Hostname: page-component-586b7cd67f-t7czq Total loading time: 0 Render date: 2024-11-27T17:44:37.277Z Has data issue: false hasContentIssue false
  • English
  • Français

The Pleistocene terrace staircases of the present and past rivers downstream from the Vosges Massif (Meuse and Moselle catchments)

Part of: Fluvial sedimentary record of the Rhine/Meuse system

Published online by Cambridge University Press:  24 March 2014

D. Harmand  and
S. Cordier
D. Harmand*
Affiliation:
Laboratoire de Géographie, CERPA, Université de Nancy2, 54 000 Nancy, France
S. Cordier
Affiliation:
Département de Géographie et UMR 8591 CNRS-Université Paris 1-Université Paris Est Créteil, 61, avenue du Général de Gaulle F-94010 Créteil Cedex, France
*
Email: [email protected].
Rights & Permissions [Opens in a new window]

Abstract

Core share and HTML view are not available for this content. However, as you have access to this content, a full PDF is available via the ‘Save PDF’ action button.

This paper aims to provide a synthesis and update concerning the fluvial terraces of the rivers flowing from the Vosges Massif (Moselle and palaeo Upper-Moselle-Meuse, Meurthe, Sarre). The terraces of these rivers are especially well-developed in the marly depressions of the Eastern Paris Basin, justifying an extensive field mapping expedition. The main rivers exhibit terrace staircases with 8 to 13 stepped terrace steps within 100m of the present valley floor. The fluvial sediments mainly originate from the Vosges Massif (crystalline basement and Permo-Triassic sandstones and conglomerates). Another peculiarity of the study area is the presence of several palaeovalleys, typically related to fluvial capture events which occurred to the detriment of the River Meuse. Many palaeomeanders have also been recognised in the Paris Basin (Meuse catchment), and the Rhenish Massif (Moselle and Sarre valleys). Despite some similarities, palaeoenvironmental reconstructions provide evidence for the terrace staircases being distinct from one valley / section of valley to another. These differences are related to the morphostructural framework and to the climate forcing (presence/absence of glaciers in the upper catchment of the rivers). The chronological framework suggests that the terrace sequences and the main capture events may be older than previously thought.

Keywords

fluvial capturesfluvial terracesMoselleMeusepalaeovalleysPleistocene
Type
Research Article
Information
Netherlands Journal of Geosciences , Volume 91 , Issue 1-2 , September 2012 , pp. 91 - 109
Copyright
Copyright © Stichting Netherlands Journal of Geosciences 2012

