5. La genèse des paysages… le résultat d`une longue histoire

Connaissance géologique de La Réunion - Livret de l'enseignant
Kit Pédagogique Sciences de la Terre 51
5. La genèse des paysages…
le résultat d’une longue histoire géologique
Comme en archéologie, la reconstitution de l'histoire géologique repose avant tout sur
des méthodes et des outils de datation absolus et relatifs fiables.
L'essentiel de l'histoire géologique de l’île de La Réunion est aujourd'hui contrainte par
des datations effectuées par la méthode K-Ar sur roche totale, phénocristaux et
mésostase (McDougall, 1971 ; Chevallier et Bachèlery, 1981; Gillot et Nativel, 1982 ;
Kieffer et al., 1993 ; Raïs et al., 1996 ; Kluska, 1997). Un certain nombre de datations
par la méthode
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C ont été publiées en 1979 par Gérard et Stieljes (1979), Delibrias et
al. (1983) et Deniel et al. (1992). Plusieurs échantillons ont aussi été datés par U-Th
par Deniel et al. (1988, 1992). Il s'ajoute à ces âges publiés une vingtaine d'âges non
publiés à ce jour et acquis dans le cadre du projet de recherche sur les mouvements
de terrains de grande ampleur à La Réunion.
Ces âges couplés à une cartographie géologique précise permettent de reconstituer
l’histoire géologique de La Réunion.
5.1. L'HISTOIRE SOUS-MARINE
De quand date l'édification de l'île de La Réunion ? L'île est bâtie sur un plancher
océanique d'âge crétacé mais cela ne signifie pas qu'elle est elle-même de cet âge.
Les roches affleurantes les plus anciennes, situées dans le fond des cirques du Piton
des Neiges, sont trop altérées et métamorphisées (zéolitisées) pour être datées. En
fait, les datations radiochronologiques des roches les plus anciennes non altérées
indiquent un âge Pliocène (2,1 Ma) (figure 56).
5.2. L'HISTOIRE GÉOLOGIQUE DU MASSIF DU PITON DES NEIGES
Au terme des nombreuses études géochronologiques, pétrologiques et géochimiques
qui les ont accompagnées, deux grandes phases d'édification ont été distinguées : un
stade dit « océanitique » entre plus de 2 Ma et 450 000 ans et un stade différencié
entre 340 000 et 29 000 ans séparés par une période intermédiaire caractérisée par
une quasi-absence de dépôts.

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Figure 10 - Tableau de l'évolution des connaissances sur l'histoire géologique de La Réunion.
Figure 56 - Tableau de l’évolution des connaissances sur l’histoire géologique de La Réunion.

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Cette histoire reste l'objet d'un important débat. En effet, de volumineux dépôts
d'avalanche de débris* ont été mis en évidence tant en mer qu'à terre. Ces avalanches
de débris ont des volumes de plusieurs dizaines de kilomètres cubes et ont été
responsables de la destruction de pans entiers du volcan qu'il est difficile de
reconstituer.
5.2.1. Stade précoce antérieur à 450 000 ans : construction de l'essentiel
du volcan bouclier
Il s'agit là de la phase d'émersion et de construction de l'essentiel du volcan bouclier.
Les laves émises pendant ce stade sont des océanites (basaltes à olivine cumulative),
des basaltes à olivine ou des basaltes aphyriques.
Les formations correspondantes forment les niveaux stratigraphiques les plus bas du
volcan et se trouvent sur les planchers des trois principaux cirques (Upton et
Wadsworth, 1969). Elles sont constituées par une séquence de laves et de brèches
traversées par une grande quantité d'intrusions dont la concentration augmente vers la
région centrale du volcan. Leur mise en place est aérienne (présence de laves cordées
de type pahoehoe observées). Les océanites culminent actuellement à plus de
2 000 m d'altitude dans le secteur des Trois Salazes vers le plateau du Kerval et sur la
montée menant au sommet du Piton des Neiges à hauteur du plateau du petit
Matarum.
Depuis le début des années 1970, ce stade est classiquement subdivisé en deux
périodes majeures sans qu'il soit toujours possible de les distinguer sur le terrain.
5.2.1.1. Océanites anciennes (antérieures à 2,1 Ma)
Si l’on excepte un premier stade d’activité volcanique sous-marine dont la durée exacte
est inconnue, les plus vieilles formations volcaniques du massif correspondent à la
« série des océanites anciennes » aussi dénommée « série des brèches primitives »
en raison de la nature des matériaux hétérogènes qui la constituent. Cette série qui
constitue le substratum du Piton des Neiges est principalement rencontrée dans le
fond des cirques, à la faveur des coupes naturelles réalisées par les différentes rivières
et ravines. On y distingue schématiquement des coulées de laves et des brèches. Les
laves sont essentiellement représentées par des océanites qui, bien que très altérées
et fortement zéolitisées, laissent encore deviner quelques figures caractéristiques
(cordes, structures en tubes, etc.).
Au-dessus de ces laves, se superposent plusieurs niveaux bréchiques de nature et
d’origine variées, en alternance avec d’autres coulées d’océanites. Les plus fréquentes
sont des brèches de remaniement qui sont issues du démantèlement des reliefs créés
sous l’effet de la gravité.
Ces formations du cœur du volcan ont été fortement zéolitisées et n'ont pour l'instant pas
pu faire l'objet de datations géochronologiques. C'est ce qui les distingue des océanites
récentes.

