Extension tardi-orogénique et formation des bassins intracontinentaux: le bassin stéphanien des Cévennes

Résumé

Le bassin carbonifère des Cévennes, voisin du décrochement sénestre de Villefort, a été étudié en intégrant les données sédimentologiques, les données structurales du socle et du remplissage, ainsi que les données de la pétrologie métamorphique du socle. Le remplissage du bassin est contrôlé par des failles subméridiennes induisant une subsidence localisée en début d’ouverture. Cette subsidence devient plus régionale en fin d’histoire. Un grenat mangane- sifère est associé aux minéraux du faciès schistes verts, des blastes d’andalousite recoupent l’ensemble. Cette association minéralogique indique un gradient de température de 50°C/km. Ce gradient est semblable au gradient estimé dans le bassin sur la matière organique. La schistosité porte trois familles de linéation : 1- une famille à biotite-chlorite-quartz, orientée N45 ± 20° et associée à la mise en place des nappes cévenoles; 2- une famille à minéraux phylliteux dont l’orientation est située autour de N90 et associée à l’ouverture du bassin; 3- une famille à minéraux phylliteux orientée NO horizontale sur des plans de schistosité redressés près de la faille de Villefort. La schistosité régionale est affectée par des plis asymétriques, des bandes de cisaillement et des zones cata- clasées, le tout ayant une cinématique en faille normale vers l’Est. Les relations entre ces différentes structures suggèrent un continuum de déformation depuis des niveaux ductiles jusqu’à des niveaux fragiles. Le remplissage du bassin est affecté par des décrochements parallèles à la faille de Ville- fort. Le bassin des Cévennes s’est donc ouvert dans un contexte extensif est-ouest sur une croûte épaissie. La région a ensuite été reprise par des décrochements nord-sud dont celui de Villefort.     

Biogéographie des ammonites jurassiques et reconstitution palinspastique de la Téthys

Résumé

— La distribution géographique des ammonites jurassiques est régie par deux causes fondamentales : l’écologie et l’histoire évolutive (événements vicariants). L’analyse conjointe de ces deux facteurs permet de reconnaître : d’une part des taxons dont la distribution est essentiellement contrôlée par des contraintes écologiques (Phylloce-ratinae et Lytoceratinae, liés à des environnements océaniques profonds; Clydoniceratidae et Proplanulitinae liés à des plates-formes assez superficielles); d’autre part des taxons dont l’histoire évolutive est associée à des événements vicariants (Ammonitina liasiques euro-boréales et Cardioceratidae-Kosmoceratidae boréaux du Jurassique moyen).

Les exemples développés ici permettent d’analyser en terme de paléobiogéographie la position de l’Europe centro-méridionale (Bulgarie, Hongrie, Roumanie) incluse au Jurassique dans la bordure nord-téthy-sienne. Il est montré que Phylloceratinae et Lytoceratinae sont très abondants dans les régions supposées profondes à cette époque (sphéno-chasme des monts d’Apuseni, sillon Dobrogeo-Caucasien), alors qu’elles sont très rares sur la plate-forme moësienne. La même remarque est valable pour les plates-formes moyennes-orientales de la marge sud (Israël, Arabie Saoudite).

Lorsque l’on tente d’établir des reconstructions palinspastiques basées sur la paléobiogéographie, on constate que les taxons qui ont une histoire évolutive originale fournissent de meilleures informations paléogéographiques que les formes ubiquistes ou celles à préférences écologiques accusées. Les données brutes de répartition des faunes d’ammonites ne sont donc pas des arguments absolus pour corroborer les reconstructions. Les analyses fauniques, conduites avec une approche qualitative et quantitative, doivent tenir compte de données extra-biologiques telles que la distribution des faciès et des unités structurales; enfin, le niveau d’intervention — local, régional, global — conditionne fortement les possibilités d’interprétation des résultats.     

Changement et vulnérabilité des peuplements marins côtiers

The anthropogenic increase of greenhouse effect has three main consequences in the coastal marine environment: enlargement of sea surface, increase of sea water carbon dioxide content, lastly increase of seawater temperature. The marine communities are principally sensitive to temperature increase. Mobile organisms change their place, while attached organisms suffer more or less acute mortality events. Present ecophysiological knowledge is not sufficient to anticipate these events. Systematic monitoring of marine communities becomes a necessity, parallel to the monitoring of physicochemical parameters and their palaeoclimatic history. To cite this article: L. Laubier, C. R. Geoscience 335 (2003).     