References

Alloue, J., 1977. Formations superficielles. In: Notice explicative, Carte géologique France (1: 50 000), feuille Bayon (268). Orléans: Bureau de Recherches Géologiques et Minières.Google Scholar
Beiner, M., Harmand, D., Cordier, S. & Occhietti, S., 2009. Les minéraux lourds des alluvions quaternaires du bassin de la Moselle: nouvelles données. Quaternaire, 20: 63–80.CrossRefGoogle Scholar
Bridgland, D.R., 2000. River terrace systems in north-west Europe: an archive of environmental change, uplift and early human occupation. Quaternary Science Reviews 19: 1293–1303.CrossRefGoogle Scholar
Bridgland, D., Westaway, R. & Cordier, S., 2009. Les causes de l'étagement des terrasses alluviales à travers le monde. Quaternaire, 20: 5–23.CrossRefGoogle Scholar
Bussehers, F.S., Kasse, K., Van Balen, R.T., Vandenberghe, J., Cohen, K.M., Weerts, H.J.T., Wallinga, J., Johns, C., Cleveringa, P. & Bunnik, F.P.M., 2007. Late Pleistocene evolution of the Rhine-Meuse system in the southern North Sea basin: inprints of climate change, sea-level oscillation and glacio-isostacy. Quaternary Science Reviews 26: 3216–3248.CrossRefGoogle Scholar
Cojan, I., Brulhet, J., Corbonnois, J., Devos, A., Fauvel, P.-J., Gargani, J., Harmand, D., Jaillet, S., Jouve, A., Laurain, M., Lejeune, O., Le Roux, J., Losson, B., Marre, A., Moreau, M.-G., Rieordel, C., Simon-Coinçon, R., Stab, O., Thiry, M., & Voinehet, P., 2007. Morphologic evolution of eastern Paris basin: ‘ancient surfaces’ and Quaternary incisions. Mémoires de la Société géologique de France, 178: 135–155.Google Scholar
Careaud, N., 1992. Remplissages des fonds de vallées de la Moselle et de la Meurthe en Lorraine sédimentaire. Thèse de Géographie Physique, Université Nancy 2, 281 p.Google Scholar
Cordier, S., 2004. Les niveaux alluviaux quaternaires de la Meurthe et de la Moselle entre Baccarat et Coblence: étude morphosédimentaire et chrono-stratigraphique, incidences climatiques et tectoniques. Thèse de Géographie physique. Université de Paris 12, 287 p.Google Scholar
Cordier, S., Harmand, D., Losson, B. & Beiner, M., 2004. Alluviation in the Meurthe and Moselle valleys (Eastern Paris Basin, France): Lithological contribution to the study of the Moselle capture and Pleistocene climatic fluctuations. Quaternaire, 15: 65–76.CrossRefGoogle Scholar
Cordier, S., Frechen, M., Harmand, D. & Beiner, M., 2005. Middle and upper Pleistocene fluvial evolution of the Meurthe and Moselle valleys in the Paris Basin and the Rhenish Massif. Quaternaire, 16: 201–215.CrossRefGoogle Scholar
Cordier, S., Harmand, D., Frechen, M. & Beiner, M., 2006a. Fluvial system response to Middle and Upper Pleistocene climate change in the Meurthe and Moselle valleys (Eastern Paris Basin and Rhenish Massif). Quaternary Science Reviews 25: 1460–1474.CrossRefGoogle Scholar
Cordier, S., Harmand, D., Frechen, M. & Beiner, M., 2006b. New evidences on the Moselle terrace stratigraphy between the Meurthe confluence (Paris, Basin) and Koblenz (Rhenish massif). Zeitschrift für Geomorphologie 50: 281–304.CrossRefGoogle Scholar
Cordier, S., Harmand, D. & Frechen, M., 2009. The Pleistocene fluvial deposits of the Moselle and middle Rhine valleys: news correlations and compared evolutions. Quaternaire 20: 35–47.CrossRefGoogle Scholar
Cordier, S., Frechen, M. & Tsukamoto, S., 2010. Methodological aspects on luminescence dating of fluvial sands from the Moselle basin, Luxembourg. Geochronometria, 35: 67–74.CrossRefGoogle Scholar
