SVT Lorraine > Géologie Lorraine > Lave de Thélod >

Lave de Thélod : 3. Description

Description des affleurements et pétrographie des laves du "volcan" de Thélod

Le "volcan" de Thélod (prononcer "Tlo") affleure aujourd'hui sous la forme de deux pointements volcaniques situées au NNO du village, à 360m d'altitude environ sur la colline boisée appelée "Le Mont" culminant à 451 m (fig.2).

Fig.2 : Le Mont vu depuis la D52 entre Marthemont et Thélod (cliché © BRGM)

Les roches volcaniques sont observables au niveau de quelques affleurements discontinus répartis au pied ou sur le flanc de deux petites buttes superposées (fig.3). En arrivant depuis l'ouest (fig.1), l'accès se fait par le sommet du gisement, au niveau de la butte supérieure formant la partie sud-ouest du gisement (fig.3). A proximité du chemin menant au site apparaissent, ça et là, des affleurements de roches mises au jour grâce à quelques souches d'arbres arrachés lors des tempêtes que la région a subies ces dernières années. Il est ainsi possible de repérer la transition entre roches volcaniques et roches encaissantes constituées de calcaires bajociens granuleux à patine ocre ; même si le contact entre les formations n'a pu être observé, celui-ci semble se situer à hauteur d'un fossé qui borde la partie ouest du gisement (fig.3). Les roches encaissantes ne semblent pas être affectées par l'intrusion volcanique : elles ne présentent ni trace de métamorphisme ni perturbation de leur pendage.

Fig.3 : Plan du gisement de basalte de Thélod (A-B: emplacement de la coupe de la fig.9)

Fig.4 : Le sommet du gisement de "basalte" porphyrique

Les roches volcaniques affleurent au pied d'un arbre et un volume conséquent d'éboulis permet d'échantillonner à cet endroit (fig.4). Il s'agit d'une roche sombre, dense, gris foncé, généralement assez altérée en surface correspondant à un "basalte" alcalin (ou une autre roche apparentée plus sous-saturée mais impossible à caractériser avec plus de précisison sans analyses chimiques) porphyrique : les phénocristaux automorphes originels ne sont plus reconnaissables qu'à leur habitus ou à leurs clivages. Il s'agit de mica phlogopite (fig. 5), reconnaissable à ses plans de clivages parallèles à l'allongement du minéral, d'amphiboles blindées par du phlogopite reconnaissables à leurs formes losangiques et leurs deux plans de clivages sécants à 124° et soulignés par des oxydes et d'éventuelles anciennes olivines complétement iddingsitisées. Des plages vacuolaires de calcite contenant de petits plagioclases blancs automorphes sont dispersées dans la roche (fig. 6) ; elles pourraient correspondre à des phénomènes d'immiscibilité entre des phases silicatées et des phases carbonatées du magma originel. La mésostase est constituée d'une pâte sombre riche en petits cristaux d'oxydes et de silicates altérés.

Fig.5 : Échantillon de "basalte" porphyrique à phlogopite (1: zoom sur les phénocristaux de phlogopite)

Fig.6 : Lames minces de "basalte" de Thélod observées au microscope polarisant.
lame en LPNA, 1 = phlogopite et amphiboles altérés, 2 = mésostase, 3 = vacuole avec calcite ;
lame en LPA, 2 = mésostase, 4 = vacuole de calcite.
(clichés © C. Delangle - Terrae Genesis - CGTG-R0850-LM1438)

Des veines de calcite (et/ou d'aragonite ?) traversent les affleurements. Ces formations secondaires résulteraient de l'action de l'eau chargée en carbonates dissous qui a circulé dans les fissures de la roche après sa mise en place. L'origine des carbonates primaires pourrait quant à elle être magmatique.

D'autres affleurements sont regroupés plus loin en contre-bas des premiers. On y accède en passant la clôture et en suivant un petit sentier qui contourne le site par le le nord. On arrive alors sur le flanc d'une deuxième butte dont le sommet forme un ressaut au pied de la première. Les éboulis permettent là aussi un échantillonnage facile. Les roches présentent un faciès différent moins riche en phénocristaux, conférant une texture moins porphyrique au "basalte" à cet endroit (fig.7 et 8). Cette roche plus aphyrique donc, est très dense et présente la même paragenèse que la précédente : richesse en oxydes et minéraux colorés (amphiboles et phlogopite ...), plages de calcite ...