Distribution et paléobiogéographie des plates-formes carbonatées de l’Atlantique Central et du domaine Caraïbe à l’Aptien inférieur : problèmes paléogéographiques et paléocéanographiques

Résumé

— A l’aide des données disponibles sur la stratigraphie et la localisation des formations carbonatées de plates-formes du Crétacé inférieur périatlantique et caraïbe, il est possible de préciser l’état actuel des connaissances sur la distribution des dispositifs sédimentaires correspondants, à l’Aptien inférieur. Les schémas paléobiogéographiques proposés pour les organismes inféodés à ces plates-formes, confrontés à leur distribution, se heurtent à des difficultés d’ordre paléogéographique et paléocéanographique mais s’accordent généralement assez bien avec les hypothèses paléotectoniques. Les problèmes paléogéographiques se posent dans l’interprétation de la dispersion biologique par les marges. Les problèmes paléocéanographiques qui concernent essentiellement les schémas de paléocirculation hydrologique et leurs implications climatiques, se posent dans l’interprétation de la dispersion biologique transatlantique. Des éléments de solution à ces différents problèmes pourraient être apportés par de nouvelles recherches.     

Développement durable à l'échelle de la planète et gestion des ressources en eau et en sols

Despite some controversies, an international consensus on what is sustainable development has emerged, the nature of which is first specified. Then the author explains why the implementation of the measures consistent with this consensus comes up against obstacles, particularly political ones, which makes clear why the topic is still under animated debate. Examples will be taken in the domain of the management of water and soils resources. To cite this article: M. Petit, C. R. Geoscience 335 (2003).     

Lithologie,structure et métamorphisme des formations birimiennes dans la région d'Odienné(Coˆte d'Ivoire): roˆle majeur du diapirisme des plutons et des décrochements en bordure du craton de Man

New petrostructural data obtained during regional mapping allow the Odiennéregion to be divided into three domains. The western domain comprises a basal series of tholeiitic and komatiitic pillow metabasalts (≥1000 m) overlain by metasediments of oceanic affinity. The overlying younger volcanic complex of andesites, dacites and rhyolites with few interlayered metasediments, all ≥4000 m thick, is probably slightly older than 2.1 Ga, by comparison with adjacent areas. Trajectories of the steep metamorphic cleavage and lineations that formed during the regional tectonometamorphic event are parallel to magmatic foliations and lineations formed in plutons during the magmatic stage. First estimates of the synmetamorphic strain in conglomerates at T around 550°C suggest more than 50% of thinning of the series synchronous with a strong, mostly vertical elongation. The central domain comprises high temperature paragneisses derived from pelites and semipelites. Regional metamorphism culminated in metapelites with anatexis and the crystallisation of kinzigites (T = 700–800°C, P around 5 kbar), which may have formed only close to synmetamorphic mafic intrusives. The transpressive deformation produced a strong subhorizontal north-south elongation and relates to the initiation of the sinistral Sassandra Shear Zone, which comprises also bands of mylonites and ultramylonites formed later under the same stress field at decreasing temperatures. The eastern domain comprises siliciclastic and volcaniclastic metasediments with amphibolite facies metamorphism subjected to the same sinistral transpressive regime, anatectic conditions being reached close to the TieméBatholith. The three domains have been placed close together through the sinistral strike-slip motion along the Sassandra Shear Zone that splits into several branches north of Odienné. By comparison with southern Mali, these deformations, which are part of the Eburnian Orogeny, took place in this area between 2.10 and 2.07 Ga.     

Pétrographie et géochimie comparées des pellets phosphatés et de leur gangue dans le gisement phosphaté de Ras-Draâ (Tunisie). Implications sur la genèse des pellets phosphatés

