Relations quantitatives entre les craies à silex et les formations résiduelles à silex de l’ouest du bassin de Paris

Résumé

Depuis plus d’un siècle, l’origine autochtone ou allochtone des formations résiduelles à silex (en abrégé RS : résidus à silex) par rapport aux craies a fait l’objet de multiples discussions. Pour répondre à ce problème, un bilan d’altération entre ces deux formations a été effectué. Il repose sur une connaissance précise des âges des craies-mères des RS et sur des comparaisons granulométrique et chimique entre craie et RS. Ces comparaisons s’appuient sur les quantités de silex contenues dans les craies et les RS, sachant que les silex sont reconnus comme autochtones et que leur degré de dissolution est calculé. Les résultats apportent des informations sur l’évolution crétacée du Bassin anglo-parisien, avec la mise en évidence de la craie du Maastrichtien dans le bassin de Paris et la reconstitution des épaisseurs de craie dissoutes. De plus, ils indiquent que la stratigraphie des craies est conservée dans les profils de RS. Ils montrent également que les silex, éléments autochtones des RS, sont faiblement altérés. Les matrices des RS sont, quant à elles, en grande partie allochtones, notamment dans les dix mètres supérieurs de la formation. L’allochtonie diminue avec la profondeur, avec des RS pouvant être considérés comme des résidus d’altération de la craie au sens strict à partir de 20 mètres de profondeur. © Elsevier, Paris     

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.     

Cartographie du métamorphisme faible à trés faible dans les Alpes françaises externes par l’utilisation de la cristallinité de l’illite

Résumé

On présente les tracés proposés, pour la nouvelle carte du métamorphisme alpin, entre la bordure du Mont Blanc et la région de Digne. Ils délimitent le domaine de l’anchizone. Les limites diage-nèse-anchizone et anchizone-épizone sont définies grâce à l’indice de cristallinité des illites après étalonnage. Les données utilisées proviennent pour une bonne part de mesures inédites. La minéralogie de la fraction argileuse, étudiée simultanément, fournit des informations complémentaires.

L’anchizone constitue une auréole plus ou moins large à l’W des massifs cristallins; elle tend à disparaître à la bordure SW du Pelvoux. Au N, l’épizone est générale dès la bordure externe des Aiguilles Rouges, alors qu’au S, elle ne débute qu’à l’E du Pelvoux. Cela est conforme au schéma général du métamorphisme alpin croissant en direction de l’E et du N.

On peut relever les perturbations et points particuliers suivants :

— l’existence de « métamorphisme transporté » dans les Préalpes du N, la région de Digne et l’Embrunais;

— au N, dans le massif de Platé, une « butte témoin » d’anchizone, en gradient inverse dans le substratum des nappes helvétiques;

— vers le col de la Madeleine, un gradient décroissant vers l’E jusqu’à la diagenèse, interrompu par un recouvrement tectonique (ultradauphinois);

— dans le Champoléon, sur la limite S du Pelvoux, un petit affleurement d’anchizone où les lignes d’iso-cristallinité sont déformées par la tectonique anté-priabonienne; l’anchizone serait anté-priabonienne, peut-être même anté-sénonienne.

La comparaison avec les résultats obtenus par d’autres méthodes (inclusions fluides, mesures isotopiques) confirme l’allure générale des transformations. Toutefois, il existe une contradiction avec certains résultats fournis par le pouvoir réflecteur de la vitrinite sur le pourtour de Belledonne.

Pour rendre compte des données disponibles il est nécessaire de faire intervenir plusieurs épisodes, que l’on peut situer à des époques anté-priabonienne, post-priabonienne et anté-nappe, puis post-nappe. L’âge et le nombre exact de ces épisodes sont inconnus.

On souligne qu’il ne faut pas s’attendre à observer de changement décelable au passage des frontières à l’anchizone : elles ne constituent pas des limites de faciès pétrographiques. Ainsi on rencontrera l’épizone d’après les ICr alors que le faciès schiste vert n’est pas encore atteint.     

