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Dossier réalisé par Madame Olivia URITY ; professeure agrégée ; lycée Joseph Zobel
Ce document est libre d’utilisation pour toutes types activités réalisées à des fins pédagogiques dans la classe. Pour toute autre utilisation, nous vous prions de contacter l’auteur.
Le Morne Champagne est un petit volcan localisé sur le territoire de la commune des Anses D’Arlet. Ce petit édifice volcanique fait la jonction entre la Grande Anse d’Arlet et le bourg de la commune.
Un petit sentier, très bien balisé, permet de rallier ces deux points en moins de 2 heures.
Ce site est pédagogiquement intéressant puisqu’il permet de traiter simultanément les deux types d’éruptions volcaniques au programme de la classe de quatrième.
Matériel :
- Boussole
- Carte géologique simplifiée de la zone d’étude
- Marteau
- Loupe à main
I-Itinéraire de la sortie de terrain
D’après Allard St-Albin, Bouquet d’îles entre Mer et Océan, 2002 et Westercamp et Tazieff, Guides géologiques régionaux, 1980
Arrêt n°1 : Blocs d’andésite à hornblende
Juste après les habitations, le chemin en ciment gris monte en longeant la côte.
De part et d’autre du chemin, des blocs décimétriques à métriques d’une roche altérée en surface et couverte de végétaux (Mousses et Lichens) sont visibles.
Il s’agit de blocs d’andésite à hornblende.
1- Descriptions chimique et minéralogique de la roche.
a – Composition chimique de l’andésite à hornblende
b – Composition minéralogique de l’andésite à hornblende
L’andésite du Morne Champagne est une roche intermédiaire (teneur en silice = 63.92%) dont la minéralogie dépend de la composition chimique.
Cette forte teneur en silice témoigne du refroidissement d’un magma plutôt visqueux où les gaz sont sous pression.
On note ici une abondance d’oxyde d’alumine, de sodium et de potassium. Viennent ensuite les oxydes de fer et de calcium.
La paragenèse minéralogique théorique attendue est donc la suivante :
- présence de minéraux ferromagnésiens comportant du calcium dans leur formule chimique.
- présence de plagioclases plutôt sodiques. En effet les ferromagnésiens type amphibole et pyroxène auront consommé le Ca selon l’ordre de cristallisation des minéraux (voir suite de Bowen).
On peut donc s’attendre à la présence de plagioclases type sodiques (Albite ou autre polymorphe proche comme l’Oligoclase) et des minéraux mafiques de type pyroxène et amphibole calciques (Augite et Hornblende). La richesse en amphiboles, minéraux hydratés, témoignent du refroidissement d’un magma hydraté.
Cette paragenèse théorique est confirmée par les analyses minéralogiques effectuées sur des échantillons (Voir guide régional, Haroun Tazieff et Westercamp)
Source : http://www2.ggl.ulaval.ca/personnel/bourque/s2/orig.mineraux.html
2- Altération de l’andésite
Les minéraux formés à haute température sont très instables dans les conditions de pression et de température de la surface.
Ils sont donc déstabilisés et se transforment en d’autres minéraux plus stables dans les nouvelles conditions de la surface.
a- L’olivine et les pyroxènes
Par hydratation, les Olivines se transforment le plus souvent en Amphiboles.
Cette transformation peut s’apprécier par la présence d’auréoles réactionnelles autour des olivines.
Les pyroxènes peuvent subir cette transformation en amphiboles (type hornblende) par le même processus d’hydratation ou par un phénomène d’ouralitisation.
b- Le Quartz
Ce minéral très stable dans les conditions P/T de la surface est difficilement altérable. C’est ainsi qu’on retrouve des petits cristaux sur le sentier menant au cratère.
Ces derniers sont issus de l’érosion mécanique des andésites puis du lessivage des particules par les eaux de pluie.
c- Les feldspaths
Ce sont pour la plupart des minéraux résistants dans les conditions de la surface. Ils subissent une altération modérée et se retrouve dans les produits de lessivages avec le quartz.
L’andésite du Morne Champagne prend une couleur brunâtre à grisâtre en lien avec l’altération de ses minéraux constitutifs. Le fer présent en grande quantité s’oxyde sous notre climat chaud et oxydant, donnant leur couleur rouille à de nombreux échantillons.
Bilan : La présence de blocs d’andésite, la teneur en silice de l’andésite et la viscosité du magma de même que la richesse en eau donnée par la forte présence de minéraux hydratés (amphiboles) sont des arguments en faveur d’une activité éruptive de type explosive.
Arrêt 2 : Cristaux de quartz provenant de l’érosion des roches volcaniques
Après avoir quitté la route cimentée, le sentier de randonnée bifurque vers la gauche à travers une forêt sèche à tendance mésophile où le Bois de Campêche (Haematoxylum campechianum) s’épanouit.
Le sentier serpente à droite des éboulis d’andésite et est situé en contre bas d’une formation rocheuse où s’effectuera l’arrêt 3. Il reçoit ainsi les produits de l’érosion des roches volcaniques environnantes. En période de beau temps les cristaux scintillants attirent l’œil du randonneur.
Arrêt 3 : Le cratère égueulé du Morne Champagne
La pente du sentier s’accentue permettant une vue éblouissante sur la plage de Grande Anse. Une roche rouge sombre, très compacte dans laquelle des phénocristaux blancs (de quartz) sont visibles constitue la formation rocheuse sur laquelle se trouve le randonneur. Il s’agit du Basalte à quartz du Morne Champagne dont l’étude sera plus aisée à l’arrêt 4.
Un peu plus loin, la pente s’adoucit et le sentier amène le randonneur sur un plateau herbeux où des Mahogany, des Tamariniers et autres végétaux ont élu domicile.