Paléocène-Early Eocene phosphate outcrop in the Ras-Draâ deposit (Tunisia) comprises alternances of P-rich strata (P₂O₅ ≥ 18%) and P-poor ones (P₂O₅ ≤ 2%). In phosphate rich strata, P is concentrated in rounded grains—so-called pellets—(28% ≤ P₂O₅ ≤ 38%) embedded in a matrix—so-called exogangue—much poorer in P (P₂O₅ # 7%) than pellets. The study of pellets (whose size lies mainly between 100 and 500 μm), of their surrounding matrix and of poorly phosphatic sediments, interlayered between the phosphatic strata, has been performed by optical microscopy and various chemical analyses, ICP-AES (Inductively Coupled Plasma-Atomic Emission Spectroscopy) and punctual chemical analyses by EDS (Energy Dispersive Spectroscopy). Mineralogical and chemical studies of the Tunisian phosphatic pellets show that the basic mineralogical component of these grains is carbonate-fluor-apatite, or francolite. The structural formula of a representative specimen of francolite in the basin is as follows: (Ca_4.63Mg_0.13Na_0.22)(PO₄)_2.51(CO₃)_0.48(OH_0.77F_0.23). The mineralogy of the constituents of the sediment surrounding pellets comprises carbonates, clays, silica (opal, quartz). Microscopic observations of Ras-Draâ phosphorites, added to geochemical results, establish that pellets are small bodies, allochtonous to their matrix and whose composition is independent of that of this matrix. Fecal cylindrical bodies and subspherical pellets, the latest being supposed to proceed from the fecal bodies by fragmentation, are considered to have been formed by fishes, as P-rich and organic matter-rich faeces. These faeces turn out to be resistant to mechanical dispersion and to chemical diffusion of soluble elements from and in direction of sea water. This closeness is responsible for the strong reducing conditions having prevailed inside and during the pellets diagenesis.     

Rapports Zr/Hf et Dy/Eu dans les zircons des roches ignées basiques des séries continentales alcalines

Non-destructive neutron-activation analysis of Zr and Hf in gem-zircons from undersatured basic rocks of old shields: French Central Massif, Indochina, Madagascar, Atakor (Sahara). The Zr contents are close to the theoretical value in zircon; the Hf contents vary from 0.51 to 0.74%. Statistically the Hf averages are identical for the main deposits studied. The Zr/Hf ratio is 75 for the European and Asiatic deposits and 80 for the African shield. The Dy/Eu ratio has the same homogeneity in the main deposits. These values tend to sustain the following hypothesis: zircons occurred during an early paragenesis of undersaturated alkaline magmas.     

Contribution à la modélisation des vitesses de propagation des ondes P et S dans les formations sédimentaires argileuses

Acoustic P and S wave propagation in the argillaceous sediments is related to the media porosity as well as on clay-mineral composition. The propagation-velocity prediction of these waves thus requires knowledge of these two parameters and their impact on the velocities. Porosity decreasing with effective pressure increasing, due to the burial, follows an exponential law. We will limit our analysis to the three clays: kaolinite, illite and montmorillonite. The variations of porosity between various clays are strongly reduced with the increase in effective pressure, which tends to minimize the impact of mineralogy with the burial. By integrating these equations in a model of Reuss and Voigt, in which we consider an association mineral argillaceous/fluid, we extract a law of evolution for bulk and shear moduli of clay according to the pressure, for each type of clay. By associating clay moduli calculation results to qualitative and quantitative predictions from spectral nuclear-radiations tools and X-ray-diffraction measurements on cores, it is possible to predict sonic velocities in clays with a given effective pressure. An example of P and S velocity modelling is presented on a well in the deep offshore-turbiditic environment.     

Géométrie et cinématique post-oligocène des failles d'Aix et de la moyenne Durance (Provence,France)

The southern termination of the left-lateral ‘Moyenne Durance’ Fault (FMD) consists in several segments, some being connected to WSW-trending south-verging reverse faults. To the south, the Aix fault is reactivated in a post-Oligocene strike-slip movement showing that these two faults might belong to the same system. This system seems to transfer, in turn, slip to the east-trending, south-verging Trévaresse reverse fault, allowing southward propagation of the Alpine deformation front in western Provence. Fault kinematics analysis shows lateral stress field change between the two faults. Strike-slip stress state is characterized by an average N150°E trending σ1 near the FMD termination, whilst strike-slip and reverse faulting stress states show north-trending ${\sigma }_1$ to the south. To cite this article: P. Guignard et al., C. R. Geoscience 337 (2005).     

