Rossberg : fiche professeur

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Le massif du Rossberg-Belacker est situé entre les vallées de la Doller et de la Thur, il constitue le plus beau “volcan des Vosges”. La morphologie du volcan ne sera pas observée : il s’agit en fait d’un paléovolcan de l’Ère Primaire qui formait à l’époque un ensemble d’ îles, et dont le matériel a été fortement érodé et démantelé depuis. Les sédiments issus de cette érosion se retrouvent dans tous les bassins marins sédimentaires qui se trouvaient aux alentours de ce volcan. L’aspect sédimentaire ne sera pas étudié dans les sites proposés.
L’essentiel des données volcanologiques est tiré du travail d’une thèse de J.L SCHNEIDER (1990)

1-Contexte géologique

Dans ce domaine des Vosges du Sud, affleurent de puissantes formations volcano-sédimentaires et volcaniques de l’Ere Primaire (Dévonien-Dinantien). Comme les déformations tectoniques et  l’érosion depuis cette époque ont été particulièrement intenses, il est impossible d’observer dans ce secteur un appareil volcanique complet. Les cratères jusqu’à des zones profondes de ces volcans ont été érodés.
Le massif du Rossberg-Belacker est particulièrement intéressant pour étudier l’évolution d’un complexe volcanique andésitique sous-marin probablement en partie émergé. (on pense actuellement qu’il y a eu en fait plusieurs édifices volcaniques)
Tout autour de ce bassin ce complexe volcanique se trouvent des bassins de sédimentation qui sont alimentés par les produits de son érosion pour former des sédiments volcano-sédimentaires : les grauwackes.
La stratigraphie de ces formations sédimentaires montre une succession de trois grands épisodes volcaniques (Maass, 1988 ; Schneider, 1990, Lefèvre et al., 1994)

  • Les séries inférieures qui enregistrent une activité volcanique bimodale basaltique et rhylotique qui s’exprime dans un bassin marin ; (pillow-lavas, à surfaces trempées vitrifiées, col du Hirtzlelach)
  • Les séries moyennes qui sont caractérisées par une activité andésitique ;
  • Les séries supérieures qui témoignent de l’évolution par cristallisation fractionnée d’un ensemble volcanique depuis des trachyandésites jusqu’à des rhyolites en passant par des intermédiaires rhyodacitiques.

Les formations volcano-sédimentaires du sommet des séries inférieures peuvent être observées dans la haute vallée de la Doller.
Le massif du Rossberg-Belacker permet d’observer les formations des séries moyennes ainsi que leur contact avec la partie sommitale des séries inférieures ; au Viséen supérieur, les volcans émergent et forment des îles. L’actuel massif du Rossberg constitue un témoin remarquable de cette première phase en partie aérienne. On y découvre d’anciennes laves : les andésites (ou labradorite) en coulées massives et empilées.

Modèle de dépôt des formations des séries moyennes

Modèle de dépôt des formations des séries moyennes

Les appareils volcaniques formaient vraisemblablement des îles. L’activité volcanique fournit une grande partie du matériel clastique. Un arrière-pays émergé, situé au Sud, alimente également le bassin en éléments re-sédimentés depuis des assises volcano-sédimentaires plus anciennes (d’apres JL SCHNEIDER)

L’accès aux sites proposés ci-dessous peut se faire sous la forme d’une randonnée à travers ce complexe volcanique ancien.

Plusieurs possibilités sont offertes : tout dépend du temps dont vous disposez. Une journée entière sera nécessaire si on veut étudier les trois sites proposés. L’ordre des arrêts dépendra du point de départ : soit le départ se fait au col du Belacker, soit depuis le col du Hundsrucken.

Des animateurs de la maison de la géologie de Sentheim peuvent encadrer une sortie dans ce massif si elle a lieu de mars à octobre. Dans ce cas prenez contact avec eux pour connaître leurs tarifs et le contenu qu’ils proposent (voir la page musées et ressources en Sud Alsace).

Site 1 : le porphyre vert antique au Rocher du Corbeau  : une fragment de dyke

Accès routier :
Depuis le col du Hundesruecken (ou Hundsrucken) prendre la direction de Baeselbach et se garer à proximité de la maison familiale. (47°48’28”, 07°02’08″”).
Approche :
Partir en direction des Buissonnets puis prendre le GR5 en direction du Rocher du Corbeau (20 à 30 min de marche)
Le rocher du corbeau est un fragment de dyke, cheminée d’alimentation, de porphyre vert antique, d’une remarquable fraicheur. Il s’agit d’une masse intrusive compacte étendue sur près d’un quart de kilomètres carré.

Le rocher du Corbeau

Le rocher du Corbeau

Contexte géologique :
Vers la fin du Viséen, la différenciation du magma engendre un nouvel ensemble de laves : ce sont les trachyandésites.
L’érosion a mis au jour les zones profondes de ce complexe volcanique : c’est ainsi que l’on peut observer cette intrusion sous la forme de cheminées ou de filons hypo-volcaniques (dykes) au sein desquels se met en place le célèbre porphyre vert (trachylabradorite porphyrique) de Bourbach-le-Haut.

Trachyandésite porphyrique

Cette roche caractéristique présente une texture microlitique porphyrique : des macrocristaux de plagioclases (labrador) blanc-verdâtres, sont englobés dans un fond noir à vert foncé (d’où le nom de porphyre vert antique). Ces plagioclases, qui atteignent jusqu’à 15 mm, se sont formés en premier dans la chambre magmatique (ou le conduit profond du complexe volcanique) lors du début de la course de cristallisation ; il se trouvaient alors en suspension dans le magma.

