Altération d'orgues volcaniques EarthCache

Présentation du site

Sur les contreforts du plateau qui domine le village de Thônes-le-Vieux, on peut observer trois redans en gradins correspondant à trois coulées de lave.

La coulée inférieure est partiellement masquée par l'éboulis de pente. Au-dessus, la coulée intermédiaire est reconnaissable à sa zone concave qui n'est autre qu'un abri filant sur 300 mètres de longueur. Enfin la coulée supérieure, plus modeste, chapeaute l'éperon rocheux.

La carte géologique précise qu'il s'agit d'un basalte sans olivine, de structure souvent fluidale, les épanchements laviques recouvrant des formations, composées de marno-calcaires et d'argiles calcaires, déposées à l'Oligocène (Stampien). Ces épanchements sont les témoins d'une activité très ancienne (Miocène) du massif volcanique du Mont Dore.

Formation des orgues volcaniques

Les orgues (ou prismes) volcaniques est un phénomène qui se manifeste aussi bien dans les basaltes que dans les phonolites, les trachytes, les andésites...

Les orgues volcaniques résultent d'une contraction thermique par refroidissement :

Les orgues se forment par rétraction de la lave en fin de refroidissement. Il y a alors diminution de volume liée à la solidification totale de la coulée. La prismation qui se forme s'effectue perpendiculairement aux surfaces de refroidissement. Il en résulte des orgues verticales pour une coulée horizontale.

Idéalement, on observe trois systèmes de prismation superposés :

• au sommet de la coulée : la fausse colonnade ;
• au cœur de la coulée : l'entablement ;
• à la base de la coulée : la vraie colonnade

La présence et l'importance relative des divers systèmes varie considérablement d'une coulée à l'autre. Ainsi l'entablement peut manquer totalement ou se développer sur les deux tiers de l'épaisseur totale. En général, plus le refroidissement est lent et plus les prismes seront réguliers.

Altération

Pendant le refroidissement et de la contraction des prismes, dans certains cas (vitesse de refroidissement, proportion verre/cristaux, accumulations de petites bulles) des fractures courbes plus ou moins concentriques peuvent se former dans la masse du prisme (fentes de retrait) et c'est au niveau de ces zones de faiblesse que des fissures apparaissent, les diaclases.

Un long processus d’altération chimique va se faire le long de ces fractures. L’hydrolyse progresse depuis le réseau de fissures et fractures vers le cœur des zones non-altérées. Les parallélépipèdes découpés par les réseaux de fractures sont progressivement altérés par couches concentriques jusqu’à leur cœur formant ainsi des “boules”.

L’altération mécanique due au ruissellement prend alors le relais et écaille ces boules pour donner des structures dites en « pelures d’oignons ».

Plus généralement, l’altération de la roche magmatique s’achève par son argilisation totale. La structure de la roche mère n’est alors plus identifiable.

Presentation of the site

On the foothills of the plateau which dominates the village of Thônes-le-Vieux, one can observe three stepped steps corresponding to three lava flows.

The lower flow is partially masked by the slope scree. Above, the intermediate flow is recognizable by its concave zone which is nothing but a shelter running over 300 meters in length. Finally, the upper flow, more modest, tops the rocky outcrop.

The geological map specifies that it is a basalt without olivine, with an often fluid structure, the lava outpourings covering formations, composed of marl-limestone and calcareous clays, deposited in the Oligocene (Stampian). These effusions are the witnesses of a very old activity (Miocene) of the volcanic massif of Mont Dore.

Formation of volcanic organs

Volcanic organs (or prisms) are a phenomenon that manifests itself as well in basalts as in phonolites, trachytes, andesites ...

Volcanic organs result from thermal contraction by cooling :

The organs are formed by retraction of the lava at the end of cooling. There is then a reduction in volume linked to the total solidification of the casting. The prismation that forms occurs perpendicular to the cooling surfaces. This results in vertical organs for horizontal casting.

Ideally, we observe three superimposed prismation systems :

• at the top of the flow: the false colonnade ;
• at the heart of the casting: the entablature ;
• at the base of the flow: the real colonnade

The presence and relative importance of the various systems varies considerably from one casting to another. Thus the entablature may be completely missing or develop over two thirds of the total thickness. In general, the slower the cooling, the smoother the prisms.

Alteration

During the cooling and the contraction of the prisms, in certain cases (cooling rate, glass/crystal proportion, accumulation of small bubbles) more or less concentric curved fractures can form in the mass of the prism (shrinkage slots) and c It is at the level of these zones of weakness that cracks appear, joints.

A long process of chemical alteration will take place along these fractures. Hydrolysis progresses from the network of fissures and fractures towards the core of the unaltered zones. The parallelepipeds cut by the fracture networks are gradually altered in concentric layers up to their core, thus forming “balls”.

The mechanical alteration due to runoff then takes over and flakes off these balls to give so-called “onion skin” structures.

More generally, the alteration of the igneous rock ends with its total argilization. The structure of the source rock is then no longer identifiable.