Fossé Rhénan (1°S).kmz

Fossé Rhénan (1°S)
Dossier réalisé par Nathalie PAJON-PERRAULT pour l'INRP - Eduterre Usages
Cette création est mise à disposition sous
un contrat Creative Commons.

Strasbourg

Colmar

A la recherche d'indices...
"Le Massif des Vosges et la Forêt Noire vous font part de la naissance du Fossé Rhénan"
... Il s'agit donc de rechercher des indices de la présence d'un rift continental à partir d'observations de terrain et d'études cartographiques...

Contexte général
Il s'agit d'une plaine étroite (environ 40 km de large et 150 km de long), bordée de deux massifs montagneux de faible altitude : les Vosges en France et la Forêt Noire en Allemagne.
Un cours d'eau principal, le Rhin,au centre de la plaine, est alimenté par des cours d'eau mineurs qui "descendent" des massifs qui bordent la plaine.
La recherche d'indices permettant d'argumenter la présence d'un rift continental sont repérables, pour la plupart, sur la carte géologique de Colmar au 1/50.000. La vision d'ensemble est complétée par les cartes au 1/1.000.000 représentant la lithologie et l'âge des terrains et la carte des structures géologiques.

Topographie

Séismes 2007
L'USGS met à disposition une banque de données en ligne, en temps réel, des séismes survenant à travers le monde.
On peut trouver également une archive de l'ensemble des séismes répertoriés depuis 1973. Ces données peuvent également être enregistrées au format .kmz, visualisable avec Google Earth.
U.S. Geological Survey

Magnitude 3

M 3.4 - 2007 Jan 3, FRANCE

M 3.6 - 2007 Sep 11, PYRENEES

M 3.4 - 2007 Jan 11, PYRENEES

M 3.4 - 2007 Apr 9, PYRENEES

M 3.4 - 2007 Apr 11, PYRENEES

M 3.4 - 2007 Aug 16, GERMANY

M 3.1 - 2007 Mar 21, FRANCE-GERMANY BORDER REGION
M 3.1, FRANCE-GERMANY BORDER REGION

M 3.1 - 2007 Apr 3, PYRENEES
M 3.1, PYRENEES
Depth: | 0 km (0 mi)

M 3.1 - 2007 Apr 8, FRANCE

M 3.1 - 2007 May 29, PYRENEES

M 3.1 - 2007 Jun 22, PYRENEES

M 3.1 - 2007 Jul 9, FRANCE

M 3.1 - 2007 Aug 7, FRANCE

M 3.1 - 2007 Oct 29, PYRENEES

M 3.1 - 2007 Dec 10, PYRENEES

M 3 - 2007 Jan 24, PYRENEES
M 3, PYRENEES
Depth: | 0 km (0 mi)

M 3 - 2007 Feb 3, PYRENEES

M 3 - 2007 Apr 23, FRANCE

M 3 - 2007 May 3, PYRENEES

M 3 - 2007 Jul 7, PYRENEES

M 3 - 2007 Jul 31, PYRENEES
M 3, PYRENEES
Depth: | 0 km (0 mi)

