Geology of the Luxembourg Ardenne (Eisleck)

Created December 12, 1996; Last updated: 2 April 2004
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SCHISTOSITE ET METAMORPHISME HERCYNIENS DANS LES ARDENNES LUXEMBOURGEOISES

Jon MOSAR

Sci. Géol. Bull., 40, 3, p. 231 - 243, Strasbourg, 1987

RESUME - Les schistes du Dévonien inférieur des Ardennes luxembourgeoises sont affectés par une schistosité du plan axial. L'étude de la fabrique de la roche au microscope optique et au goniomètre de texture RX permet de montrer que la néoformation de la majorité des phyllosilicates est synschisteuse. Ceci permet de conclure que le métamorphisme d'anchi- et d'épizone - étudié sur des fractions argileuses < 2um - est contemporain de la schistogenèse hercynienne.

Hercynian cleavage and metamporphism in the Luxemburg Ardenne

ABSTRACT - Lower Devonian rocks in the studied area show a spaced slaty cleavage. The penetrativity of the rock clevage depends on the relative percentage of quartz and phyllosicates in the rock and its position with respect to the folds (limb or hinge). The rock fabric, studied by means of optical microscopy and X-ray texture goniometer, shows that the neoformation of white micas and chlorites is mainly due to the development of the slaty cleavage. This leads us to the conclusion that the archi- and epizonal metamorphism, studied by the method of ilite crystalinity, is contemporary with the development of hercynian rock cleavage in the lower Devonian rocks.

Boudins from the type locality near Bastogne (Ardennes, Belgium; quarries E of Bastogne along Wiltz river)

Detailed investigation concerning these boudins, their orientation, structure etc. can be found in: 1) Lambert E. & Bellière J. (1976) Caractères structuraux de l'éodévonien aux environs de Bastogne. Ann. Soc. Géol. Belgique, T.99,pp.283-297. 2) Rondeel H.E. & Voermans F.M. (1975) Data pertinent to the phenomenon of boudinage at Bastogne in the Ardennes. Geologische Rundschau, 64,pp.807-818. 3) Jongmans D. & Cosgrove J.W. (1994) Observations structurales dans la région de Bastogne. Ann. Soc. Géol. Belgique,T.116/1,pp.129-136.

Pictures of rock cleavage, ripples, fractures and folds from the Luxembourg Ardennes (Eisleck)

DISCUSSION ET CONCLUSIONS

1. L'ensemble des observations faites sur les minéraux de la fraction fine des échantillons étudiés concordent pour montrer l'intensification d'un métamorphisme anchi- à épizonal. Celui-ci se marque :
- dans l'association minérale de la fraction fine, par l'absence des minéraux de l'altération (smectites, kaolinite, etc.), par le développement de la pyrophyllite;
- par les caractéristiques de l'illite, dont l'importance relative des polytypes 2M et les valeurs élevées de la cristallinité;
- dans les chlorites les plus fines, à priori les plus affectées par une agradation métamorphique, par un excès de Fe par rapport à Al dans les feuillets silicatés.

2. La répartition de l'intensité du métamorphisme, plus grande dans le Siegénien que dans l'Emsien, indique à première vue, un métamorphisme d'enfouissement. S'agit-il pour autant d'un métamorphisme statique, anti-cinématique (Dandois, 1981 et 1985) ?

3. Le métamorphisme est synschisteux, les figures observées au microscope optique montrent clairement que le développement des minéraux micacés les plus fins, disposés en "barbes" à l'extrémité des grains de quartz, est contemporain de la schistogenèse, elle-même liée au plissement. Par conséquent, le métamorphisme étudié ici est contemporain de la déformation régionale.

4. Dès lors, l'intensité plus grande dans le sud de l'Ardenne que dans le nord s'explique soit par un enfouissement plus important au Sud de l'Ardenne, soir par un flux thermique plus important au Sud, soit vraisemblablement par une combinaison de ces deux phénomènes. Dans le détail, l'intensité du métamorphisme augmente légèrement du Sud vers le Nord du terrain étudié, en direction du massif de Stavelot (fig. 1). Kasig et Spaeth (1975) attribuent ce fait à l'enfouissement des séries dévoniennes, localement plus important à proximité du massif de Stavelot, ou bien à l'existence d'un corps magmatique en profondeur (voir aussi Kramm et al., 1986; Spaeth, 1979).

5. Au point de vue des paramètres de schistosité, on vérifie ici, dans des alternances schisto-quartzitiques que, toutes choses étant égales par ailleurs, les mécanismes de la déformation sont, dans ce niveau structural, dépendants de la lithologie. Dans les schistes, où existent des minéraux phylliteux, le quartz se déforme par pression-dissolution. Dans les quartzites, au contraire, ce sont des mécanismes de déformation intracristalline qui réalisent le changement de forme.
Un second paramètre mis en lumière ici est important du site structural dans l'individualisation de la fabrique tectonique. Celle-ci est mieux réalisée dans les flancs que dans les charnières des plis.

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