Article | 19/09/2019

Les rochers noirs (black boulders) du Parc national de Capitol Reef (Utah, États-Unis d'Amérique)

19/09/2019

Matthias Schultz

Professeur de SVT, Lycée H. de Chardonnet, Chalon sur Saône

Olivier Dequincey

ENS Lyon / DGESCO

Résumé

Origine volcanique des rochers noirs (black boulders), érosion et dépôt sous formes de terrasses sur des terrains variés.


Le Parc national de Capitol Reef (Utah, États-Unis d'Amérique) fait partie du plateau du Colorado, région géologique passionnante déjà largement abordée sur Planet-Terre. Nous avons eu l'occasion d'évoquer le parc lui-même à plusieurs reprises, notamment dans les articles Quelques déformations des roches globalement tabulaires du plateau du Colorado (États-Unis d'Amérique) et Waterpockets, potholes, et taffonis… superbes vacuoles érosives dans les grès du plateau du Colorado (États-Unis d'Amérique).

Rappelons simplement ici que ce parc comprend des paysages spectaculaires de désert d'altitude, écosystème associé à une biodiversité originale, des vestiges historiques et préhistoriques (pétroglyphes amérindiens notamment), et présente des caractéristiques structurales assez frappantes : le sous-sol est formé d'un empilement sédimentaire remarquablement tabulaire, très homogène, et quasi-continu du Permien au Crétacé (voire du Cambrien à l'Éocène en dehors des limites du Parc). Malgré une surrection “en bloc”, dont l'ampleur atteint 2000 à 3000 m, peu de déformations (failles, plis, chevauchements…) ont affecté les roches déposées depuis près de 600 Ma, ce qui explique les coupes naturelles exceptionnelles créées par l'érosion, en particulier au niveau des canyons. Une exception notable est le célèbre Waterpocket Fold (figure 21), structure monoclinale qui s'étend du Nord au Sud sur près de 150 km de long, et fait partie des points d'intérêt ayant justifié la création du Parc national de Capitol Reef (cf. Quelques déformations des roches globalement tabulaires du plateau du Colorado (États-Unis d'Amérique)).

Aujourd'hui, nous nous intéressons à une curiosité géologique : la présence dans les paysages du parc de nombreux rochers noirs (blacks boulders en anglais), blocs arrondis de dimensions décimétriques à métriques, qui ressortent de façon étonnante au milieu des roches sédimentaires blanches et rouges.

Un éboulis de rochers noirs (black boulders) photographié à l'entrée Ouest du Parc national de Capitol Reef (Utah, États-Unis d'Amérique), le long de la route SR-24

Figure 1. Un éboulis de rochers noirs (black boulders) photographié à l'entrée Ouest du Parc national de Capitol Reef (Utah, États-Unis d'Amérique), le long de la route SR-24.

De tels blocs sombres arrondis sont visibles en de nombreuses localités dans et autour du Parc national de Capitol Reef (Utah, États-Unis d'Amérique). Leur présence semble incongrue dans cet environnement géologique formé quasi-exclusivement de roches sédimentaires de couleurs bien différentes (grès silteux et argileux rouges de la formation Moenkopi ici).


L'observation rapprochée de ces rochers noirs révèle rapidement leur nature volcanique : il s'agit de blocs de basaltes et d'andésites, généralement faiblement altérés, et présentant des vacuoles et des cristaux plus ou moins développés (voir figures 8 et 24). Leur présence semble incongrue dans cet environnement géologique formé quasi-exclusivement de roches sédimentaires de couleurs bien différentes (calcaires de la formation Kaibab, grès silteux et argileux rouges de la formation Moenkopi, argilites grises de la formation Chinle, grès rouges massifs Wingate, grès plus bariolés et discontinus de la formation Kayenta, grès Navajo blancs et massifs, etc.) et où on n'observe aucun édifice volcanique, ni même de filons de roches magmatiques intrusives.

Détail d'un éboulis de rochers noirs (black boulders) photographié à l'entrée Ouest du Parc national de Capitol Reef, le long de la route SR-24

Figure 2. Détail d'un éboulis de rochers noirs (black boulders) photographié à l'entrée Ouest du Parc national de Capitol Reef, le long de la route SR-24.