Microtectonique et tectonique générale

Sans résumé     

Géochimie et signification géotectonique des volcanites du Cryogénien inférieur du Saghro (Anti-Atlas oriental,Maroc)

The Early Cryogenian groups of Sidi Flah, Kelaat Mgouna and Boumalne (Saghro, Anti-Atlas, Morocco) are constituted by turbiditic deposits and interbedded lavas, accumulated in tectonic basins. At Sidi Flah, volcanics are transitional showing initial rift tholeiites (IRT) fingerprint and alkali basalts of oceanic island basalt (OIB) compositions. At Kelaat Mgouna, volcanics consist of low-Nb continental tholeiites. At Boumalne, basalts are of IRT composition. The volcanic and sedimentary formations belong to a nascent rift caused by thermal doming along a SW-NE axis, the Saghro rift. The continental break-up occurred in the early Neoproterozoic and during the Rodinia supercontinent dislocation, within a continent called “Ibero-saharian Craton” which was in front of the West-African Craton located near the South Pole. The Saghro rift is contemporaneous to the opening of an oceanic domain represented by Central Anti-Atlas ophiolites and related to the extension of the Brazialiano Ocean.     

Caractérisation géostructurale des émergences et typologie des nappes d’altitude en milieu volcanique insulaire. (Ile de la Réunion)

Résumén

Sur l’Ile de la Réunion, l’alimentation en eau constitue un handicap majeur au développement agricole et urbain du versant sous le vent du massif volcanique du Piton des Neiges. En particulier dans les zones d’altitude (supérieure à 900m), les ressources en eau souterraine ne sont pas accessibles par forage. Sur les pentes externes du Piton des Neiges, quatre sites pilotes riches en émergences ont fait l’objet d’investigations hydrogéologiques dans le but d’évaluer la faisabilité de galeries de captage des eaux souterraines dans les hauts de l’île.

Le lever d’une carte géologique au 1/10 000 et la reconnaissance systématique du contexte géostructural des émergences ont permis : - de mettre en évidence la diversité des conditions hydrogéologiques du milieu volcanique,

- de montrer l’existence de sources profondément encaissées dans le massif, qui traduisent la présence de réserves aquifères significatives dont l’exploitation par galeries drainantes serait envisageable.

- de proposer une typologie des nappes d’altitude, appuyée et discutée en fonction des modèles hydrogéologiques existant sur les autres îles volcaniques.

Par ailleurs, l’intégration de ces résultats dans un modèle conceptuel décrivant les conditions de gisement des nappes d’altitude fournit l’architecture de base utilisable dans le cadre d’une simulation numérique de l’aquifère volcanique à l’échelle globale de l’île.     

Contribution à l'histoire de la pétrologie des charbons. Naissance du Comité International de Pétrologie des Charbons et de son lexique

The author reports at first the circumstances which led to the foundation of the International Committee of Coal Petrology (ICCP). He remembers the creation of the Congress of Carboniferous Stratigraphy in Heerlen and then the growing necessity for an international nomenclature in coal petrography, especially in regard to the increasing industrial applications as cokefication, carbonization, liquefaction etc. He follows the work of the ICCP-Commission of Nomenclature step by step until the publication of the first edition of the International Handbook of Coal Petrography in 1957. He describes the enthusiastic engagement of the pioneers realizing it, their personalities and the difficulties they were confronted with. The most important events of the ICCP from 1957 up to now are listed in an appendix.     

Un outil cartographique pour une représentation géosystémique et évolutive des milieux naturels : modélisation d'un réchauffement global

Résumé

Une méthode de cartographie des géosystèmes naturels est exposée. Elle intègre des données fixes dans le temps et l'espace aussi bien que des variables évolutives. Elles permet alors, en accordant ces variables avec des forçages climatiques calculés dans des modèles de réchauffement global, de simuler la répartition nouvelle des géosystèmes, selon l'hypothèse climatique retenue. Un exemple est présenté en Amérique du Nord.     

La couverture océanique des ultrabasites de Lanzo (Alpes occidentales) : arguments lithostratigraphiques et pétrologiques

Résumé

De nombreuses analogies entre les évolutions pétro-logiques et métamorphiques des ultrabasites de Lanzo et des ophiohtes liguro-piémontaises ont été soulignées récemment. Ces analogies concernent: la nature des ultrabasites (Iherzolites à plagioclase peu appauvries), la présence de gabbros et de filons basaltiques superficiels intrusifs dans les péridotites, l’existence de reliques de paragenèses métamorphiques de haute température attribuables à un épisode océanique, l’empreinte du métamorphisme alpin de haute pression. Ces faits ont conduit certains auteurs à proposer que les péridotites de Lanzo représentent un fragment du plancher océanique téthysien.

Nous avons tenté de vérifier cette hypothèse en recherchant la couverture océanique (volcanique et/ou sédimentaire) des péridotites de Lanzo, dans la partie occidentale du massif où des pincées de métabasites et de schistes lustrés s.l. sont visibles associées aux serpentinites.