Méthodes de quantification des transferts de matiére par les fluides dans les roches métamorphiques déformées

Résumé

Les transferts de matière par les fluides se marquent dans les roches métamorphiques par des différenciations chimiques et minéralogiques. Une approche quantitative des relations entre transferts de matière et déformation passe par l’étude de ces différenciations dans des structures présentant soit un gradient continu de l’intensité de la déformation, soit des sites structuraux distincts. Dans ces structures, la roche initiale est souvent préservée dans des zones protégées. Des bilans de matière, par comparaison de cette analyse initiale avec les différentes roches déformées sont effectuées. Une référence chimique, minéralogique ou volumique est choisie dans des diagrammes où sont reportés les gains ou les pertes des constituants de la roche pour les différentes valeurs possibles de son changement de volume. Les quantités de matière transférée et les variations de volume sont alors lues directement dans les diagrammes ou calculées par des relations générales. Dans des diagrammes de variation chimique, ces résultats sont reportés pour chaque roche transformée, en fonction d’un paramètre de différenciation : intensité de la déformation, de la transfonnation chimique ou minéralogique, position dans la structure de déformation. Suivant les cas, ces diagrammes donnent l’évolution de la mobilité des éléments au cours de la déformation ou de la différenciation chimique, les gradients de changement de volume ou les variations de masse dans la structure de déformation étudiée. Des exemples d’un bilan minéralogique et volumique entre flancs et charnière d’un pli, d’un bilan chimique dans une zone de cisaillement et de l’écriture d’une réaction métamorphique sont présentés. Les différentes étapes d’une approche quantitative des relations entre transfert de matière et déformation sont récapitulés.     

La sédimentation vaseuse dans les estuaires de Bretagne occidentale

Sans résumé     

Essai de synthèse sur les modes d'adsorption ionique en flottation

Résumé L'adsorption des ions sur les surfaces minérales est un phénomène auquel on a recours en flottation pour modifier les propriétés des surfaces. Un cristal naturel présente des faces brillantes et des faces rugueuses. Sur ces deux types de face peuvent se développer des édifices épitactiques. Sur les faces rugueuses on assiste plus spécialement au garnissage de trous ou au remplacement d'ions du cristal, ces processus étant avant tout liés au diamètre ionique. Enfin, certains ions ont simplement une action chimique sur les surfaces minérales ou sur le collecteur.

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Ionic adsorption on mineral surfaces is a phenomenon used in flotation practice for modifying surface properties. Actual crystals show bright or rough faces. On both types of faces, epitactic formations can develop. On rough surfaces it is more probable to obtain a filling of the holes or a replacement of crystal ions. This action is connected closely with ionic radii. However the action of some ions can be a chemical one either on mineral surfaces or on the collector.

     

Migrations de charnières et vecteurs de déplacements sur des modèles analogiques de plis superposés

Résumé

La modélisation analogique d’une superposition de plissements dans une série sédimentaire stratifiée, représentée ici par un multicouche de paraffine et graisse, fait apparaître le rôle déterminant de la géométrie des plis initiaux. Les plis ouverts peuvent évoluer sous l’effet de la seconde compression :

- Si les directions des axes de ces plis sont parallèles à la seconde compression, on verra apparaître des plis superposés.

- Si les directions des axes sont obliques à celle-ci, on observera la réutilisation des plis qui seront alors réorientés grâce à la migration de leur charnière. En fin de déformation la ou les familles de plis présentes dans le modèle ne sont perpendiculaires ni à la première ni à la seconde direction de compression.     