De tels blocs sombres arrondis sont visibles en de nombreuses localités dans et autour du Parc national de Capitol Reef. Leur présence semble incongrue dans cet environnement géologique formé quasi-exclusivement de roches sédimentaires de couleurs bien différentes (grès silteux et argileux rouges de la formation Moenkopi ici). On distingue des vacuoles dues aux gaz volcaniques dans plusieurs blocs de lave. Leurs natures diverses (andésites, basaltes…), mais toujours volcaniques, se devinent aux différentes couleurs présentées. Bien qu'arrondis, émoussés, ces blocs semblent peu altérés.


Détail d'un rocher noir (black boulder) photographié à l'entrée Ouest du Parc national de Capitol Reef, le long de la route SR-24

Figure 3. Détail d'un rocher noir (black boulder) photographié à l'entrée Ouest du Parc national de Capitol Reef, le long de la route SR-24.

De tels blocs sombres arrondis sont visibles en de nombreuses localités dans et autour du Parc national de Capitol Reef. Leur présence semble incongrue dans cet environnement géologique formé quasi-exclusivement de roches sédimentaires de couleurs bien différentes (grès silteux et argileux rouges de la formation Moenkopi ici). On distingue peu d'vacuoles ou de cristaux dans ce bloc basaltique particulier. Bien qu'arrondi, émoussé, il ne présente qu'une fine pellicule d'altération en certaines zones de sa surface, et semble assez “frais”.


Détail de rochers noirs (black boulders) photographiés au cœur du Parc national de Capitol Reef (lieu dit “Frying Pan”)

Figure 4. Détail de rochers noirs (black boulders) photographiés au cœur du Parc national de Capitol Reef (lieu dit “Frying Pan”).

De tels blocs sombres arrondis sont visibles en de nombreuses localités dans et autour du Parc national de Capitol Reef. Leur présence semble incongrue dans cet environnement géologique formé quasi-exclusivement de roches sédimentaires de couleurs bien différentes (grès Navajo blancs massifs ici). On distingue des vacuoles de gaz volcaniques dans ces blocs, ainsi qu'une fine pellicule d'altération en certaines zones de leur surface (bloc au centre), même si ces blocs restent assez “frais” dans l'ensemble.


Détail de rochers noirs (black boulders) photographiés au cœur du Parc national de Capitol Reef (lieu dit “Frying Pan”)

Figure 5. Détail de rochers noirs (black boulders) photographiés au cœur du Parc national de Capitol Reef (lieu dit “Frying Pan”).

De tels blocs sombres arrondis sont visibles en de nombreuses localités dans et autour du Parc national de Capitol Reef. Leur présence semble incongrue dans cet environnement géologique formé quasi-exclusivement de roches sédimentaires de couleurs bien différentes. Bien qu'émoussés, arrondis, ces blocs sont peu altérés. Certains portent cependant des traces blanchâtres à leur surface (dépôt de caliche ou “calcrètes”, voir plus bas). On distingue des vacuoles de gaz volcaniques dans ces blocs, ainsi que des phénocristaux peu altérés au sein d'une pâte plus ou moins claire (traduisant des compositions variables, basaltiques à andésitiques) : de nombreux minéraux ferromagnésiens sombres (pyroxènes, et peut-être également amphiboles), et des plagioclases blancs.


Rochers noirs (black boulders) d'andésites et basaltes formant un tablier d'éboulis bien développé dans les pentes qui surplombent l'oasis de Fruita (en bas à gauche de la photographie), au cœur du Parc national de Capitol Reef (Utah, États-Unis d'Amérique)

Figure 6. Rochers noirs (black boulders) d'andésites et basaltes formant un tablier d'éboulis bien développé dans les pentes qui surplombent l'oasis de Fruita (en bas à gauche de la photographie), au cœur du Parc national de Capitol Reef (Utah, États-Unis d'Amérique).

