Andlau : sur le terrain
Ce site regorge d’histoire puisqu’il s’agit des formations rocheuses qui ont permis à Harry Rosenbusch (1836-1914), chercheur à l’Université impériale allemande de Strasbourg (Kaiser-Wilhelms-Universität), de décrire pour la première fois en 1877 le phénomène de métamorphisme de contact.
En longeant la rivière, nous trouvons en premier lieu plusieurs blocs décimétriques. Il s’agit de cornéenne (aussi connue sous son nom allemand « hornfels ») à l’affleurement. Les blocs apparaissent très altérés.
Blocs de cornéennes (site 1)
Il s’agit d’une roche sombre, entièrement recristallisée, très dure et parfois litée. L’observation en lame mince nous livre sa composition minéralogique : micas blanc et noir, quartz, cordiérite, andalousite et magnétite fortement enchevêtrés.
L’analyse de la composition chimique des cornéennes avec les autres roches du secteur (tableau ci-dessous) permet de mettre en évidence une homogénéité de la composition chimique de la séquence pélitique (schiste de Steige, noduleux et cornéenne) et de l'opposer à la composition du granite. Ces roches ont la même composition chimique mais des minéraux différents. La cornéenne est donc une roche métamorphique, issue du métamorphisme du schiste de Steige.
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Schistes de Steige |
Schistes tachetés à cordiérite |
Cornéennes |
Granite d'Andlau |
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SiO2 |
59,3 |
60,1 |
60,3 |
70,5 |
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Al2O3 |
22 |
26,4 |
25,75 |
16 |
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Fe203 ; FeO |
7,3 |
8,3 |
7,9 |
3 |
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MnO |
0,089 |
0,08 |
||
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MgO |
0,9 |
1,1 |
1,7 |
1,6 |
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CaO |
< 0,20 |
0,9 |
0,9 |
0,9 |
|
K2O |
3,94 |
1,6 |
2,5 |
4,2 |
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Na2O |
1,27 |
1,6 |
1 |
3,8 |
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TiO2 |
0,76 |
Composition chimique des roches en oxydes (%)
Cornéenne (site 1)
A 200 m environ, un panneau (image ci-dessous) marque le contact entre la cornéenne et la granodiorite du Hohwald. A l'arrière d'un panneau explicatif, le talus laisse apparaitre une nouvelle roche en contact avec la cornéenne. Il s’agit d’une roche leucocrate grenue, à plagioclases, orthose, quartz, biotite et hornblende. C’est donc une granodiorite (plus riche en plagioclases et pauvre en quartz par rapport à un granite).
Cette granodiorite du Hohwald est datée de 329 ± 2 Ma (Viséen, Carbonifère Supérieur). La carte géologique nous montre qu’il s’agit d’une intrusion.
Blocs de granodiorite (site 2)
Emplacement et zoom sur le panneau explicatif que nous trouvons en bord de chemin (entre le site 1 et 2)
Le long de la route d’Andlau, nous trouvons une nouvelle roche : le schiste tacheté (ou noduleux). Cette roche est essentiellement constituée de microcristaux de micas blancs responsables de l’aspect clair de la roche, ainsi que des cristaux bien nets de couleur noir pluri millimétriques de 0.5 à 3 mm (les « taches ») correspondant à des cristaux d’andalousite et de cordiérite plus ou moins altérés en séricite (il s’agirait plus vraisemblablement de rétromorphose d’andalousite pendant le refroidissement de la roche). Les petits minéraux noirs sont composés de magnétite provenant de la transformation de l’hématite. Ils sont plus clairs que les schistes de Steige dont ils dérivent.
Blocs de schiste tacheté (site 4)
Il est désormais possible de placer ces 3 roches dans le diagramme PT. Le gradient métamorphique obtenu est un gradient HT BP typique du métamorphisme de contact.
Diagramme Pression-Température
Il peut être judicieux de présenter aux élèves le protolites : le schiste de Steige. Le professeur pourra récolter un échantillon en amont de la sortie géologique. Un affleurement se trouve au niveau du village de Steige, sur la D424 (coordonnées 48°21'50.1"N 7°13'22.6"E).
Localisation d’un affleurement de schistes de Steige
Extrait de la carte géologique de Sélestat au 1/50 000e (version harmonisée de InfoTerre) avec les roches correspondantes (crédit photo : Quentin Boesch).
La disposition des roches étudiées lors de cette sortie (zone représentée par un cercle jaune) apparait en auréoles concentriques sur la carte. Nous pouvons observer le gradient métamorphique et la série de roches (Granodiorite du Hohwald au Nord, responsable du métamorphisme de contact des roches encaissantes).
Nous pouvons y observer le filon de rhyolite d’Eftermatten ainsi que l’intrusion du granite d’Andlau à l’Est (également responsable d’un métamorphisme de contact en auréole, visible sur la carte mais non étudié lors de cette sortie).
Nous y observons également la présence des schistes de Steige au Sud (non observés dans cette sortie), protolite des cornéennes et des schistes tachetés.
Une vidéo de Minute Géologie illustre le métamorphisme de contact en reprenant cet exemple : https://www.youtube.com/watch?v=GvPqecY9DmI