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5.2.1.2. Océanites récentes (2,1 Ma à 450 000 ans)
Pendant cette phase se manifeste essentiellement une activité de type effusif
caractérisée notamment par des émissions de laves fluides. Ces laves émises à l’air
libre et représentant une épaisseur totale de plusieurs centaines de mètres sont des
océanites mais également des basaltes à olivine et des basaltes aphyriques. Ces
basaltes se distinguent essentiellement de la « série des océanites anciennes » par
une plus faible altération qui permet d’observer de nombreuses figures souvent très
bien conservées (cordes, tubes, tunnels de lave…). Au cours de cette période
d’activité, le Piton des Neiges prend une forme circulaire en bouclier qui correspond à
un vaste dôme surbaissé d’un diamètre moyen de 50 kilomètres et d’une hauteur
supérieure à 2 000 mètres.
Les phases les plus anciennes de ce volcanisme sont connues uniquement dans la
région du massif de la Montagne (2,1 à 1,9 Ma ; McDougall, 1971) et correspondent à
la mise en place d'une succession de coulées de basaltes à olivine. Le massif de la
Montagne pourrait correspondre aux restes du premier volcan sub-aérien au NNW de
l'île. Ensuite, entre 1,2 et 1 Ma, se manifeste un volcanisme basaltique que l'on
retrouve sur les pentes est (Takamaka) et sud (rempart de la vallée du Bras de Cilaos)
du massif volcanique.
Enfin, entre 0,58 et 0,45 Ma se mettent en place les océanites affleurant sur les parois
des cirques et en périphérie du volcan.
5.2.2. Stade différencié entre 340 000 et 29 000 ans (fin de l'activité
volcanique)
Ce stade dont le centre d’activité principal se situe au niveau du Rond du Bras Rouge se
traduit par l’édification d’un appareil volcanique d’environ 800 mètres de hauteur ainsi que
par divers petits volcans secondaires fonctionnant également sur les pentes. Les coulées
de lave qui en résultent s’étendent assez largement sur tout le massif, empruntant et
comblant les vallées. Son extension est maximale vers l’ouest, entre l’embouchure du
cirque de Cilaos et celle du cirque de Mafate. A l’est du massif, les laves ont emprunté des
vallées étroites et montrent actuellement des exemples d’inversion de relief. Après cette
période d’activité effusive, le dynamisme du Piton des Neiges change pour devenir
explosif.
Ce phénomène est à l’origine de coulées pyroclastiques et ignimbritiques, les
ignimbrites (figure 56) étant datées à 188 ± 25 000 ans par Gillot et Nativel (1988) ;
Ce stade met en place des coulées et des dômes coulées de hawaiïtes et mugéarites
mais aussi des benmoréïtes, des trachytes et des comendites.

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Les ignimbrites
© BRGM - 2005
Figure 57 - Echantillon d’ignimbrite prélevé
à Plateau Wickers, cirque de Salazie.
L'ensemble de ces laves différenciées représente moins de 10 % du volume total du Piton
des Neiges. Dans la région centrale elles atteignent au moins 700 m d'épaisseur mais
s'amincissent rapidement vers la périphérie du volcan.
Parmi les produits volcaniques différenciés du Piton des Neiges, il faut souligner la part
volumétrique importante dans cet ensemble d'un faciès pétrographique particulier ; il s'agit
des roches dites « pintades » (figure 58). Elles consistent en des hawaiites porphyriques*
riches en phénocristaux de plagioclase.
Les roches pintades
© BRGM – 2005
Figure 58 - Echantillon de « roche pintade » prélevé
au lieu-dit Le Bloc dans la rivière des Remparts.
L’activité terminale du volcan du Piton des Neiges est limitée au sommet du Piton des
Neiges. Elle a engendré des accumulations de scories rouges et de bombes fusiformes
qui jonchent les pentes avoisinant le sommet (figure 59).