Cordier, S., Harmand, D., Lauer, T., Voinehet, P., Bahain, J.-J. & Frechen, M., 2012. Geochronological reconstruction oft he Pleistocene evolution oft he Sarre valley (France and Germany) using OSL and ESR dating techniques. Geomorphology, in press.Google Scholar
Davis, W.M., 1895. La Seine, la Meuse et la Moselle. Annales de Géographie 5: 25–49.CrossRefGoogle Scholar
Durand, M., 2010. Le Trias de Lorraine et Alsace septentrionales. Bulletin d'Information des Géologues du Bassin de Paris, 47: 13–21.Google Scholar
Fischer, F., 1957. Beiträge zur Morphologie des Flußsystems der Saar. Ann. Univ. Sarav., Phil. 5: 104–192.Google Scholar
Flageollet, J.-C., 1988. Quartäre Vereisungen in den lothringischen Vogesen: Anzahl, Ausdehnung unt Alter, Eiszeitalter u. Gegenwart, 38: 17–36.Google Scholar
Flageollet, J.-C., 2002. Sur les traces des glaciers vosgiens. CNRS Editions, 212 p.Google Scholar
Harmand, D., 1989. La Meuse lorraine. Contribution à l'étude des alluvions anciennes de la Meuse entre Pagny/Meuse et Mouzon (Ardennes). Tentative d'une reconstitution paléogéographique et dynamique actuelle du bassin. Thèse Nancy 2, 703 p.Google Scholar
Harmand, D., 2004. Genèse et évolution du réseau hydrographique (creusement des vallées et captures) dans les régions de moyennes latitudes: exemple de l'Est du bassin de Paris. Mémoire d'habilitation à diriger des recherches. Université de Nancy 2, 272 p.Google Scholar
Harmand, D., 2007. Révision du système des terrasses alluviales de la Sarre entre Sarrebourg (France, Lorraine) et Konz (Allemagne, Rhénanie-Palatinat). Revue Géographique de l'Est. 47: 1–28.CrossRefGoogle Scholar
Harmand, D., Weisroek, A., Gamez, P., Le Roux, J., Occhietti, S., Deshaies, M., Bonnefont, J.-C. & Sary, M., (1995). Nouvelles données relatives à la capture de la Moselle. Revue Géographique de l'Est, 35: 321–343.CrossRefGoogle Scholar
Harmand, D. & Le Roux, J., 2000. La capture de la Haute Moselle. Bulletin d'Information des Géologues du Bassin de Paris, 37: 4–14.Google Scholar
Harmand, D. & Le Roux, J., 2009. Les réorganisations du réseau hydrographique sur les marges de la Champagne et de la Loraine au Quaternaire. Annales de l'Est, Actes du Colloque Lorraine-Champagne, Metz, 10 2008: 19–43.Google Scholar
Harmand, D. & Durand, M., 2010. Le Quaternaire de la Lorraine méridionale. Bulletin d'Information des Géologues du Bassin de Paris. 47: 1, 24–34.Google Scholar
Huxtable, J., & Aitken, M.J., 1985. Thermoluminescence dating results for the Paleolithic site Maastricht-Belvédère. Mededelingen Rijks Geologische Dienst. 39: 41–44.Google Scholar
Konzan, H.-P., Portz, A. & Werle, B., 1992. Erläuterungen zur Geologischen Karte des Saarlandes 1: 25 000, Blatt 6505 Merzig, 85p.Google Scholar
Krook, L., 1993. Heavy minerals in the Belvédère deposits. Mededelingen Rijks Geologische Dienst, 47: 25–30.Google Scholar
Lauer, T., Frechen, M., Hoselmann, C. & Tsukamoto, S., 2010. Fluvial aggradation phases in the Upper Rhine Graben-new insights by quartz OSL datings. Proceedings of the Geologists' Association 121, 154–161.Google Scholar
Lefèvre, D., Heim, J., Gilot, E. & Mouthon, J., 1993. Evolution des environnements sédimentaires et biologiques à l'Holocène dans la plaine alluviale de la Meuse (Ardennes, France). Premiers résultats. Quaternaire, 4: 17–30.CrossRefGoogle Scholar
Lefèvre, D., Heim, J. & Gilot, E., 1995. Évolution des environnements sédimentaires dans un segment de la plaine alluviale de la Meuse en amont de l'Ardenne depuis le dernier glaciaire. Résumé du Colloque Paléoréseaux hydrographiques quaternaires, 55 p.Google Scholar