Évolution géomorphologique de l'avant-pays du Sud-Ouest de la Nouvelle-Calédonie durant les derniers cycles glaciaires

We present the morphological analysis of a combined digital elevation model (DEM) obtained by merging data from terrestrial and coastal regions of southern New-Caledonia. Our aim is to describe the Quaternary morphotectonic evolution of the southwestern lagoon of New Caledonia, a region with a shallow average bathymetry (20 m), recently submerged in response to both tectonic and eustatic fluctuations. The marine DEM was obtained by interpolating 131 000 depth soundings from MOP–SHOM (‘Mission océanographique du Pacifique’–‘Service hydrographique et océanographique de la Marine’, France). We confirm that morphologies such as meandering channels and deeply incised canyons are the result of a sub-aerial fluviatile evolution during periods of low sea levels. The marine sedimentation in this region is very recent, probably corresponding to no more than two glacial–interglacial cycles. Geometrical relationships between submerged paleo-rivers and streams, including captures and incisions, strongly suggest that Quaternary active tectonics affected river development. We identify two hydrographic palaeo-networks suggesting outflow changes, from parallel to the present-day island axis to perpendicular. To cite this article: V. Chevillotte et al., C. R. Geoscience 337 (2005).     

Contribution à l'étude des schistes bitumineux du Premien de la Sarre

Résumé Le Permien inférieur de la Sarre renferme un horizon de schistes bitumineux dont la Constance et l'étendue sont remarquables.Les schistes finement varvés correspondent à une sédimentation cyclique en eau calme et peu profonde. La schistosité semble liée à la présence de lits calcaires d'origine en partie organique.L'origine des carbures peut être recherchée dans les débris de poissons très abondants les schistes. Mais l'aspect varvé de la répartition des carbures conduit à admettre l'influence cyclique des phénomènes qui ont provoqué la formation des schistes et à attribuer un rôle important au plankton.     

Coupes équilibrées à travers le massif subalpin de la Chartreuse

Résumé

Pour étudier la tectonique des chaînes subalpines du Nord, et proposer un modèle cinématique régional, nous avons utilisé les résultats d’une expérience géophysique réalisée en 1985, et les observations géologiques de surface publiées à ce jour. Ces données ont été analysées de manière à préciser le style tectonique, le positionnement des failles par rapport aux horizons stratigraphiques et le schéma de branchement des failles. La construction simultanée d’une coupe interprétative, d’une coupe restaurée et d’une carte de branchement des failles a permis d’estimer l’amplitude du raccourcissement par la méthode des coupes équilibrées. Au niveau du Nord de la Chartreuse, la valeur minimale du raccourcissement global est de 14 km, 4 km étant associés au système chevauchant du Jura et 10 km à celui du massif des Bornes et des Bauges. Compte tenu des imprécisions existant sur les données utilisées, trois modèles cinématiques, qui correspondent à une plage de raccourcissement comprise entre 14 et 25 km, sont proposés.     

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.     

Analyse isotopique de l'air piégé dans la glace pour quantifier les variations de température

Isotopic measurements in polar ice core have shown a succession of rapid warming periods during the last glacial period over Greenland. However, this method underestimates the surface temperature variations. A new method based on gas thermal diffusion in the firn manages to quantify surface temperature variations through associated isotopic fractionations. We developed a method to extract air from the ice and to perform isotopic measurements to reduce analytical uncertainties to 0.006 and 0.020$\text{‰}$ for δ¹⁵N and δ⁴⁰Ar. It led to a 16±1.5 °C surface temperature variation during a rapid warming ($\text{?70}\text{000}$ yr). To cite this article: A. Landais et al., C. R. Geoscience 336 (2004).     

Etats de contrainte et cinématique de la chaîne rifaine (Maroc) du Tortonien à l’actuel

Résumé

L’histoire tectono-sédimentaire du Rif (Maroc) et de son Avant-pays, du Tortonien inférieur jusqu’à l’actuel, est contrôlée par des effets de deux phénomènes: la convergence de l’Afrique vers l’Europe et l’expulsion du Rif vers le SW.

Dans le détail, ces deux processus ne sont pas aussi tranchés, il peut y avoir passage d’un système à l’autre dans le temps et dans l’espace.

Les directions moyennes du raccourcissement dépendent de la prépondérance de l’un ou de l’autre.

Depuis le Pliocène, l’expulsion vers le SW est bloquée et de ce fait, seuls les effets de la convergence se font sentir. Ils se traduisent par une direction moyenne NW-SE à NS du raccourcissement.     