Leur présence semble incongrue dans cet environnement géologique formé quasi-exclusivement de roches sédimentaires de couleurs bien différentes (grès silteux et argileux rouges de la formation Moenkopi, visibles au premier plan, entre les éboulis, ainsi qu'en pied de falaise à l'arrière-plan ; grès massifs rouges de la formation Wingate, formant la falaise monumentale à l'arrière-plan ; grès plus diversement colorés, en strates discontinues, de la formation Kayenta, coiffant la falaise à l'arrière-plan ; grès Navajo blancs et massifs formant les dômes en position sommitale, à l'arrière-plan toujours). On observe à nouveau des vacuoles dues aux gaz volcaniques dans plusieurs blocs sombres. Bien qu'arrondis, émoussés, ces blocs semblent peu altérés.


De plus, certains blocs présentent, au revers de leur face noire, une face blanche ou très claire (figures 7 et 8). Comment expliquer cet aspect dual étonnant ? Une observation plus détaillée de la face blanche des blocs met en évidence le fait qu'il ne s'agit que d'un encroutement de surface. Des croutes carbonatées (calcite, dolomite…) et/ou sulfatées (gypse…) se forment en effet dans les sols de ces régions arides par dissolution de divers minéraux par les eaux d'infiltration, puis dépôt en sub-surface sous l'effet de l'évaporation intense. Ces encroutements sont appelés caliche (terme issu de l'espagnol, courant mais ambigu), calcrete (terme anglais abréviation de calcite concrete, “béton calcaire”), traduit en français par « croutes calcaires » ou « calcrètes ». La face enfouie dans le sol des rochers noirs se couvre ainsi d'une fine couche blanche, mise en évidence si le bloc est retourné.

Détail de rochers noirs (black boulders) volcaniques formant un tablier d'éboulis bien développé dans les pentes qui surplombent l'oasis de Fruita, au cœur du Parc national de Capitol Reef

Figure 7. Détail de rochers noirs (black boulders) volcaniques formant un tablier d'éboulis bien développé dans les pentes qui surplombent l'oasis de Fruita, au cœur du Parc national de Capitol Reef.

On observe à nouveau des vacuoles dues aux gaz volcaniques dans plusieurs blocs sombres. Leurs natures diverses (andésites, basaltes…) sont soulignées par les différentes couleurs présentes. Bien qu'arrondis, émoussés, ces blocs semblent peu altérés. Certains sont cependant recouvert d'une croute calcaire due à leur séjour à demi-enterrés dans les sols de ces régions arides.


Détail de rochers noirs (black boulders) volcaniques photographiés au cœur du Parc national de Capitol Reef (lieu dit Frying Pan)

Figure 8. Détail de rochers noirs (black boulders) volcaniques photographiés au cœur du Parc national de Capitol Reef (lieu dit Frying Pan).

On observe à nouveau des vacuoles dues aux gaz volcaniques dans plusieurs blocs sombres. Leurs natures diverses (andésites, basaltes…) sont soulignées par les différentes couleurs présentes. Bien qu'arrondis, émoussés, ces blocs semblent peu altérés (certains présentent tout de même une fine croute d'altération qui se détache en plaques). Les trois blocs au centre sont recouvert d'une croute calcaire blanche due à leur séjour à demi-enterrés dans les sols de ces régions arides.


Rochers noirs (black boulders) volcaniques à demi-enterrés dans le sol à l'Ouest du Parc national de Capitol Reef

Figure 9. Rochers noirs (black boulders) volcaniques à demi-enterrés dans le sol à l'Ouest du Parc national de Capitol Reef.

Une croute calcaire peut se former sur leur face enterrée, par dissolution de divers minéraux par les eaux d'infiltration, puis dépôt en sub-surface sous l'effet de l'évaporation intense.


La forme arrondie de ces boulders indique un transport par de l'eau liquide ; leur masse parfois imposante suppose un transport sur de courtes distances (d'autant que les surfaces des blocs sont peu altérées), avec un hydrodynamisme très important. L'observation en plusieurs localités d'accumulations de ces rochers noirs va permettre de préciser les conditions de leur dépôt.

Tout d'abord, on peut remarquer leur position stratigraphique : ils recouvrent indifféremment toutes les formations sédimentaires du parc, d'âges permien à crétacé (figures 1 à 11). L'aspect peu altéré des blocs plaidait déjà en faveur d'un âge relativement jeune de ces roches volcaniques ; le principe de superposition démontre une mise en place sous forme de dépôts sédimentaires grossiers plus récente encore.