M 3 - 2007 Aug 13, FRANCE

M 3 - 2007 Aug 26, PYRENEES
M 3, PYRENEES

M 3 - 2007 Aug 29, PYRENEES

M 3 - 2007 Sep 1, GERMANY

M 3 - 2007 Oct 3, PYRENEES

M 3 - 2007 Oct 18, PYRENEES

M 3 - 2007 Dec 13, GERMANY

M 3 - 2007 Dec 26, PYRENEES

Magnitude 2

M 2.9 - 2007 Mar 9, FRANCE

M 2.9 - 2007 Mar 25, PYRENEES

M 2.9 - 2007 Apr 5, FRANCE

M 2.9 - 2007 Apr 7, FRANCE

M 2.9 - 2007 Jun 5, GERMANY

M 2.9 - 2007 Jun 24, PYRENEES

M 2.9 - 2007 Jul 7, PYRENEES

M 2.9 - 2007 Aug 7, FRANCE

M 2.9 - 2007 Sep 5, FRANCE

M 2.9 - 2007 Sep 19, PYRENEES

M 2.9 - 2007 Nov 24, PYRENEES

M 2.8 - 2007 Mar 26, GERMANY

M 2.8 - 2007 Aug 14, GERMANY

M 2.8 - 2007 Dec 9, FRANCE

M 2.7 - 2007 Jan 12, FRANCE-GERMANY BORDER REGION
M 2.7, FRANCE-GERMANY BORDER REGION

M 2.7 - 2007 Mar 6, FRANCE-GERMANY BORDER REGION
M 2.7, FRANCE-GERMANY BORDER REGION

M 2.7 - 2007 Mar 15, PYRENEES

M 2.7 - 2007 Jul 9, FRANCE

M 2.7 - 2007 Jul 26, FRANCE-GERMANY BORDER REGION

M 2.7 - 2007 Aug 7, FRANCE

M 2.6 - 2007 Jan 19, GERMANY

M 2.6 - 2007 Feb 7, FRANCE

M 2.6 - 2007 Mar 27, PYRENEES

M 2.6 - 2007 May 2, PYRENEES

M 2.6 - 2007 May 6, PYRENEES

M 2.6 - 2007 Jun 10, PYRENEES

M 2.6 - 2007 Jul 13, GERMANY

M 2.6 - 2007 Sep 9, GERMANY

M 2.6 - 2007 Oct 27, GERMANY

M 2.6 - 2007 Nov 24, PYRENEES

M 2.6 - 2007 Dec 15, PYRENEES

M 2.6 - 2007 Dec 25, PYRENEES

M 2.5 - 2007 Jan 15, FRANCE-GERMANY BORDER REGION

M 2.5 - 2007 Jan 25, PYRENEES

M 2.5 - 2007 Jun 1, FRANCE

M 2.5 - 2007 Jun 30, GERMANY

M 2.5 - 2007 Jul 7, PYRENEES

M 2.5 - 2007 Jul 7, PYRENEES
M 2.5, PYRENEES

M 2.5 - 2007 Aug 2, PYRENEES

M 2.5 - 2007 Aug 3, GERMANY

M 2.5 - 2007 Aug 8, PYRENEES

M 2.5 - 2007 Aug 12, PYRENEES

M 2.5 - 2007 Sep 26, PYRENEES

M 2.5 - 2007 Oct 5, FRANCE

M 2.5 - 2007 Oct 17, FRANCE-GERMANY BORDER REGION

M 2.5 - 2007 Oct 21, PYRENEES

M 2.5 - 2007 Nov 8, PYRENEES

M 2.5 - 2007 Nov 8, FRANCE

M 2.5 - 2007 Nov 23, GERMANY

M 2.5 - 2007 Nov 25, GERMANY

M 2.5 - 2007 Dec 18, GERMANY

M 2.5 - 2007 Dec 28, GERMANY

M 2 - 2007 Jun 8, PYRENEES

USGS Logo

Legend

Limites des Plaques tectoniques.kmz

Carte plaques tectoniques
Site USGS

Limites des Plaques tectoniques

Continental Convergent Boundary

Continental Rift Boundary

Continental Transform Fault

Oceanic Convergent Boundary

Oceanic Spreading Rift

Oceanic Transform Fault

Subduction Zone

Plate Convergence

Convergence Arrows

39 mm/yr

58 mm/yr

73 mm/yr

Convergence Arrow Descriptions

Convergence is approximately 39 mm per year.
Convergence data are shown by arrows describing direction and speed, relative to the plate across the boundary.
For more information, see This Dynamic Planet.

Convergence is approximately 58 mm per year.
Convergence data are shown by arrows describing direction and speed, relative to the plate across the boundary.
For more information, see This Dynamic Planet.