L’analyse des surfaces enveloppes appliquée à l’étude morpho-structurale de l’est de la France

Résumén

Dans certaines régions où les sédiments récents (plio-quaternaires) sont rares ou inutilisables comme enregistreurs de déformations, seule l’analyse morpho-strcturale peut mettre en évidence des indices de néotectonique. Deux types d’objets morphologiques se révèlent particulièrement utiles : les surfaces (d’érosion et de comblement) et le réseau hydrographique. Leur prise en compte et leur analyse s’effectuent essentiellement à partir des cartes topographiques à différentes échelles (de 1/50 000 à 1/500 000).

* La démarche est la suivante: 1 – Des traitements appropriés sont développés, mettant en évidence des discontinuités et des anomalies au sein des surfaces enveloppes et du réseau hydrographiques;

2 – Ces discontinuités sont analysées puis interprétées afin de déterminer les causes de leur existence dans le cadre d’un modèle d’évolution du relief qui tient compte de facteurs internes (la lithologie, la structure), et de facteurs externes (le climat, la végétation et les actions humaines);

3 – Des travaux de terrain confirment et précisent les caractéristiques de ces facteurs (nature et quantification de la déformation : âge. amplitude, sens des mouvements).

* Les principaux résultats de cette démarche appliquée à l’Kst du Bassin parisien sont les suivants: 1 – Les cuestas orientales du Bassin parisien apparaissent structurées par des accidents NK-SW (prolongement du fossé de Sarre Nahe) et NNW-SSK ( Argonne-Bar-le-Due);

2 – Les discontinuités morpho-structurales sont localisées et caractérisées par des mouvements récents.

     

Les escaliers d’accrétion de calcite : un exemple de déformation par fracturation-cristallisation accompagnant le glissement sur les failles

Résumén

Les escaliers d’accrétion de calcite (ou stries de croissance) sont des structures typiques du glissement sur les tailles affectant les roches calcaires. Leur étude microscopique montre qu’ ils se sont formés par rupture de ponts de matière reliant des cisaillements 1^erordre de type P, accompagnée d’une dilatance de la zone de faille.

La géométrie de la fracturation est dans le détail complexe et correspond à la superposition de microfractures de deuxième ordre à valeur de fentes de traction, de cisaillements conjugués et de microstylolites. La géométrie de fracturation ainsi que sa cinématique sont en accord avec les modèles analogiques et numériques proposés par Segall et Pollard (1980) et par Gamond (1983).

Les modalités de la rupture sont celles d’une déformation de type fracturation-cristallisation (crack seal), indiquant un mouvement local par saccades multiples sur la faille, avec un déplacement lent et de faible ampleur. Ceci peut être mis en relation avec un glissement (mode: II) de type “creep”, qui serait controlé par la rupture (mode I) des microbarrié res situées dans les zones de relais. Les fibres de calcites, caractéristiques des escaliers d’accrétion sont le résultat de la recristallisation orientée tardive du secteur interne de l’escalier, là où le mécanisme de fracturation-cristallisation était le plus intense.     

Une circulation de fluides de haute-température à l’origine du métamorphisme crétacé nord-pyrénéen

Résumén

La zone métamorphique qui jalonne la faille nord-pyrénéenne est caractérisée à la fois par son étroitesse et par les hautes températures atteintes à faible profondeur.

Les données géologiques sont assez nombreuses et précises, tant sur la zone métamorphique elle-même que sur le contexte régional pour contraindre une modélisation du transfert thermique dans le cadre de l’amincissement crustal, très important au Crétacé Moyen. On s’aperçoit alors que les modèles de transfert par conduction, appliqués à un amincissement homogène et hétérogène, ne peuvent pas rendre compte d’une anomalie aussi chaude et étroite.

On conclut au rôle essentiel joué par le transfert par circulation de fluides chauds, en s’appuyant sur les données de terrain. On discute les paramètres significatifs du problème et l’on est amené à proposer un fonctionnement thermique discontinu le long du couloir de faille qui reste pendant plus de 15 Ma une zone d’instabilité mécanique majeure à l’échelle de la zone frontière Ibérie/Europe.