On trouve en outre une association des plus gros champs de boulders avec le réseau hydrographique : à proximité des vallées et canyons de la rivière Fremont, de ses affluents Sulphur Creek et Pleasant Creek, et au débouché des divers affluents mineurs intermittents (canyons creusés par les arroyos, ou oueds, à sec la plus grande partie de l'année) (figures 12 à 14). Enfin, lorsqu'ils sont amoncelés, ces rochers noirs forment de véritables terrasses alluviales marquées dans le paysage (autour de Fruita, par exemple, figures 14 à 19). Ces terrasses s'étagent à diverses altitudes, tantôt formant directement les rives des cours d'eau, tantôt dominant la rivière actuelle de plus de 150 mètres.

Ces terrasses constituent des surfaces horizontales clairement observables, donc en discordance angulaire avec les strates pentées des roches sédimentaires (grès et argiles mentionnés précédemment) affectées par la structure monoclinale du Waterpocket Fold. Cette discordance angulaire est un argument de plus en faveur de la mise en place récente des champs de roches noires, postérieure à la formation du Waterpocket Fold (pli peu précisément daté, mais qui affecte a minima des roches d'âge crétacé pour les plus jeunes présentes dans le parc).

Rochers noirs (black boulders) volcaniques au débouché du canyon de Grand Wash (à sec en ce mois de juillet 2018) sur la rivière Fremont, dans le Parc national de Capitol Reef

Figure 10. Rochers noirs (black boulders) volcaniques au débouché du canyon de Grand Wash (à sec en ce mois de juillet 2018) sur la rivière Fremont, dans le Parc national de Capitol Reef.

Les blocs sombrent surmontent ici l'une des formations sédimentaires les plus récentes de la région (âge jurassique), souvent en position sommitale dans ce secteur du parc   les grès Navajo, blancs et massifs. Notez les vacuoles érosives (taffonis) et les stratifications éoliennes entrecroisées de ces derniers.


Rochers noirs (black boulders) volcaniques au débouché du canyon de Grand Wash (à sec en ce mois de juillet 2018) sur la rivière Fremont, dans le Parc national de Capitol Reef

Figure 11. Rochers noirs (black boulders) volcaniques au débouché du canyon de Grand Wash (à sec en ce mois de juillet 2018) sur la rivière Fremont, dans le Parc national de Capitol Reef.

Les blocs sombrent surmontent ici une des formations sédimentaires les plus récentes du la région (âge Jurassique), souvent en position sommitale dans ce secteur du parc : les grès Navajo, blancs et massifs. Notez les vacuoles érosives (taffonis) et les stratifications éoliennes entrecroisées de ces derniers.


Rochers noirs (black boulders) volcaniques non loin du débouché du canyon de Grand Wash sur la rivière Fremont, dans le Parc national de Capitol Reef

Figure 12. Rochers noirs (black boulders) volcaniques non loin du débouché du canyon de Grand Wash sur la rivière Fremont, dans le Parc national de Capitol Reef.

Les blocs sombrent surmontent ici une des formations sédimentaires les plus récentes du la région (âge Jurassique), souvent en position sommitale dans ce secteur du parc : les grès Navajo, blancs et massifs. Notez les vacuoles érosives (taffonis) et les stratifications éoliennes entrecroisées de ces derniers.

L'association des ces dépôts avec le réseau hydrographique est rendue visible ici par la zone humide au premier plan, liée à la rivière Fremont, qui coule toute l'année.


Rochers noirs (black boulders) volcaniques non loin du débouché du canyon de Grand Wash sur la rivière Fremont, dans le Parc national de Capitol Reef

Figure 13. Rochers noirs (black boulders) volcaniques non loin du débouché du canyon de Grand Wash sur la rivière Fremont, dans le Parc national de Capitol Reef.

Les blocs sombrent surmontent ici une des formations sédimentaires les plus récentes du la région (âge Jurassique), souvent en position sommitale dans ce secteur du parc : les grès Navajo, blancs et massifs. Notez l'aspect en dômes caractéristique de ces derniers.

L'association des ces dépôts avec le réseau hydrographique est rendue visible ici par la zone humide et la ripisylve (notamment peupliers de Fremont, Populus fremontii, ou cottonwood), au premier plan, liées à la rivière Fremont, qui coule toute l'année.