Fig.8 : Affleurement de "basalte" aphyrique (cliché © BRGM) et échantillon grossi

Dans la pente, des accumulations d'éboulis se succèdent jusqu'aux barbelés et le passage à la prairie. Au débouché des terriers de blaireaux, bien repérables dans le sous-bois, sont ramenés des échantillons de roches extraits du sous-sol par ces animaux. On y trouve, vers la base de la butte mêlés aux fragments de "basalte", des morceaux d'argile noire du Toarcien, indiquant la proximité de la limite nord-est du gisement de roches volcaniques (fig.3 et 9). Au total, ce gisement, interprété comme une relique de plusieurs cheminées d'un édifice volcanique érodé, constituerait une aire à peu près circulaire de 150 à 200 m de diamètre.

Fig.9 : Coupe schématique du gisement de "basalte" deThélod

À proximité du site, les labours qui rejoignent la route D52 en contrebas de la colline du Mont révèlent la présence de nodules calcaires parfois riches en fossiles, notamment en ammonites du genre Pleuroceras (P. spinatum) caractéristique du Domérien (Pliensbachien supérieur) (fig.10).

Fig.10 : Ammonites du genre Pleuroceras dans un nodule calcaire récolté en champ

 

Interprétation et contexte géodynamique de mise en place de l'épisode volcanique de Thélod

Le promontoire de "basalte" de Thélod, dont les caractéristiques pétrographiques différent beaucoup des autres types de roches (sédimentaires) alentour, a depuis longtemps suscité la curiosité des scientifiques qui se sont intéressés à la géologie de la Meurthe-et-Moselle. Faute d'analyses récentes détaillées en laboratoire, le nom et la composition de la roche sont restés incertains, voire énigmatiques, jusqu'aux dernières décennies du XXème siècle.

Un des premiers à faire état de la "roche de Thélod" dans la littérature est l'ingénieur des mines, Levallois qui, en 1847, plutôt que de roche éruptive, y voit l'occurence de "marnes supraliasiques converties en pierres sonores (..) par une action ignée"  (1).

Un autre ingénieur des mines, Braconnier, en 1879, complète par des analyses chimiques, les observations de Levallois sur la roche de Thélod et confirme l'origine "métamorphique" de cette roche qu'il considère comme "le résultat d'une modification des marnes par des sources à une température élevée" (2).

Grâce à des observations au microscope, Bleicher publie, en 1882, une analyse des minéraux et un dessin de lame mince en lumière analysée de la roche de Thélod qu'il identifie comme un "basalte scoriacé à mica magnésien et contenant de la calcite d'origine secondaire, issue de l'altération de la roche" (3).

Lors de l'établissement de la 2ème édition de la carte géologique de Nancy au 1/80000ème, en 1913, Nicklès et Joly cartographient le gisement de Thélod comme massif andésitique et la roche est décrite comme très altérée et correspondant à une "andésite à mica noir, avec cristaux kaolinisés de feldspath et cristaux chloritisés de pyroxène" (4). Le gisement est interprété comme la cheminée d'un volcan disparu. Une description similaire sera reprise par Maubeuge (faisant mention de labradorite andésitique) pour la publication de la carte géologique de Vézelise au 1/50000ème en 1963. Le gisement figure toujours en tant que massif andésitique sur les cartes actuelles.

Replacée dans le contexte géodynamique de sa genèse, la roche de Thélod "redevient" un basalte porphyrique à biotite, suite aux travaux de datation par radiochronologie d'une équipe de géologues allemands, Baranyl et al. en 1976, dans le cadre d'une étude sur le rifting rhénan (5). C'est également sous ce nom que la lave de Thélod est citée dans la notice de la révision de la carte géologique du département des Vosges éditée par le BRGM en 2008.

Si elles sont un jour réalisées, des analyses géochimiques complètes (majeurs, traces, terres-rares, isotopes)permettront de préciser la pétrogénèse exacte de la roche de Thélod, comme ce fut le cas pour les roches volcaniques du gisement d'Essey-la-Côte près de Bayon (fiche Essey-la-Côte).

L'origine de l'épisode volcanique de Thélod doit être rattachée à l'activité magmatique pré-rift qui a affecté l'ouest de l'Europe dès la fin du Crétacé et qui a perduré jusqu'à l'Oligocène Inférieur. Les laves de Thélod sont datées du Crétacé supérieur (entre 74 et 67 Ma - Campanien - Maastrichtien). Ce sont actuellement les plus anciennes laves connues en rive gauche du rift rhénan (6) (7).

Une trentaine d'autres cheminées ou appareils volcaniques rattachés au même phénomène existent :

- en Lorraine et dans le massif vosgien : le Grand Valtin, Frauenkopf, Essey La Côte (27,6 +/- 1,8 Ma - Oligocène supérieur - fiche Essey la Côte), les Trois Épis (61 Ma - Paléocène), Cerisier Noir, Oberberg-Riquewihr ... (8);

- dans l'axe du rift au Kaiserstuhl (17,5 à 16 Ma - Miocène) ( fiche Kaiserstuhl) ;

- en rive droite du rift dans la Forêt Noire.

