Original paper

New evidences on the Moselle terrace stratigraphy between the Meurthe confluence (Paris Basin) and Koblenz (Rhenish Massif)

Cordier, Stéphane; Harmand, Dominique; Frechen, Manfred; Beiner, Monique

Zeitschrift für Geomorphologie, NF Volume 50 Issue 3 (2006), p. 281 - 304

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published: Sep 1, 2006

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ArtNo. ESP022005003007, Price: 29.00 €

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Abstract

The Moselle valley runs through three countries (France, Germany and Luxembourg). While its Pleistocene history was a constant matter of interest since a hundred years, most of the research only took into consideration little parts of the valley, and shed light either on the climate control on the valley evolution in the Paris Basin, or on the tectonics control in the Rhenish Massif. No reliable correlation was possible so far. This paper aims to propose a first overview of the middle and lower Moselle valley (i. e. between the Meurthe confluence and the Rhine confluence). Ongoing research in this area has allowed the distinction of eight middle and lower terraces (located at less than 100 m above the present river bed), due to geomorphological studies and lithological analyses (e. g. identification of a mineralogical and petrographical break corresponding with the Upper Moselle capture). This resulted in the realization of a longitudinal profile. The chronostratigraphical frame recently provided by absolute datings (especially in the Meurthe valley) led to the following results: – the middle and lower terrace system formed during the Middle and Lower Pleistocene; – the Moselle valley evolution is climatically controlled, each terrace formation corresponding with a cold stage; – this fluvial response to climate change coincides with a slow uplift (0,12 mm/yr) along the Moselle valley, both in the Paris Basin and the Rhenish Massif, without differential movement of one tectonic unit against the other. Therefore, the idea of a strong continuous uplift of the Rhenish Massif since 800 ky must be reconsidered. No similar correlation could be evidenced for the high terraces, which are only well-preserved in the Rhenish Massif where they correspond with the so-called main terraces. Furthermore, the stratigraphy of these main terraces remains hypothetical, for both the number of alluvial units and their longitudinal profile between Trier and Koblenz. On the same way, the chronological frame of the middle and lower terraces calls into question the previously assumed age for the middle main terrace (ca 800 ky). The hypothesis for the valley evolution at the Lower Pleistocene/Middle Pleistocene transition is finally discussed.

Kurzfassung

Revision der Stratigraphie der Moselterrassen zwischen der Meurthemündung im Pariser Becken und Koblenz im Rheinischen Schiefergebirge. – Das Moseltal verläuft geographisch durch die drei Länder Frankreich, Deutschland und Luxemburg. In zahlreichen Arbeiten wurde versucht, die Fluss- und Talgeschichte zu rekonstruieren. Diese Studien beschäftigten sich jedoch oft nur mit einem Teilbereich des Flusslaufes und konzentrierten sich entweder auf den Einfluss der Klimawechsel (Arbeiten im Pariser Becken) oder der Tektonik (Arbeiten im Schiefergebirge). Eine länderübergreifende Korrelation unter Berücksichtigung eines multidisziplinären Ansatzes fehlt bisher. Das Ziel dieser Arbeit ist ein terrassenstratigraphischer Überblick über das „Mittel-“ und „Niedermoseltal“, d. h. zwischen der Meurthemündung und Koblenz. Morphologische und sedimentologische Untersuchungen ermöglichen es, acht Mittel- und Niederterrassen unterhalb von 100 m relativer Höhe über dem heutigen Flussbett zu unterscheiden und ein Terrassenlängsprofil zu rekonstruieren. Infolge des Vergleichs mit absoluten Datierungen der Meurthe-Terrassen ergibt sich Folgendes: – Das Alter der Mittel- und Niederterrassen korreliert mit dem Mittel- und Jungpleistozän. – Während dieser Zeit ist die Mosel-Terrassenentwicklung von kalt-warmzeitlichen Klimawechseln beeinflusst, d. h. jede Hauptakkumulationsphase korreliert mit einer Kaltzeit. – Synchron erfolgt eine geringe Hebung von 0,12 mm/yr des Pariser Beckens und des Schiefergebirges, jedoch ohne nachweisbare relative Hebung einzelner Regionen. Eine starke regelmäßige Hebung des Schiefergebirges muß also bezweifelt werden. Da die älteren Terrassen nur im Schiefergebirge gut erhalten sind („Hauptterrassen“), ist es schwierig, ein verlässliches Längsprofil zu erstellen. Problematisch sind ebenfalls Gliederung und Längsprofil der Hauptterrassen zwischen Trier und Koblenz. Die Mittel- und Niederterrassen-Stratigraphie steht außerdem im Widerspruch zu dem oft zitierten Alter der „mittleren Hauptterrasse“ von ca. 0.8 Mio. a. Die Flussgeschichte der Mosel wird für die Grenze Unterpleistozän /Mittelpleistozän diskutiert.

Résumé

Révision de la stratigraphie des terrasses alluviales de la Moselle entre la confluence de la Meurthe (Bassin parisien) et Coblence (Massif schisteux). – La vallée de la Moselle s’inscrit à travers trois pays (la France, l’Allemagne et le Luxembourg). De nombreuses études ont été réalisées, concernant son évolution pléistocène. La plupart d’entre elles ne portaient cependant que sur des petites sections de vallées, en privilégiant tantôt l’origine climatique des terrasses (dans le Bassin parisien), tantôt l’influence de la tectonique (cas des recherches dans le Massif schisteux). La réalisation de corrélations d’ensemble s’avérait ainsi délicate. L’objectif du présent article est de proposer une première étude d’ensemble le long de la moyenne et de la basse vallée de la Moselle, entre la confluence de la Meurthe et la jonction avec le Rhin. Les recherches menées dans ce secteur ont de fait débouché sur la reconnaissance de huit moyennes et basses terrasses alluviales à moins de 100 m d’altitude relative. Cette reconnaissance, basée à la fois sur une approche morphologique, et sur des études minéralogiques et pétrographiques, aboutit à la réalisation d’un profil longitudinal d’ensemble. La prise en considération des repères chronologiques (relatifs et absolus) obtenus notamment dans la vallée de la Meurthe permet d’établir les résultats suivants: – les moyennes et basses terrasses ont été mises en place au cours du Pléistocène moyen et supérieur; – l’évolution de la Moselle durant cette période est déterminée par les fluctuations climatiques, chaque phase d’aggradation majeure étant corrélée à un stade isotopique froid; – cette évolution s’inscrit dans le cadre d’un soulèvement général lent (0,12 mm/an) affectant à la fois le Bassin parisien et le Massif schisteux, sans mouvement différentiel entre ces deux blocs tectoniques. L’hypothèse d’un soulèvement rapide du Massif schisteux depuis 800 ka doit donc être reconsidérée. Aucune corrélation similaire ne peut en revanche être établie pour les hautes terrasses, celles-ci n’étant bien conservées que dans le Massif schisteux où elles constituent les «terrasses principales». La stratigraphie de ces terrasses demeure en outre incertaine, aussi bien pour le nombre des terrasses principales que pour l’allure de leur profil longitudinal entre Trèves et Coblence. De même, la chronologie proposée pour les moyennes et basses terrasses incite à remettre en cause l’âge généralement avancé pour la terrasse principale moyenne (environ 800 ka). Plusieurs hypothèses peuvent ainsi être proposées pour l’évolution de la vallée de la Moselle à la transition Pléistocène moyen/Pléistocène supérieur.

Keywords

Moselle valleyFranceGermanyLuxembourgstratigraphyMeurthe confluenceParis BasinKoblenzRhenish Massif