Le Roux, J., 1999. Le contexte structural de l'Est du Bassin Parisien et les relations avec la sédimentation. Bull. Inf. Géol. Bass. Paris, 36: 7–13.Google Scholar
Le Roux, J., 2000. Structuration du nord-est du bassin de Paris. Bull. Inf. Géol. Bass. Paris, 37: 13–34.Google Scholar
Le Roux, J., & Harmand, D., 1998. Contrôle morphostructural de l'histoire d'un réseau hydrographique: le site de la capture de la Moselle. Geodinamica acta, 11: 149–162.CrossRefGoogle Scholar
Le Roux, J., & Harmand, D., 2003. Origin of the hydrographic network in the Eastern Paris Basin and its border massifs. Hypothesis, Structural, Morphologic and Hydrologic consequences. Special conference on paleoweathering and paleosurfaces in the Ardenne-Eifel region at Preizerdaul (Luxembourg) on 14 to 17 may 2003, Quesnel, coordinator, Géologie de la France, 1: 105–110.Google Scholar
Lisiecki, L.E. & Raymo, M.E., 2005. A Pliocene-Pleistocene stack of 57 globally distributed benthic 18O records. Paleoceanography 20, PA1003.CrossRefGoogle Scholar
Losson, B., 2003. Karstification et capture de la Moselle (Lorraine, France): vers une identification des interactions. Thèse de Géographie physique. Université de Metz. Vol. 1 (texte): 510 p, Vol. des planches: 89 pl., Vol. des annexes, 227 p.Google Scholar
Losson, B. & Quinif, Y., 2001. La capture de la Moselle. Nouvelles données chronologiques par datations U/Th sur spéléothèmes. Karstologia 37: 29–40.CrossRefGoogle Scholar
Meikle, C., Stokes, M. & Maddy, M., 2010. Field mapping and GIS visualisation of Quaternary river terrace landforms: an example from the Rio Almanzora, SE Spain, Journal of Maps, 531–542.CrossRefGoogle Scholar
Ménillet, F., Durand, M., Le Roux, J., Cordier, S., 2005. Carte géologique France (1: 50 000), feuille Lunéville (269), 2ème édition. Orléans: BRGM. Notice explicative par: Ménillet F., avec la collaboration de Durand M., Le Roux J., Cordier S., Hanot F., Charnet F. (2005), 67 p.Google Scholar
Minoux, G., 1978. Notice explicative, Carte géologique France (1: 50 000), feuille Mirecourt (304). Orléans: Bureau de Recherches Géologiques et Minières, 26 p.Google Scholar
Mol, J., Vandenberghe, J. & Kasse, K., 2000. River response to variations of periglacial climate in mid-latitude Europe. Geomorphology, 33: 131–148.CrossRefGoogle Scholar
Müller, M.J., 1976. Untersuchungen zur pleistozänen Entwicklungsgeschichte des Trierer Moseltals und der ‘Wittlicher Senke’. Forschungen zur deutschen Landeskunde 207, 185 p.Google Scholar
Negendank, J.F.W., 1983. Cenozoic deposits of the Eifel-Hunsrück area along the Mosel river and their tectonic implications. In: Fuchs, et al. (ed.) (1983): Plateau Uplift. The Rhenish Shield: a case history, Berlin, Heidelberg (Springer): 78–88.CrossRefGoogle Scholar
Occhietti, S. & Kuliniez, E., 2009. Les alluvions et épandages antérieurs au Riss/Saalien, à la périphérie des Vosges, France. Quaternaire 20: 93–116.CrossRefGoogle Scholar
Pissart, A., 1960. Le méandre recoupé du Bois de la Falizette et la capture de la Meuse par la Bar. Annales de la Société géologique de Belgique, 83: 115–125.Google Scholar
Pissart, A., Harmand, D. & Krook, L., 1997. L'évolution de la Meuse de Toul à Maastricht depuis le Miocène: corrélations chronologiques et traces des captures de la Meuse lorraine d'après les mineraux denses. Géographie Physique et Quaternaire 51: 267–284.CrossRefGoogle Scholar
Quinif, Y., 2002. La grotte de Montfat: un jalon dans l'évolution de la vallée de la Meuse. Karstologia, 40: 13–18.CrossRefGoogle Scholar
Schumm, S.A., 1979. Geomorphic thresholds: the concept and its applications. Transactions Institute of British Geographers, New Series 4: 485–515.CrossRefGoogle Scholar