Le magmatisme pré-rift rhénan est très semblable par sa composition typiquement alcaline à celui qui plus tardivement préparera l'activité magmatique dans le Massif-Central (7). Les laves évoluent depuis des termes très sous-saturés (néphélinites à olivine, mélilites à olivine, ankaratrites, basanites ...), des carbonatites, en passant par des basaltes et jusqu'à des magmas silicatés différenciés.

Seul le pointement basaltique de Gundershoffen-Reichschoffen (44 Ma - Eocène) est de nature tholéitique (fiche Soultz Sous Forêt).

Le Rift Ouest Européen ou ROE (2) comprend trois ceintures concentriques (Bohême, Province Rhénane, Massif Central). Cette répartition suggère un lien étroit entre l'activité magmatique, en particulier celle qui nous concerne ici, et l'orogène alpin (7).

Fig.11 : Provinces magmatiques en lien avec l'orogenèse alpine (tiré de la thèse de L. Michon 2000) (7)

L'activité magmatique peut être divisée en trois épisodes distincts (7):

- Une première phase qui s'étend du Crétacé Supérieur à l'Eocène (stade pré-rift) et qui affecte des zones en surrection ; le magmatisme y est diffus avec des volcans monogéniques comme à Thélod.

- Du Priabonien (fin de l'Eocène), durant l'Oligocène et jusqu'au Miocène Inférieur, on observe une extension perpendiculaire à la chaine alpine avec sédimentation et quelques venues magmatiques dispersées (Essey-la-Côte ...) et très diffuses (stade syn-rift) : ces manifestations sont typiques d'une évolution en rift passif.

- Après un hiatus tectonique et magmatique, une importante phase eruptive (stade post-rift) sans sédimentation associée prend place au Miocène au sein des régions comportant un rift passif mais également dans des régions qui n'avaient jusqu'alors pas été affectées. Cet épisode contemporain de la surrection des provinces volcanisées est typique d'un fonctionnement en rift actif (magmatisme du Kaiserstuhl ...).

Remerciements

Nous tenons à remercier Mme Françoise Chalot-Prat (Maitre de Conférences - Université de Lorraine) pour son éclairage dans la détermination pétrographique des basaltes et le Centre Terrae Genesis pour la fabrication des excellentes lames minces décrites dans cet exposé.

Bibliographie

(1) Levallois J.-J. (1847) - Notice sur des roches d'origine ignée (avec talc et fer oxydulé) observées au milieu des marnes supra-liasiques à la coté de Thélod (arrondissement de Nancy, département de la Meurthe). Lue dans la réunion extraordinaire de la Société géologique de France, le 16 sept. 1847. Nancy.

(2) Braconnier A. (1879) - Description des terrains qui constituent le sol du département de la Meurthe-et-Moselle. Nancy: Préfecture de Meurthe-et-Moselle.

(3) Bleicher G. (1882) - Minéralogie micrographique sur la roche de Thélod et sur le basalte d'Essey-la-Côte. Bull. Soc. Sciences de Nancy, sér. II, tome VI, fasc. XIV.

(4) Nicklès R., Joly H. et Merle A. (1913) - Carte géologique détaillée de la France au 1/80000ème. 2ème édition. Paris : Service de la carte.

(5) Baranyl L., Lippolt H.J. et Todt W. (1976) - Kalium-Argon Alterbestimmungen an tertiären vulkaniten des Oberrheingraben- Gebietes. II: Die Altertraverse vom Hegau nach Lothringen. Öbennheln. geol. abh., Каrlsruhe, 25.

(6) Brousse R. et Lefèvre C., 1990, Le volcanisme en France et en Europe limitrophe, Masson Paris Coll. Guides Géologiques Régionaux, 262p.

(7) Michon L. 2000, Dynamique de l'extension continentale-Application au Rift Ouest-Européen par l'étude de la province du Massif-Central, Thèse d'Université, Clermont-Ferrand, 266 pages.

(8) Velde D. et Thiebaut J., 1973, Quelques précisions sur la constitution minéralogique de la néphélinite à olivine et mélilite d'Essey-La-Côte (Meurthe et Moselle), Bull. Soc. Fr. Mi. crist., tome 96, 6 pages.

 


Auteurs : Philippe MARTIN - Didier ZANY

Suite Retourner à l'accueil Géologie de la Lorraine Suite Suite de la fiche Thélod (54) : 4. Activités réalisables

Contact : Roger CHALOT (Géologie) - Christophe MARCINIAK (Réalisation)