Sortie géologique en Auvergne - 1ère S5 - 29 avril 2010

Visite du Puy de Lemptégy

Arrêt 1 : Vue générale

Le puy de Lemptégy est un volcan de type cône de scories âgé de 30 000 ans. Il a été exploité depuis la fin de la seconde guerre mondiale pour fournir des matériaux pour la reconstruction de la Normandie.

L'exploitation a laissé apparaître deux masses de roche dure au milieu des scories meubles. Ce sont des bouchons de lave qui ont refroidi dans le conduit de la cheminée, l'obstruant complètement et mettant fin à l'éruption. Il n'y a donc pas eu à cet endroit une seule, mais deux éruptions. Le puy de Lemptégy correspond donc à deux volcans emboîtés et non à un seul.

Arrêt 2 : La couleur des scories ( A-L. Bounaix, C. Broyon, A. Carbon, T. Le Guennic)

On peut observer un changement de couleur dû à un changement de température. En effet, les scories rouges étaient proches de la cheminée, et ont refroidi lentement Le fer contenu dans le magma est donc resté longtemps à plus de 600°C, il a donc eu le temps de s’oxyder au contact du dioxygène de l’air d'où la couleur rouge. On appelle cela le "cœur de cône".

En revanche, les scories noires étaient loin de la cheminée, et ont refroidi plus rapidement. Le fer n’a donc pas eu le temps de s’oxyder : elles constituent le "bas de cône".

Arrêt 3 : Les failles dans les scories (S. El Hiti, P. Froment, F. Belouet, F. Décure)

On peut constater sur cette image deux failles normales. On voit un décalage entre les mêmes strates ce qui tend à montrer que le bloc central s'est élevé par rapport aux autres. Ceci est caractéristique du mouvement de divergence dû à l'étirement de la croûte terrestre dans cette région.

Arrêt 4 : La superposition des projections volcaniques (M. Cifci, D. Bidault, G. Denis, S. Bardot)

-1: Projections de Lemptégy 1

-2 : Projections du Puy des Gouttes

-3 : Projections de Lemptégy 2

-4 : Projections du Puy de Côme

-5 : Paléosol

-6 : Projections du Puy Chopine

-7 : Sol actuel

-8 : Éboulis

Depuis près de 30 000 ans les projections successives des volcans plus ou moins proches du site de Lemptegy ont entraîné la superposition des diverses projections, et la formation de strates empilées dans l'ordre chronologique des éruptions.

 Ainsi, on constate que les diverses strates ont des propriétés qui permettent de déterminer de quel volcan elles proviennent. En effet, plus les particules sont petites et plus le volcan qui les a projetées est situé loin de Lemptégy, et si les projections sont rouges la cheminée du volcan qui les a projetées était très proche.

 On remarque ainsi que :

• - La couche N°1 de couleur ocre possède un grain massif, ce qui démontre la proximité de la cheminée dont elle provient, c'est à dire Lemptégy 1, un volcan effusif.
• - La couche N°2 quant a elle, de couleur noire, possède un grin fin, ce qui montre que la cheminée dont il est issue est celle du Puy des Gouttes et se situe a une distance plus élevée
• - La couche N°3, elle aussi de couleur noire, a un grain de taille moyenne. Elle provient donc d'un volcan plus proche, le volcan Lemptégy 2.
• - La couche N°4 est de couleur noire, mais est constituée de grains bien plus fins que ceux précédemment cités, et provient donc d'un volcan bien plus loin, celui du Puy de Côme.
• - La couche N°5 est de couleur jaune et de grains fins, c'est le paléosol.
• - La couche N°6 est constituée cette fois ci d'un grain clair et de taille moyenne, elle provient donc d'un volcan explosif et peu éloigné qui se trouve être la Chopine.
• - La couche N°7 correspond elle au sol actuel, de couleur jaune et de granulométrie fine.
• - La couche N°8 correspond quant à elle aux éboulis qui se sont accumulés au fil du temps.

Visite de la carrière de Grand Gandaillat

Arrêt 1 : Panorama sur Clermont-Ferrand (A. Pierre, M. Marty, A. Wahl, J. Vagner)

Il y a environ 30 millions d'années, un mouvement d'extension a provoqué la mise en place de la faille de Limagne : le plateau des dômes (alors sans volcan) s'est surélevé par rapport à la plaine de Limagne qui s'affaissait. Un lac s'est formé dans la plaine, et des dépôts sédimentaires s'y sont accumulés. Ce lac s'est ensuite asséché. Il s'agit donc ici d'un rift avorté.

Ensuite, un premier épisode de volcanisme a engendré des coulées de basalte dans la plaine de Limagne, recouvrant les roches sédimentaires.

Par la suite, l'érosion a creusé la plaine, sauf au niveau des coulées volcaniques, plus résistantes que les roches sédimentaires. Ceci a mis en relief les plateaux de Gergovie et de Lachaud. Les plateaux nous montrent ainsi le niveau ancien de la plaine.

Enfin, il y a 100 000 ans, le volcanisme a repris. De la chambre magmatique le magma est remonté par les nombreuses failles associées à la grande faille de Limagne dans le plateau des dômes. Eruption après éruption se sont ainsi formés les volcans de la chaîne des puys, le plus récent datant de 6700 ans environ.

Arrêt 2 : Superposition des sédiments (C. Lebert, C. Robin, J. Renaudet, O. Bouraoui)

Dans la carrière du Grand Gandaillat, plusieurs strates ont été observées, ce sont des roches sédimentaires qui se sont formées dans un lac. En premier lieu des marnes, puis des calcaires et des stromatolites, superposés en couches de différentes épaisseurs.

Les marnes de couleur ocre se composent de calcaire et de l'argile, et contiennent des fossiles de crustacés. Ainsi ces strates se sont formées lors de variations saisonnières du niveau de l'eau du lac, celui-ci restant important.

Les calcaires présentent des traces de racines, de tiges de roseaux ainsi que de terriers de vers en surface du banc. Ces roches se sont plutôt formées lorsque le lac s'asséchait progressivement provoquant une diminution du niveau de l'eau.

Les stromatolites quant à eux sont construits par des cyanobactéries qui ont aggloméré des particules de calcaire. Les stromatolites actuels vivent dans une faible profondeur d'eau chaude. A partir de cela on peut dire que la profondeur de l'eau à cette époque était très faible comme le montrent les fentes de dessication visibles en surface du stromatolite.

 Arrêt 3 : Le fossé d'effondrement (D. Sanjuan, L. Tallet, F. Luizard, V. Meistermann)

On observe sur cette photo un fossé d'effondrement causé par des failles, formées après le dépot des différentes couches de sédiments. Ces failles sont responsables de l'effondrement du bloc central ce qui décale les couches sédimentaires superposées.
Classement des différentes couches sédimentaires par ordre chronologique (de la plus ancienne à la plus récente):
 - Marne (rouge) 
 - Calcaire (jaune)
 - Marne
 - Stromatolites (vert)
 - Marne
    Toutes les strates (couches) ne sont pas visibles sur chaque bloc, à cause des éboulis et de l'érosion, mais à chaque fois une partie de ces couches se répète (le motif visible sur tous les blocs est Calcaire-Marne).
    Les failles sont donc clairement visibles : elles marquent la séparation entre  les différents blocs, le décalage entre les strates. Il s'agit de failles normales, qui traduisent un mouvement d'extension, d'où le glissement du bloc central entre les deux blocs latéraux.