Convergence is approximately 73 mm per year.
Convergence data are shown by arrows describing direction and speed, relative to the plate across the boundary.
For more information, see This Dynamic Planet.

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Les champs de fractures
Les collines sous-vosgiennes correspondent strictement aux champs de fracture. Elles s'étendent en festons entre la plaine subhorizontale et les reliefs, soit sur une vingtaine de kilomètres.

Logo BRGM

Structures géologiques 1/10000000 BRGM
Carte géologique numérique de la France à l'échelle du millionnième constituée de lignes qui représentent les contours, failles et linéaments principaux.
Légendes :
On repère, en diminuant l'opacité de cette couche :
- en Rose : la faille rhénane (d'orientation générale nord-sud) qui, dans la partie ouest du fossé, délimite le fossé rhénan et les collines sous-vosgiennes. On retrouve son équivalent du côté est du fossé.
- en Rouge : la faille vosgienne qui délimite les collines sous-vosgiennes des Vosges cristallines.
(D'autres accidents sont visibles plus à l'est : dislocation de Lalaye-Lubine, la faille de Ste-Marie-aux-Mines (en bleu clair), la zone de chevauchement des schistes de Villé (en bleu foncé).
Schéma d'interprétation :
D'après F.Michel, "Le tour de France d'un géologue" - BRGM Editions.

La zone Ribeauvillé-Bergheim

Carte de la zone Ribeauvillé-Bergheim
Carte géologique à 1/50 000 sous sa forme image géoréférencée. Des documents associés (légende, notice, shéma strcutural) existent sous forme numérique (voir point de contact).
Extrait de la carte géologique au 1/50.000 de Colmar.
Accès à la notice
Le champ de fractures de Ribeauvillé s'étend selon une direction S.SW-N.NE d'Ingersheim à Saint-Hippolyte. Les champs de fractures sont limités à l'Ouest par la faille vosgienne et à l'Est par la faille rhénane. Ces deux failles majeures se confondent en un accident unique à la hauteur de Saint-Hippolyte.

Carte géologique de France à 1/50 000 - Images raster de la carte imprimée
Carte géologique à 1/50 000 sous sa forme image géoréférencée. Des documents associés (légende, notice, shéma strcutural) existent sous forme numérique (voir point de contact).

Point de vue depuis Bergheim
Vue vers le nord :
Vue vers le sud (collines sous vosgiennes - champ de fractures de Ribeauvillé et début des Vosges, à droite) :

Carrière du Kantzlerberg
Au niveau de cet affleurement, sur le flan nord, on constate un contact anormal entre des terrains d'âges différents : le Bajocien supérieur (Jurassique moyen) qui apparaît en bleu sur la carte géologique et l'Eocène supérieur (Lattorfien) qui apparaît en "rosé":
Le Bajocien supérieur est caractérisé par la Grande Oolithe formée par des bancs métriques compacts de calcaires blancs ; la masse calcaire est entrecoupée par de petits lits marneux localement fossilifères. (Echinodermes, Huîtres, Brachiopodes ).<bp>
Le Lattorfien est constitué de conglomérats et de marnes inter stratifiées : les conglomérats sont constitués par un assemblage d'éléments plus ou moins arrondis, de taille variable, mal triés, d'origine fluviatile. Les marnes argileuses contiennent une microfaune et des débris de bois attestant la proximité de terres émergées.