Seret, G., Drieot, E. & Wansard, G., 1990. Evidence for an early glacial maximum in the French Vosges during the last glacial cycle. Nature 346: 453–456.CrossRefGoogle Scholar
Taous, A., 1994. Le système alluvial de la moyenne terrasse de la Moselle en Lorraine méridionale (Approche sédimentaire et pétrographique). Thèse de Géographie Physique. Université de Nancy 2, 201 p.Google Scholar
Van Balen, R.T., Houtgast, R.F., Van der Wateren, F.M., Vandenberghe, J. & Bogaart, P.W., 2000. Sediment budget and tectonic evolution of the Meuse catchment in the Ardennes and the Roer Valley Rift System. Global and Planetary Change, 27: 113–129.CrossRefGoogle Scholar
Vandenberghe, J., 1983. Ice-wedge casts and involutions as permafrost indicators and their stratigraphic position in the Weichselian. Proceedings of the 4th Int. Conf. on permafrost, Fairbanks, Alaska. Nat. Acad. press, Washington: 1298–1302.Google Scholar
Vandenberghe, J., Müeher, H.J., Roebroeks, W. & Gemke, D., 1985. Lithostratigraphy and palaeoenvironment of the Pleistocene deposits at Maastricht-Belvédère, southern Limburg, the Netherlands. In: Maastricht-Belvédère: stratigraphy, palaeoenvironment and archaeology of the middle and late Pleistocene deposits. Mededelingen Rijks geologische Dienst, 39: 7–18.Google Scholar
Vandenberghe, J., 1992. Cryoturbations: a sediment structural analysis. Permafrost and periglacial processes, Wiley, 3: 343–352.CrossRefGoogle Scholar
Vandenberghe, J., 1995. Time scales, climate and river development, Quaternary Science Review 14: 631–638.CrossRefGoogle Scholar
Vandenberghe, J., 2003. Climate forcing of fluvial system development: an evolution of ideas. Quaternary Science Review 22: 2053–2060.CrossRefGoogle Scholar
Vandenberghe, J., 2008. The fluvial cycle at cold-warm-cold transitions in lowland regions: a refinement of theory. Geomorphology 98: 275–284.CrossRefGoogle Scholar
Vandenberghe, J., Cordier, S., & Bridgland, D.R., 2010. Extrinsic and intrinsic forcing on fluvial development: understanding natural and anthropogenic influences. Proceedings of the Geologists' Association, 121: 107–112.CrossRefGoogle Scholar
Vincent, P.-L., Durand, M., Guillaume, C., Vogt, J. & Allemnoz, M., 1989. Notice explicative de la carte géol. France, feuille Epinal (339). Orléans: BRGM, 43 p. Carte géologiques France, feuille Épinal (339) par Durand M., Vincent P.-L. & Minoux G. (1988).Google Scholar
Voisin, L., 1972. Les formations superficielles et leur signification morphologique en Ardenne occidentale. Travaux de l'Institut de Géographie de Reims, no. 12: 31–76.Google Scholar
Voisin, L., 1980. Les terrasses dans la région de Charleville-Mézières. Bulletin de la Société d'Histoire naturelle des Ardennes, 70: 41–51.Google Scholar
Westaway, R., Cordier, S. & Bridgland, D., 2009. Étude du soulèvement pléistocène dans le Nord-Est de la France et le Sud-Ouest de l'Allemagne d'après les terrasses du bassin de la Moselle. relation avec les propriétés crustales. Quaternaire 20: 49–61.CrossRefGoogle Scholar
Zolitscha, B. & Löhr, H., 1999. Geomorphologie der Mosel-Niederterrassen und Ablagerungen eines ehemaligen Altarmsees (Trier, Rheinland-Pfalz): Indikatoren für jungquartäre Umweltveränderungen und anthropogene Schwermetallbelastung. Petermanns Geographische Mitteilungen, 143: 401–416.Google Scholar
Zöller, L., 1985. Geomorphologische und quartärgeologische Untersuchungen im Hunsrück-Saar-Nahe-Raum. Forchungen zur deutschen Landeskunde. 25, 240 p.Google Scholar