Kaiserstuhl (Allemagne)

Géographie :

Le Kaiserstuhl est un complexe éruptif qui s’est mis en place au Miocène (18-16 Ma) dans le Sud de la vallée du Rhin, entre Colmar et Fribourg.

Contexte géologique :

Ce volcan s’est formé dans le fossé Rhénan, qui fait partie d’un ensemble de rifts continentaux Ouest-européens. L’édifice s’est formé après effondrement du graben. Il est constitué de roches alcalines, essentiellement téphrites et phonolites ; sur la fin de sa période d’activité, il a également produit des carbonatites, roches magmatiques particulières, composées de plus de 90% de carbonates. Les carbonatites du Kaiserstuhl se présentent sous la forme de dykes et de cendres et lapilis formées lors d’éruptions en surface.

Les structures en peignes décrites ci-dessous ont été échantillonnées dans un dyke de carbonatite.

 Les carbonatites du Kaiserstuhl

Les carbonatites sont des roches magmatiques très particulières principalement formées de carbonates. Elles sont assez rares à l’affleurement et le seul volcan en activité à en produire est l’Ol Doinyo Lengai en Tanzanie. L’échantillon de carbonatite étudié est un filon en comb layers du Kaiserstuhl, qui a émis quelques carbonatites à la fin de sa période d’activité. Le magma duquel sont issues les carbonatites a une température d’environ 500°C, donc beaucoup moins chauds que les magmas silicatés basaltiques (1200°C). Les magmas carbonatitiques peuvent se former selon deux modes différents. Ils peuvent être dus à la fusion partielle d’un manteau péridotitique ou riche en pyroxénites, mais surtout riche en CO2 et calcium et engendrer directement un magma carbonaté. On retrouve dans certaines carbonatites des enclaves de péridotites qui appuient cette hypothèse. Une carbonatite peut également provenir d’un magma issu de la démixtion d’un fluide riche en carbonates dans un magma silicaté sous-saturé en silice. La cristallisation fractionnée fait augmenter la concentration de certains éléments jusqu’à un stade d’immiscibilité. De nombreuses carbonatites sont accompagnées de laves sous-saturées, comme c’est le cas au Lengai (http://planet-terre.ens-lyon.fr/article/carbonatites-Kaiserstuhl.xml, http://planet-terre.ens-lyon.fr/article/carbonatite.xml).

Les comb layers du Kaiserstuhl

La majorité des filons qui recoupent l’édifice est de nature carbonatitique. Bon nombre d’entre eux présentent une texture de comb layers, c’est-à-dire des cristaux allongés, parallèles entre eux et perpendiculaires aux parois du dyke. Dans certains dykes, on observe une succession des litages séparés par des bandes constituées de cristaux finement grenus. Les cristaux formant les comb-layers du Kaiserstuhl peuvent atteindre 3 cm de long, avec un rapport /largeur de 150 :1 (Katz & Keller, 1981).

Pour plus de photos, visitez la galerie suivante :

Galerie photos du Kaiserstuhl

Références

Katz K. & Keller J., Comb-layering in carbonatite dykes, 1981, Nature, v. 294, p. 350-352