Il faut alors avancer vers le centre de ce plateau. Des falaises rocheuses couvertes de végétation forment un rempart en fer à cheval autour du plateau.
L’orientation à la boussole montre que, seule la région NNW à NW est dépourvue de rempart. Ce plateau constitue en fait le cratère du Morne Champagne. Il s’agit d’un cratère égueulé vers le NNW.
Arrêt 4 : Le Baslate à quartz de la Pointe Burgos
Le sentier de randonnée continue en sortant du cratère par le flanc Ouest. Bientôt une bifurcation se présente ; il vous faudra alors prendre le sentier de droite (vers le NNO). Après 2 ou 3 minutes de marche, vous croisez un chemin secondaire plongeant en direction de la mer. En période d’hivernage le sentier couvert de feuilles est glissant. Il débouche sur une formation rocheuse compacte, rouge sombre à noire, constellée de cristaux blancs millimétriques à centimétriques. Quelques cristaux verts millimétriques sont aussi visibles dans la matrice.
Cette formation est la coulée de basalte à Quartz de la Pointe Burgos.
1- Descriptions chimique et minéralogique de la roche
La coulée du Morne Burgos se présente sous l’aspect d’une lave massive de coloration brunâtre à gris-noire.
A l’intérieur de la pâte des cristaux d’olivine millimétriques (verts) et des phénocristaux de quartz centimétriques (blancs) sont bien visibles à l’œil nu.
Ces derniers sont en inclusion dans le basalte ce qui démontre l’antériorité de leur formation par rapport au magma basaltique.
Ces phénocristaux n’étant pas en équilibre avec le basalte environnant on note la présence d’auréole réactionnelle de plagioclase et d’augite autour du quartz.
a-Composition chimique du Basalte à quartz
Les études minéralogiques montrent une texture pilotaxique (fluidale orientée) témoignant de la cristallisation des minéraux pendant l’écoulement de la lave dans le verre volcanique. Par ailleurs les phénocristaux de quartz, de plagioclase sont répartis de manière homogène dans la roche. Les nombreuses auréoles réactionnelles observables autour des cristaux de quartz et de plagioclase témoignent du déséquilibre chimique entre ces minéraux et le verre volcanique environnant.
b-Altération des basaltes à quartz
Elle se caractérise par la déstabilisation des phénocristaux de quartz et de plagioclase (avec formation d’auréoles réactionnelles) et par l’oxydation des minéraux ferromagnésiens (olivine brunâtre à jaunâtre).
Bilan : Les indices de terrain des arrêts 3 et 4 (nature de la roche, coulée) sont plutôt en accord avec une dynamique éruptive de type effusive. Ainsi, sur un même site les élèves retrouvent des indices des 2 types éruptifs à l’étude dans les programmes officiels de SVT.
Le Morne Champagne est en réalité un édifice bi-génétique issu d’une double éruption, explosive (formation du dôme coulée) puis « effusive » (émission de la coulée de Basalte à quartz par le cratère égueulé).
Reconstitution des étapes de l’édification du Morne champagne
1-Les données de terrains et de laboratoire
L’édifice volcanique du Morne Champagne se présente comme un ensemble formé d’un dôme-coulée d’Andésite à hornblende sur lequel repose vers l’Ouest un petit cône de scories basaltiques consolidées. Un cratère égueulé vers le NNO laisse s’échapper une coulée basaltique constituant les Pointes Burgos et Lézarde.
La datation aux isotopes radioactifs des roches du Morne Champagne donne un âge de 1.07 Ma pour les Andésites formant le dôme et 1.04 Ma pour la coulée de Basalte à quartz.
Ce volcan montre donc une succession de 2 types éruptifs pouvant être mis en relation avec une évolution des magmas en profondeur.
2 – Interprétations des données
La lave andésitique résulte de l’arrivée en surface d’un magma intermédiaire relativement différencié. La chambre magmatique contenant alors un magma résiduel et /ou des cumulats très différenciés (type Dacite à quartz ou Diorite quartzique).
La lave basaltique riche en xénocristaux de quartz et de plagioclase est interprétée comme due à la traversée, par un magma basaltique (peu différencié), de cette chambre contenant des cumulats riches en quartz et/ou un magma de type Dacite à Quartz. Des cristaux de quartz sont alors emportés par le magma en cours de remontée et sont ramenés à la surface au cours de l’éruption : c’est le magma mixing.
Le cratère égueulé est le témoin d’une activité explosive plus ou moins contemporaine de l’éruption de lave basaltique. On peut supposer que le magma mixte basaltique à phénocristaux de quartz est plus visqueux qu’un magma basaltique ce qui expliquerait son caractère explosif.
3- Chronologie des événements :
– Vers 1.07 Ma
1+2 : Mise en place du dôme d’Andésite à Hornblende. Episode éruptif accompagné du rejet des blocs métriques et d’avalanches incandescentes. (Arrêt 1)
– Vers 1.04 Ma
3 : Remontée de magma basaltique à phénocristaux de quartz visqueux. Edification du cône volcanique puis explosion avec formation d’un cratère égueulé vers le NNO.
4- Mise en place des coulées de Basaltes à quartz vers le NNO (Pointe Lézarde) et vers le SSO (Pointe Burgos).
Intérêt pédagogique
L’intérêt pédagogique est la possibilité d’aborder sur un site unique les deux types éruptifs inscrits au programme de SVT de la classe de quatrième.
L’enseignant peut en outre ancrer son cours dans le réel en substituant à l’image d’un cratère bien arrondi la réalité d’un cratère égueulé de dimension kilométrique.
Enfin le site est très bien balisé, simple d’accès et ne présente pas de difficultés particulières.