Ribeauvillé : Bloc diagramme
Bloc diagramme de la partie Nord du champ de fractures de Ribeauvillé (d'après J-P von Eller et coll.)
Le secteur de Ribeauvillé est caractéristique du domaine des collines sous-vosgiennes. Ce domaine est limité :
- à l'Ouest par un accident majeur, d'orientation Nord-Sud, la faille vosgienne, qui met en contact les terrains du socle et les formations secondaires et tertiaires du domaine effondré. Il s'agit en fait d'un réseau de failles qui s'anastomosent et se relaient. Le rejet de la faille vosgienne est minimum là où le champ de fractures est le plus large (500 à 600 m à Ribeauvillé). Entre Wintzenheim et Katzenthal, ces rejets atteignent plus de 1000 mètres.
- à l'Est, les terrains triasiques, liasiques et oligocènes continentaux des collines sous-vosgiennes sont limités par la faille rhénane (rejet de 700 m environ), souvent masquée par les sédiments quaternaires de la plaine reposant sur les terrains marins marneux de l'Oligocène.
Entre ces deux accidents majeurs, on trouve une mosaïque de compartiments où s'observent une assez grande diversité de roches sédimentaires (grès, marnes, dolomies, argiles...) du Secondaire et du Tertiaire qui ont "basculé" verticalement et probablement tangentiellement.

La zone de Guebwiller

Carte de la zone de Guebwiller
Carte géologique à 1/50 000 sous sa forme image géoréférencée. Des documents associés (légende, notice, shéma strcutural) existent sous forme numérique (voir point de contact).
Extrait de la carte géologique au 1/50.000 de Colmar.
Accès à la notice

Le champ de fractures de Guebwiller
Coupe géologique à travers les collines sous-vosgiennes (au SW de Colmar, dans la partie septentrionale du champ de fractures de Guebwiller).
1 : Granite porphyroïde à biotite de Winttzenheim.
2 : Trias gréseux (Bunsandstein)
3 : Trias calcaire (Muschelkalk)
4 : Jurassique moyen (Dogger)
8 : Oligocène moyen marneux (série grise du Rupélien)
9 : Loess et limons loessiques
10 : Alluvions anciennes et récentes.
La couverture tertiaire conglomératique est importante : on note la superposition des divers types de conglomérats oligocène, selon le principe de la sédimentation inverse. L'oligocène marneux recouvre ces terrains détritiques à l'Est de la faille rhénane, sous la plaine de l'Ill et du Rhin.
Datation relative de la fracturation :
On constate que les terrains (2) à (8) sont affectés par les failles alors que les terrains (9) et (10) ne le sont pas.
On peut donc en déduire que l'épisode de fracturation, dans ce secteur de Guebwiller, est post Oligocène moyen.

Les dépôts sédimentaires
Les terrains secondaires vont du Trias (partie nord du fossé) au Jurassique supérieur (sud du fossé).
Le remplissage tertiaire y atteint 1500 à 2500 mètres d'épaisseur et les terrains quaternaires dépassent, par endroits, 200 à 400 mètres.
En fonction de la répartition spatiale et temporelle des séries Oligocène, on peut distinguer :
- une partie méridionale caractérisée par la présence d'Oligocène inférieur et moyen ( ex : le bassin potassique de Mulhouse),
- une partie centrale où l'on trouve à la fois de l'Oligocène inférieur, moyen et supérieur ( ex : le bassin de Pechelbronn),
- une partie septentrionale où l'on ne rencontre plus que l'Oligocène moyen et supérieur avec, en plus, le Miocène ( ex : le bassin de Mayence).

Carte lithologie
Cette carte permet de faire apparaître de façon nette (en diminuant l'opacité de la couche) :
- l'axe central du fossé rhénan où l'on trouve principalement des terrains sédimentaires constitués d'argiles et de sables,
- la lithologie des massifs de bordure :
- les Vosges gréseuses (les grès du Trias inférieur)
- les Vosges cristallines (gneiss, granites, basaltes et rhyolites)
Carte géologique numérique de la France à l'echelle du million constituée de couches d'objets de type polygone (unites stratigraphiques, métamorphiques, magmatiques, volcaniques, structurale) et de type ligne (contours, failles, lineaments) renseignées.

Logo OneGeology

FRA BRGM 1:1M Lithologie
Carte géologique numérique de la France à l'échelle du million constituée de couches d'objets de type polygone (unites stratigraphiques, métamorphiques, magmatiques, volcaniques, structurale) et de type ligne (contours, failles, lineaments) renseignées.

