un niveau ressemblant au POC des photos précédentes. Ce qui ressemble à un POC surmonte un niveau de Lauzes Inférieures (LI).


Un secteur de la paroi orientale de la carrière de Roure (Puy-de-Dôme) dans son état de 2006

Figure 17. Un secteur de la paroi orientale de la carrière de Roure (Puy-de-Dôme) dans son état de 2006

Ici, le basalte a coulé sur une petite éminence du substratum sur laquelle la coulée se moule. On peut comparer la nature de ce substratum avec celui que l'on voit sur les figures 4, 5 et 6. Sur ce substratum, le basalte est “découpé” en lauzes (LI), lauzes surmontées par des Prismes Obliques et Courbes (POC). Les lauzes et la limite POC/LI sont parallèles et semblent “défléchies” par la surface du toit du substratum.


Détail sur un secteur de la paroi orientale de la carrière de Roure (Puy-de-Dôme) dans son état de 2006

Figure 18. Détail sur un secteur de la paroi orientale de la carrière de Roure (Puy-de-Dôme) dans son état de 2006

Ici, le basalte a coulé sur une petite éminence du substratum sur laquelle la coulée se moule. On peut comparer la nature de ce substratum avec celui que l'on voit sur les figures 4, 5 et 6. Sur ce substratum, le basalte est “découpé” en lauzes (LI), lauzes surmontées par des Prismes Obliques et Courbes (POC). Les lauzes et la limite POC/LI sont parallèles et semblent “défléchies” par la surface du toit du substratum.


Zoom sur la base d'un secteur de la paroi orientale de la carrière de Roure (Puy-de-Dôme) dans son état de 2006

Figure 19. Zoom sur la base d'un secteur de la paroi orientale de la carrière de Roure (Puy-de-Dôme) dans son état de 2006

Ici, le basalte a coulé sur une petite éminence du substratum sur laquelle la coulée se moule. On peut comparer la nature de ce substratum avec celui que l'on voit sur les figures 4, 5 et 6. Sur ce substratum, le basalte est “découpé” en lauzes (LI), lauzes surmontées par des Prismes Obliques et Courbes (POC).


La majorité du basalte extrait de la carrière de Roure (Saint-Pierre le Chastel, Puy-de-Dôme) se présente sous forme de prismes plus ou moins grands et bien formés

Figure 23. La majorité du basalte extrait de la carrière de Roure (Saint-Pierre le Chastel, Puy-de-Dôme) se présente sous forme de prismes plus ou moins grands et bien formés

Avant d'être concassés et de devenir granulat, ce qui est la destinée de la majorité du matériel extrait, certains blocs (les plus solides et les moins fracturés) sont destinés à l'enrochement et ne sont donc pas broyés. Ces gros blocs sont temporairement entreposés, et forment des “tas de prismes”. Les plus beaux de ces prismes peuvent être achetés tels quels par des particuliers ou des collectivités locales pour faire des “rocailles” originales.


La majorité du basalte extrait de la carrière de Roure (Saint-Pierre le Chastel, Puy-de-Dôme) se présente sous forme de prismes plus ou moins grands et bien formés

Figure 24. La majorité du basalte extrait de la carrière de Roure (Saint-Pierre le Chastel, Puy-de-Dôme) se présente sous forme de prismes plus ou moins grands et bien formés

Avant d'être concassés et de devenir granulat, ce qui est la destinée de la majorité du matériel extrait, certains blocs (les plus solides et les moins fracturés) sont destinés à l'enrochement et ne sont donc pas broyés. Ces gros blocs sont temporairement entreposés, et forment des “tas de prismes”. Les plus beaux de ces prismes peuvent être achetés tels quels par des particuliers ou des collectivités locales pour faire des “rocailles” originales.



Dans la partie Sud de la carrière de Roure, l'état de l'exploitation de la carrière et d'une piste d'accès en 2006 laissait voir un front de taille de basalte très altéré, et sans doute laissé sur place par l'exploitant car trop altéré (et donc trop friable) pour les usages habituels de ce basalte (granulats, enrochements…). À ce niveau, aucune prismation n'est visible et, comme très souvent dans les roches homogènes, l'altération forme des boules, avec une structure typique en pelures d'oignon. Cet affleurement nous rappelle que, contrairement à une croyance très répandue, il n'y a pas que les granites qui s'altèrent en boules. Les basaltes le font très bien aussi.

Carte géologique et vue aérienne de l'extrémité aval de la coulée de basalte issue du Puy de Banson

Figure 28. Carte géologique et vue aérienne de l'extrémité aval de la coulée de basalte issue du Puy de Banson

Cette extrémité aval est presque entièrement exploitée par la carrière de Roure. Cette coulée domine la rivière Sioule et ses alluvions de quelques dizaines de mètres, alors que plus au Nord, les coulées issues de la Chaine des Puys arrivent au niveau de la vallée de la Sioule. Il y a là un début d'inversion de relief, montrant que cette coulée est (légèrement) plus âgée que le volcanisme de la Chaine des Puys.


Cadre géologique de la carrière de Roure (Saint-Pierre le Chastel, Puy-de-Dôme)

Figure 29. Cadre géologique de la carrière de Roure (Saint-Pierre le Chastel, Puy-de-Dôme)

Cette carrière est située dans la vallée de la Sioule. La Sioule, qui coule sur le socle hercynien (en rose, orange, rouge ou vert clair), est encadrée par la Chaine des Puys située à une dizaine de km à l'Est et par la Petite Chaine des Puys située à environ 5 km à l'Ouest. Ces deux provinces volcaniques, d'âge quaternaire, ont émis des coulées de basalte (en bleu) qui ont rejoint la vallée de la Sioule. Les terrains de teinte vert foncé correspondent à de vieilles coulées de basalte mio-pliocènes “indépendantes” de ces “deux” Chaines des Puys. La Petite Chaine des Puys, un peu plus âgée que la “vraie” Chaine des Puys, comprend quatre volcans “stromboliens” et un maar, ainsi que des coulées associées.