Rochers noirs (black boulders) volcaniques, mêlés à des blocs plus anguleux de grès rouges divers (formation Wingate notamment), formant un tablier d'éboulis bien développé au premier plan, dans les pentes qui surplombent l'oasis de Fruita (visible en bas à droite de la photographie), au cœur du Parc national de Capitol Reef

Figure 14. Rochers noirs (black boulders) volcaniques, mêlés à des blocs plus anguleux de grès rouges divers (formation Wingate notamment), formant un tablier d'éboulis bien développé au premier plan, dans les pentes qui surplombent l'oasis de Fruita (visible en bas à droite de la photographie), au cœur du Parc national de Capitol Reef.

On distingue aussi de véritables terrasses de rochers noirs dans le paysage à l'arrière-plan (à droite de la photographie), caractérisés par leur teinte grisâtre qui tranche avec les grès rouges environnants, mais aussi par leurs surfaces supérieures horizontales, et leurs pentes formées de tabliers d'éboulis. L'association de ces dépôts avec le réseau hydrographique est rendue visible ici par la ripisylve de l'oasis, liée à la rivière Fremont, dont on distingue le cours amont encaissé au fond à droite de la photo (canyon creusé entre autres dans la formation Moenkopi).


Panorama d'ensemble du site de l'oasis de Fruita, dont on distingue la ripisylve au centre de l'image, Parc national de Capitol Reef (Utah)

Figure 15. Panorama d'ensemble du site de l'oasis de Fruita, dont on distingue la ripisylve au centre de l'image, Parc national de Capitol Reef (Utah).

Point de prise de vue dominant celui de la figure 14.

L'oasis de Fruita est liée à la rivière Fremont, qui traverse l'image de gauche à droite, et dont on distingue le cours amont encaissé au fond à gauche de la photo (canyon creusé entre autres dans la formation Moenkopi). L'escarpement creusé par l'érosion dans la structure monoclinale du Waterpocket Fold offre une superbe coupe dans les roches sédimentaires régionales (voir figure 21 pour une coupe synthétique). Les grès silteux et argileux rouges de la formation Moenkopi, visibles à gauche de l'image (c'est-à-dire en direction de l'Ouest ici), sont surmontés par les argilites grises de la formation Chinle, qu'on devine au centre de l'image, formant des badlands en pied de falaise, mais peu visibles ailleurs car couverts d'éboulis ; puis les grès massifs rouges de la formation Wingate forment la falaise monumentale à l'arrière-plan au centre et à droite, et au premier plan tout à fait à droite de l'image ; ces derniers sont surmontés par les grès plus diversement colorés, en strates discontinues, de la formation Kayenta, coiffant la falaise à l'arrière-plan ; et enfin par les grès Navajo blancs et massifs formant les dômes en position sommitale, à l'arrière-plan toujours. Du fait du Waterpocket Fold, toutes ces strates présentent un pendage d'environ 10° vers l'Est (c'est-à-dire vers la droite de la photographie). De véritables terrasses de boulders ressortent dans le paysage, au centre de l'image, de par leur sommet horizontal, leurs pentes formées de tabliers d'éboulis, et leur teinte grisâtre. L'association des ces dépôts avec le réseau hydrographique, de part et d'autre de la rivière Fremont, est ici manifeste. En fait les deux principales terrasses visibles ici représentent sans doute une seule terrasse scindée en deux par l'incision ultérieure de la rivière Fremont.


Terrasse de rochers noirs volcaniques posée sur les grès rouges de la formation Moenkopi, dans l'Ouest du Parc national de Capitol Reef (Utah)

Terrasses de rochers noirs (black boulders) volcaniques au cœur du Parc national de Capitol Reef (lieu dit Frying Pan, « poêle à frire », terme assez approprié aux températures qui y règnent en été…)

Figure 17. Terrasses de rochers noirs (black boulders) volcaniques au cœur du Parc national de Capitol Reef (lieu dit Frying Pan, « poêle à frire », terme assez approprié aux températures qui y règnent en été…).