Légendes - Lithologie

Cartes âge des formations
Unités stratigraphiques, métamorphiques, magmatiques, volcaniques, structurales en France et en Allemagne.
On constate que l'axe du fossé présente une couverture d'âge essentiellement quaternaire ou tertiaire.
Le massif des Vosges, à l'Ouest, présente des roches cristallophyliennes et des terrains paléozoïques.

FRA BRGM 1:1M Geologic Units
Carte geologique numerique de la France a l'echelle du million constituee de couches d'objets de type polygone (unites stratigraphiques, metamorphiques, magmatiques, volcaniques, structurale) et de type ligne (contours, failles, lineaments) renseignees.

DEU BGR 1:1M Geologische Einheiten, traditionelle Darstellung
Die Geologische Karte der Bundesrepublik Deutschland 1 : 1 000 000 (GK1000) stellt die Geologie Deutschlands und angrenzender Gebiete recht detailliert und dennoch ubersichtlich auf einem Kartenblatt dar. Dieser Dienst nutzt die Daten der GK1000, die dafur auf das Gebiet Deutschlands beschrankt sind

Légendes - Âge des formations

La série stratigraphique
Les bordures du fossé rhénan (zone des collines sous-vosgiennes) sont constituées de terrains triasiques, liasiques et oligocène.
En effet, durant le Jurassique, la région connaît un nouvel épisode marin qui conduit au dpôt de calcaires et de marnes. Le crétacé correspond à une grande période d'émersion qui conduit à la disparition par érosion d'une grande partie des terrains déposés auparavant.
Le remplissage sédimentaire tertiaire se situe entre 1000 et 1500 m sur la feuille de Colmar mais dépasse 1700 m à l'Est d'Orschwiller (sud de Sélestat). Les roches sédimentaires sont essentiellement de l'Oligocène et de l'Eocène Lutétien, Lattorfien et Rupélien).
Au Quaternaire, la sédimentation est commandée par :
- les variations climatiques qui conditionnent l'abondance des apports et leur faciès (sédimentation assez grossière en période froide, beaucoup plus fine en période interglaciaire).
- les déformations tectoniques qui déterminent leur disposition : les zones les plus affaissées permettent l'empilement de grandes épaisseurs d'alluvions. L'épaisseur du Quaternaire dépasse 100 m dans de nombreux forages.
- Série stratigraphique de la partie alsacienne du fossé rhénan -
J.Debelmas - "Géologie de la France" - Ed.DOUIN.

Le volcanisme

Massif du Kaiserstuhl
Le massif du Kaiserstuhl se situe en rive droite du Rhin, à l'est de Colmar. Il s'agit d'un massif volcanique d'âge tertiaire qui regroupe quelques sommets dont le plus haut (le Mont Totenkopf) culmine à 557 m.
Ce sont des volcans qui ont été actifs au Miocène (Aquitanien à Burdigalien) entre -25 et -16 millions d'années.

Carte de la zone du Kaiserstuhl
Carte géologique à 1/50 000 sous sa forme image géoréférencée. Des documents associés (légende, notice, shéma strcutural) existent sous forme numérique (voir point de contact). Extrait de la carte géologique au 1/50.000 de Colmar.
Accès à la notice

Les roches mises en place
Carte schématique des roches éruptives du Kaiserstuhl après avoir enlevé la couverture de loess.