Aux environs du village de Richiaglio, à l’Est de la cicatrice de Viù, les successions lithostratigraphiques reconstituées comprennent schémati-quement : les ultrabasites serpentinisées du corps de Lanzo, des métabasites, des quartzites manganésifères (comparables à celles du Mont Viso par exemple), et des calcschistes. Ces successions s’apparentent à celles décrites dans les couvertures d’autres ophiolites piémontaises, ce qui conduit à proposer que ces ensembles métavolcaniques et Dimetaires dimentaires représentent des résidus de la couverture océanique originelle des péridotites. L’analyse des paragenèses éclogitiques des métasédiments et des métabasites permet de montrer que l’évolution P,T alpine de ces lambeaux est compatible avec celle du corps de Lanzo. Cette interprétation et ses implications sont discutées.     

Structures et cinématique liées á la mise en place des péridotites de Ronda (Cordilléres Bétiques,Espagne)

The interaction of the Mid-Atlantic Ridge with the North Atlantic Mantle Plume has produced a magmatic plateau centred about Iceland. The crust of this plateau is 30 km thick on average. This abnormal thickness implies that, unlike other slow-spreading ridges, addition of magmatic material to the crust is not balanced by crustal stretching. The thermal effect of the plume also reduces the strength of the lithosphere. Both mechanisms affect the rifting process in Iceland. A structural review, including new field observations, demonstrates that the structure of the Iceland plateau differs from that of other slow-spreading oceanic ridges. Lithospheric spreading is currently accommodated in a 200 km wide deformation strip, by the development of a system of half-grabens controlled by growth faults. Similar extinct structures, with various polarities, are preserved in the lava pile of the Iceland plateau. These structures are identified as lithospheric rollover anticlines that developed in hanging walls of listric faults. We introduce a new tectonic model of accretion, whereby the development of the magmatic plateau involved activation, growth and decay of a system of growth fault/rollover systems underlain by shallow magma chambers. Deactivation of a given extensional system, after a lifetime of a few My, was at the expense of the activation of a new, laterally offset, one. Correspondingly, such systems formed successively at different places within a 200 km wide diffuse plate boundary. Unlike previous ones, this new model explains the lack of an axial valley in Iceland, the dip pattern of the lava pile, the complex geographical distribution of ages of extinct volcanic systems and the outcrops of extinct magma chambers.     

L’ouverture de l’Atlantique et son influence sur les peuplements des grands foraminifères des plates-formes péri-océaniques au Mésozoïque

Résumé

— Au Jurassique et au Crétacé, le peuplement des plates-formes des marges atlantiques par les grands foraminifères benthi-ques s’est opéré d’Ouest en Est. Caractéristiques des zones tropicales ces organismes n’ont atteint la marge américaine de l’océan qu’au Callovien ou à l’Oxfordien. Jusqu’au Sénonien, les grands forammifères de cette marge étaient peu diversifiés; ils appartenaient à des espèces bien connues sur la marge européenne et africaine ainsi que dans la Néoléthys méditerranéenne où les grands foraminifères benthiques sont très diversifiés. Néanmoins un faible endémisme est apparu pendant l’Albien sur la marge américaine de l’océan.

D’une façon générale, la faible diversité des formes américaines est sans doute liée à la faible largeur qu’avait alors l’Océan Atlantique petit bassin océanique entre deux super continents, et aux instabilités climatiques que cette situation pouvait engendrer.

Un important changement est intervenu au Campanien où le peuplement des plates-formes carbonatées américaines a montré une grande diversité et un fort taux d’endémisme. Ceci peut être lié pour partie à la largeur notable qu’atteignait alors l’Atlantique aussi bien dans sa partie centrale que méridionale, isolant ainsi la marge américaine de la marge européenne et africaine.

S’agissant du régime climatique, la distribution des grands foraminifères au Jurassique supérieur-Crétacé inférieur montre qu’un même régime tropical régnait alors du Guatemala à Terre Neuve et du Sénégal à la Bretagne sur les deux rivages. Au Crétacé supérieur, les grands foraminifères ne sont connus qu’aux basses latitudes sur la rive américaine (Texas, Floride, Bahamas) tandis qu’ils sont relativement abondants aux latitudes élevées sur la marge européenne (Hollande, Suède méridionale). Il est probable qu’un paléo-Gulstream réchauffait alors les côtes septentrionales de l’Europe.