Ces terrasses grises (au centre de l'image, au pied de la grande falaise claire) ressortent au milieu des grès diversement colorés (rouges, blancs…) de la formation Kayenta et des grès Navajo blancs et massifs, à la morphologie en dômes. Elles sont souvent à proximité de canyon creusés par des oueds ou par des cours d'eau permanents, qu'elles dominent cependant de plus de 150 mètres ici. On devine leurs surfaces supérieures bien horizontales.


Détail de terrasses de rochers noirs volcaniques au cœur du Parc national de Capitol Reef(lieu dit Frying Pan)

Figure 18. Détail de terrasses de rochers noirs volcaniques au cœur du Parc national de Capitol Reef(lieu dit Frying Pan).

Ces terrasses grises ressortent au milieu des grès diversement colorés (rouges, blancs…) de la formation Kayenta et des grès Navajo blancs et massifs, à la morphologie en dômes. Elles sont souvent à proximité de canyon creusés par des oueds ou par des cours d'eau permanents, qu'elles dominent cependant de plus de 150 mètres ici. On devine leurs surfaces supérieures bien horizontales.


Détail d'une terrasse de rochers noirs volcaniques au cœur du Parc national de Capitol Reef (lieu dit Frying Pan)

Figure 19. Détail d'une terrasse de rochers noirs volcaniques au cœur du Parc national de Capitol Reef (lieu dit Frying Pan).

Cette terrasse grise, en bas à gauche de l'image, ressort au milieu des grès diversement colorés (rouges, blancs…) de la formation Kayenta et des grès Navajo blancs et massifs, à la morphologie en dômes. On devine sa surface supérieure bien horizontale, en discordance angulaire avec les strates de grès Kayenta et Navajo, inclinées d'environ 10° vers l'Est (c'est-à-dire la droite de l'image ici). Cette discordance plaide en faveur d'un âge récent pour le dépôt des terrasses, postérieur au plissement du Waterpocket Fold qui affecte les grès d'âge jurassique.


L'âge des roches volcaniques constituant les boulders, ainsi que celui de formation des terrasses est donc récent. Des études radiochronologiques ont permis de dater les andésites et basaltes constituant les blocs sombres du secteur de Fruita à −20 à –25 Ma. Pourtant, aucun édifice volcanique ni filon de roche magmatique intrusive ne sont observables directement autour de Fruita, où ont été prises les photos les plus caractéristiques de ces terrasses. Le magmatisme tertiaire et quaternaire sur le plateau du Colorado est par ailleurs bien connu, avec des épisodes ponctuels de volcanisme important, dont les âges s'échelonnent de −45  Ma à l'époque actuelle (+1065 a pour l'éruption la plus récente, cf. Coulées de laves anciennes de type aa (en gratons) : Arizona, Canaries, Islande et Chaîne des Puys, et principalement autour de −28 à −35 Ma pour le Navajo Volcanic Field évoqué dans l'article Monument Valley : grès et argiles, diaclases, érosion, mésas et buttes témoins, anciens volcans…. Nous reviendrons sur les manifestations et origines de ce magmatisme du plateau du Colorado dans un prochain article (cf. Le magmatisme tertiaire et quaternaire du plateau du Colorado (États-Unis d'Amérique) exemple du Navajo Volcanic Field). Des filons (dikes, sills) de basalte sont d'ailleurs observables dans le secteur peu accessible de Cathedral Valley, assez loin au Nord de Fruita, mais toujours dans le Parc national de Capitol Reef. Ces basaltes de Cathedral Valley ont cependant été datés à −4 Ma. La source des boulders est donc à chercher ailleurs.