Le volcanisme du Kaiserstuhl
Les roches volcaniques du Kaiserstuhl sont des laves dites alcalines et peuvent être classées d'après leur composition pétrographique, en deux groupes principaux. Ces deux catégories de roches apparaissent dans les teintes du rouge à l'oranger sur l'extrait de la carte de Colmar.
Les roches de la famille des téphrites : ces roches (TL, L, Tol, N, Ep) sont caractérisées par l'association plagioclase-augite. Ce sont la néphélinite, l'essexite, la limburgite. Elles occupent la plus grande surface au Kaiserstuhl.
Les roches de la famille des phonolites (Ph) sont caractérisées par l'association feldspath alcalin - pyroxène alcalin et un membre du groupe sodalite-haüyne.
Les produits émis sont :
- de grands courants de lave qui s'étendent sur plus d'un kilomètre et sur plusieurs dizaines de mètres d'épaisseur [Limburgites λ2 : 1 km de longueur - épaisseur minimum de 30 m / Néphélite à olivine (N) : 1,4 km de longueur et 50 m d'épaisseur maximum],
- des tufs (roches formées par l'accumulation de projections volcaniques en fragments de quelques millimètres) et tufs bréchiques qui ont la même composition minéralogique que les laves et peuvent atteindre plusieurs mètres d'épaisseur.

Les carbonatites
Les affleurements caractéristiques se situent à Badloch et Vogtsburg.
Les carbonatites correspondent aux dernières manifestations volcaniques du Kaiserstuhl. Ce sont des roches éruptives claires, à grains moyens qui prennent l'allure de véritables bancs dans les grands affleurements. Le plus souvent la roche est altérée, de couleur jaunâtre à brun-rouille.
Les minéraux identifiables à la loupe sont la calcite, la vermiculite et la magnétite, d'autres ne sont visibles qu'au microscope (l'apatite, la forstérite, le diopside...)
Le pourcentage de carbonates est de l'ordre de 80% ce qui en fait des roches magmatiques tout à fait exceptionnelles. Elles ne contiennent que 0,28 à 5,07 % de silice. Depuis 1959 (Wimmenauer), on accorde bien une origine éruptive à ces roches : il ne s'agit pas de calcaires sédimentaires fondus ou remobilisés par du volcanisme, ou ayant fortement contaminé un magma normal. Cependant, l'origine du magma carbonaté mantellique dont elles sont issues est encore très discutée.

Origine de ce magmatisme
On peut s'interroger sur l'origine du magmatisme dans le fossé rhénan.

Données géophysiques
- Structure de la croûte sous le fossé rhénan établie d'après les vitesses des ondes P (d'après Sittler,1974) -
1 : Manteau normal | 4 : Croûte continentale moyenne (zone à faible vitesse sismique) | 7 : Sédiments tertiaires et quaternaires du fossé
2 : Manteau à vitesse légèrement réduite | 5 : Croûte continentale supérieure, granito-gneissique | 8 : Volcanisme
3: Croûte continentale profonde (très amincie) | 6 : sédiments triasiques et jurassiques | Source : "Les grandes structures géologiques" - J.Debelmas - G.Mascle
Ces études de la vitesse de propagation des ondes sismiques montrent que la structure profonde de la croûte est anormale sous le fossé : il y a, sur toute sa largeur, surrection d'un manteau supérieur où la vitesse est légèrement plus faible que la normale avec un Moho peu net. C'est une observation habituelle du manteau supérieur dans les zones de décompression, due à des phénomènes de fusion partielle.
Les autres faits géophysiques importants à relever sont :
- une forte anomalie gravimétrique négative, à l'aplomb du fossé et liée au remplissage sédimentaire important et au déficit de masse causé par la fusion partielle et localisée de l'asthénosphère,
- une anomalie thermique positive, connue depuis longtemps par la chaleur qui règne dans les mines de potasse d'Alsace (le degré géothermique est de 10 à 20 mètres au lieu des 30 m habituels)
- l'affaissement actuel du fossé, d'près des mesures géodésiques précises, serait de l'ordre de 0,2 à 0,7 mm/an.
D'autre part, les prospections entreprises par sismique-réfraction montrent que la profondeur du Moho ne cesse de décroître au fur et à mesure que l'on approche de l'axe du fossé rhénan, notamment de la région du Kaiserstuhl. Cette remontée mantellique est à mettre en relation avec la naissance possible de magmas par décompression partielle des matériaux du manteau.

Profondeur du Moho