Remarque : des études menées conjointement entre  JL Schneider et Christian Lefèvre ont montré après la publication de la thèse de Jean-Luc Schneider en 1990 que le faciès de ces trachyandésites du Rocher du Corbeau correspond à celui d’une roche s’étant mise en place dans un système de type “lac de lave”. Il n’est pas certain qu’il s’agisse ici d’un faciès intrusif s.s . Il faudrait une étude cartographique détaillée (qui n’a pas été réalisée à ce jour) pour confirmer le fait que nous sommes en présence d’un système intrusif. Cependant la texture microlitique porphyrique semble confirmer que sa mise en place s’est faite soit en surface, soit dans un niveau très proche de la surface.


Site 2 : coulée andésitique prismée du Rossberggesick (massif des Vogelsteine)

Itinéraire :
Depuis le refuge du Sattelboden prendre le GR5 en direction des Fuchsfelsen et Rossberggesick (10 minutes à pied depuis le refuge) coordonnées GPS : (47°49’15”N, 06°55’54”E)

remarque :  Un peu avant d’arriver au Rossberggesick, on peut observer des andésites vésiculées de structure scoriacée. Des laves en coussin ou pillows lavas ont été décrits dans la vallée du Willerbach en contrebas.

Abri du Satelboden
Abri du Satelboden

Cet affleurement spectaculaire montre une coupe à travers une coulée d’andésite massive qui présente un débit prismatique.  Ce sont des « orgues volcaniques ».

Les orgues volcaniques du Rossberggesick


Coulée prismatique andésitique

Sur le plan minéralogique, cette roche renferme des cristaux de plagioclases blanchâtres et de pyroxènes noirs bien visibles qui baignent dans une pâte microlitique de couleur gris-bleu. Cette  coulée montre un débit prismatique en colonnes dû à la mise en place de fissures de retrait au cours du refroidissement : c’est ce qu’on appelle communément les orgues volcaniques.

Détail de l'andésite

L’hexagone, visible dans les prismes de cette coulée, correspond à l’expression géométrique qui traduit au mieux la répartition des déformations et le relâchement des contraintes de retrait. C’est pourquoi les primes sont hexagonaux.
L’hétérogénéité du refroidissement va entrainer la fissuration. L’homogénéité (isotropie) du milieu va faire que les contraintes vont se répartir d’une façon homogène dans l’épaisseur de la  lave. La forme “iso-contrainte” idéale dans le plan est un cercle mais cette forme géométrique présente un inconvénient majeur : le non remplissage de toute la surface. Le meilleur compromis  géométrique est l’hexagone qui résout à la fois l’isotropie et le problème d’empilement. Evidemment, dans la nature, cet idéal “hexagonal” n’est pas toujours vérifié et ce sont alors des motifs polyédriques qui se réalisent. (remarque : cette occupation idéale de l’espace et l’utilisation d’un minimum de cire  n’ont pas échappé aux abeilles qui élaborent des alvéoles hexagonales)

Site 3 : panorama du Fuchsfelsen

Les différents épisodes effusifs comme celui observable au Rossberggesick ont été entrecoupés de courtes périodes explosives accompagnées de projections de cendres et de bombes, à l’origine de tufs et brèches. En quittant le Rossberggesick, en direction du Fuchsfelsen, on peut observer 300m plus loin un affleurement de brèche.
Arrivés au Fuschfelsen qui correspond à une intrusion andésitique (on pense que cette intrusion pourrait d’ailleurs correspondre à un conduit d’alimentation superficiel du volcan cf. Lefèvre et al. 1994), on peut admirer un panorama sur toute la haute vallée de la Doller jusqu’au Ballon d’Alsace ; cela peut être l’occasion d’aborder l’histoire glaciaire de la vallée car l’observation de la vallée de la Doller révèle sa morphologie glaciaire au cours des glaciations du Quaternaire.

Rocher Fuchsfelsen

Rocher du Fuchsfelsen

Depuis la plate-forme du Fuchsfelsen on observe également une vue du massif des Volgelsteine. Ces roches se découpant dans le paysage constituent un puissant complexe d’andésites à phénocristaux de pyroxène localement bréchiques. les barres rocheuses des Volgelsteine correspondant à des coulées ou à des intrusions andésitiques.

Barres rocheuses des Volgelsteine

Bibliographie

Fluck, P. (2003). Le paléovolcanisme primaire des Vosges du Sud. Congrès APBG 2003, Strasbourg, dossier documentaire du congrès, document B7

Gonzales A-M, Nectoux D, Bertrand H,(2003) La formation des orgues volcaniques. http://planete-terre.ens-lyon.fr, Géoforum

Lefèvre C., Lakhrissi M. et Schneider J.-L. (1994). Les affinités magmatiques du volcanisme dinantien des Vosges méridionales (France) ; approche géochimique et interprétation. C.R. Acad. Sci. Paris, 319, II, 79-86.

Maass, R. (1988). Die Südvogesen in variszischer Zeit. N. Jg. Geol. Paläont. Mh., 10, 611-638.

Ménillet, F., Coulon, M., Fourquin, C., Picheler, J.-C., Lougnon, J.-M. et Lettermann, M. (1989). Notice explicative, carte géol. France (1/50 000), feuille THANN (412) – Orléans : Bureau de recherches géologiques et minières, 137 p. Carte géologique par Coulon M. et al., (1986).

Schneider J.-L. (1990). Enregistrement de la dynamique varisque dans les formations volcano-sédimentaires dévono-dinantiennes. Exemple des Vosges du Sud (zone moldanubienne). Thèse Doct. Univ. Louis Pasteur de Strasbourg, 222 p.

Schneider J.-L. (1995). Le bassin volcano-sédimentaire dévono-dinantien des Vosges du Sud : un témoin de l’évolution de la chaîne varisque d’Europe. Bull. Soc. Hist. Nat. Colmar, 62, 49-86.