Des coulées de laves andésitiques et basaltiques âgées de −20 à −25 Ma couvrent justement les montagnes à l'Ouest et au Nord du secteur de Fruita, en dehors des limites du parc, notamment la bien nommée Boulder Mountain (figures 20 à 24), une portion du plateau d'Aquarius, et d'autres sommets proches comme Thousand Lakes Mountain. Ces plateaux volcaniques constituent les restes d'épanchements plus généralisés dans le Centre et le Sud de l'Utah (Marysvale Volcanic Field, essentiellement actif au milieu de l'ère Tertiaire, mais dont les plus récents évènements remontent à peine plus de 6 Ma), mais largement érodés depuis. La présence sous forme de terrasses des rochers noirs dans le Parc national de Capitol Reef, terrasses associées au réseau hydrographique existant, et la forme arrondie des rochers, traduit une érosion et un transport par l'eau liquide : crues éclairs (fréquentes lors de la période de mousson estivale dans ces milieux arides et semi-arides), coulées de débris, processus alluvionnaires classiques et possiblement glaciaires (lors des derniers cycles glaciaires, de petits glaciers d'altitude ont coiffé et érodé les reliefs volcaniques environnant le parc, laissant des moraines clairement identifiées ; des débâcles glaciaires auraient ensuite pu contribuer au transport des blocs de roches volcaniques arrachés aux sommets). La contribution des cycles glaciaires au transport des boulders reste aujourd'hui débattue, entre autres parce que les coulées de débris et les moraines peuvent avoir des allures très similaires, et que les deux phénomènes peuvent intervenir successivement.

Quoi qu'il en soit, la succession de plusieurs épisodes de sédimentation et d'incision aurait donc abouti, selon le phénomène classique, à l'étagement de plusieurs terrasses alluviales de rochers sombres, dont certaines dominent aujourd'hui de plus de 150 mètres les cours d'eau actuels. La rythmicité entre dépôt de sédiments et incision pourrait être guidée par une modification du niveau de base et un changement du régime hydrodynamique des rivières (en lien avec la tectonique et la surrection du plateau du Colorado), mais cela cadre mal avec l'absence de plissements observés dans ces terrasses ; ou encore plus vraisemblablement avec l'alternance des cycles glaciations / périodes interglaciaires (mécanisme “classique”, bien connu en Europe). La corrélation nette entre les terrasses fluviatiles dans plusieurs localités montre une origine commune, sous le contrôle d'évènements externes, probablement climatiques.

Pour aller plus loin, des chercheurs ont employé la méthode de datation d'exposition par isotopes cosmogéniques sur les boulders (production d'hélium 3 par les rayons cosmiques), dont l'accumulation dans les échantillons à dater permet de déterminer un âge d'exposition de ces rochers. La mise en place des terrasses proches de Fruita (visibles dans les figures 14 et 15) remonterait ainsi à 200 000 a environ seulement. Cela permet d'estimer une vitesse d'incision de la rivière Fremont dans ces dépôts à près de 0,4 mètre par millier d'années, un des taux les plus élevés du plateau du Colorado, preuve s'il en fallait de la vigueur de l'érosion dans ce secteur surélevé, soumis à des phénomènes climatiques extrêmes, et peu végétalisé.

Panorama en direction du Sud-ouest du Waterpocket Fold depuis les falaises de l'entrée Ouest du Parc national de Capitol Reef, Utah

Figure 20. Panorama en direction du Sud-ouest du Waterpocket Fold depuis les falaises de l'entrée Ouest du Parc national de Capitol Reef, Utah.

On distingue au centre de l'image la vaste courbure des strates de roches sédimentaires (correspondant au Teasdale Uplift de la coupe de la figure 21), entaillé par le canyon de Sulphur Creek. À gauche de l'image, c'est-à-dire ici à l'Est, et sous les pieds du photographe, les falaises formant une barrière infranchissable et délimitant le parc national correspondent au flanc redressé du monoclinal (partie droite de la figure 21, pendage d'environ 10° vers l'Est). On devine au loin, au pied de ces falaises à gauche de l'image, l'oasis de Fruita surmontée d'une terrasse horizontale de blocs volcaniques sombres. Enfin on distingue dans le lointain à droite du panorama, c'est-à-dire à l'Ouest du parc national, la Boulder Mountain plus boisée, coiffée de basaltes et andésites d'âge tertiaire.


Coupe théorique du Waterpocket Fold, formant à l'Est une superbe structure monoclinale de grande ampleur disséquée par l'érosion

Figure 21. Coupe théorique du Waterpocket Fold, formant à l'Est une superbe structure monoclinale de grande ampleur disséquée par l'érosion.

Une ancienne faille du substratum précambrien, réactivée lors de l'orogenèse du Laramide (Crétacé supérieur à Éocène), serait à l'origine du plissement des strates sédimentaires ultérieures. Les falaises abruptes formées dans les grès Wingate et Navajo fortement redressés dans la partie Est du pli forment un obstacle difficilement franchissable, notamment pour les pionniers mormons, et sont à l'origine du terme reef (récif, barrière) pour désigner le Parc national de Capitol Reef. Voir à ce sujet l'article Quelques déformations des roches globalement tabulaires du plateau du Colorado (États-Unis d'Amérique).

Sont mentionnés sur cette figure synthétique les basaltes et andésites tertiaires qui coiffent la Boulder Mountain, ainsi que les éboulis quaternaires formés au détriment de ces derniers. Il conviendrait de compléter la figure en mentionnant les véritables terrasses alluviales quaternaires formées par les dépôts de ces rochers volcaniques le long du réseau hydrographique, y compris bien plus à l'Est sur cette coupe, surmontant en discordance toutes les formations sédimentaires du parc.


Larges rochers volcaniques (basaltes et andésites, principalement) au sommet de la Boulder Mountain (Utah), à l'Ouest du Parc national de Capitol Reef

Figure 22. Larges rochers volcaniques (basaltes et andésites, principalement) au sommet de la Boulder Mountain (Utah), à l'Ouest du Parc national de Capitol Reef.

La Boulder Mountain est un plateau volcanique de 180 km2 environ, daté de −20 à −25 Ma, et origine probable (avec d'autres sommets environnants tels que Thousand Lakes Mountain) des blocs volcaniques sombres retrouvés autour de la rivière Fremont et de ses affluents dans le parc de Capitol Reef. L'altitude plus élevée que dans le parc permet, grâce aux températures plus modérées et aux précipitations plus importantes, surtout sous forme de chutes de neiges hivernales, le développement de forêts de pins, sapins et épicéas (protégées dans la Dixie National Forest). Les rochers photographiés ici sont issus du démantèlement (par les glaciers notamment, lors des dernières phases glaciaires) de ce plateau volcanique. De larges vacuoles de gaz volcaniques y sont visibles de près.


Larges rochers volcaniques (basaltes et andésites, principalement) au sommet de la Boulder Mountain (Utah), à l'Ouest du Parc national de Capitol Reef

Figure 23. Larges rochers volcaniques (basaltes et andésites, principalement) au sommet de la Boulder Mountain (Utah), à l'Ouest du Parc national de Capitol Reef.

La Boulder Mountain est un plateau volcanique de 180 km2 environ, daté de −20 à −25 Ma, et origine probable (avec d'autres sommets environnants tels que Thousand Lakes Mountain) des blocs volcaniques sombres retrouvés autour de la rivière Fremont et de ses affluents dans le parc de Capitol Reef. L'altitude plus élevée que dans le parc permet, grâce aux températures plus modérées et aux précipitations plus importantes, surtout sous forme de chutes de neiges hivernales, le développement de forêts de pins, sapins et épicéas (protégées dans la Dixie National Forest). Les rochers photographiés ici sont issus du démantèlement (par les glaciers notamment, lors des dernières phases glaciaires) de ce plateau volcanique.. De larges vacuoles de gaz volcaniques y sont visibles de près.


Détail d'un rocher volcanique (andésite) au sommet de la Boulder Mountain (Utah), à l'Ouest du Parc national de Capitol Reef

Figure 24. Détail d'un rocher volcanique (andésite) au sommet de la Boulder Mountain (Utah), à l'Ouest du Parc national de Capitol Reef.

On distingue au sein d'une pâte claire de nombreux minéraux ferromagnésiens sombres (pyroxènes, et peut-être également amphiboles), caractéristiques proches de celles observées au niveau des boulders du Parc national de Capitol Reef (figure 8 par exemple).


Localisation des principaux lieux mentionnés dans le secteur Ouest du Parc national de Capitol Reef (Utah)

Cet article s'appuie en partie sur l'excellent ouvrage de vulgarisation de Morris et al. (2010) ainsi que sur les informations fournies par le Service des Parcs nationaux.

T.H. Morris, S.M. Ritter, D.P. Laycock, 2010. Geology Unfolded, an illustrated guide to the Geology of Utah's National Parks , BYU Press, 72 p.

National Park Service. Black Boulders, consulté le 02/09/2019

Pour aller plus loin.

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