Variations de l’âge des sédiments calcaires et « Culm » carbonifère dans la chaîne varisque du Sud de la France : migration de l’orogenèse varisque

Résumé

Dans le Sud de la France et les Pyrénées espagnoles, les calcaires sous-jacents aux roches détritiques du Culm carbonifère ont fait l’objet d’une datation systématique par conodontes. Il en ressort que le dépôt de ces niveaux carbonates s’est poursuivi de plus en plus tardivement de l’Est vers l’Ouest : du Viséen inférieur (V3b) en Montagne Noire, au Namurien supérieur (G2) en Pays basque.

Les roches détritiques à caractère flyschoïde du Culm remanient, localement, des éléments de calcaire de plate-forme. La datation de ces éléments par foraminifères, algues, pseudo-algues et végétaux supérieurs montre qu’ils sont de plus en plus récents d’Est en Ouest : leur âge s’échelonne du Viséen 3bp-Namurien A en Montagne Noire, au Westphalien C (Kachirien) au Pays basque (Massif des Cinco-Villas).

Ces divers résultats montrent que les manifestations tectoniques, responsables des premiers épandages détritiques du Culm puis de la resédimentation des calcaires de plate-forme dans le bassin, ont commencé de plus en plus tardivement de la Montagne Noire au Pays basque.

Dans sa branche Sud, l’orogenèse varisque, si l’on s’en tient à la position actuelle de ses segments observables, a migré progressivement du Nord vers le Sud, en Montagne Noire et dans le Massif de Mouthoumet, puis vers l’Ouest, des Pyrénées centrales aux Pyrénées orientales.     

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.     

Le bassin stéphanien des Cévennes (Massif Central) : un exemple de relation entre sédimentation et tectonique extensive tardi-orogénique dans la chaîne varisque

Résumé

La nature syn-sédimentaire des failles bordières du bassin houiller stéphanien des Cévennes est mise en évidence par la distribution des dépôts conglomératiques et gréseux de cône alluvial au pied des paléoreliefs de socle. Elle est également attestée par les fortes variations d’épaisseur caractérisant les niveaux gréseux, silteux et de charbon se distribuant au centre des sous-bassins ainsi que par les directions centripètes d’apport sédimentaire.

A l’échelle du bassin, la nature extensive de la structuration syn-sédimentaire est mise en évidence par des failles normales d’orientation NW-SE, NE-SW et NNW-SSE, à fort pendage, structurant les sous-bassins en demi-graben à géométrie synclinale ou à configuration divergente. Dans le secteur SE du bassin de la Grand’Combe, les structures syn-sédimentaires extensives coexistent avec des plis précoces reliés à un décollement généralisé au niveau des couches de charbon « Sans Nom ».

L’intégration des données structurales et microtectoniques collectées dans les dépôts stéphaniens et dans le socle montre que la structuration syn-sédimentaire extensive du bassin stéphanien est associée au cours du temps à une rotation progressive antihoraire de la direction d’extension principale successivement NE-SW à NW-SE.

L’ensemble des données tectono-sédimentaires nous permet de proposer une nouvelle interprétation du bassin stéphanien des Cévennes dans le cadre de la tectonique extensive tardi- orogénique de la chaîne varisque. Cette interprétation est illustrée par un modèle de bassin extensif intégrant une structuration générale en demi-graben et une tectonique gravitaire locale. La tectonique gravitaire s’exprime par la mise en place de décollements superficiels en liaison avec la surrection du horst dissymétrique du Rouvergue, en position axiale dans le bassin.     

Le réseau de fracturation,facteur initial de la karstification des craies dans les collines du Perche: l'exemple du site de la Mansonnière (Bellou-sur-Huisne,Orne, France)

Tectonics has been known to be the initial factor of karstification for a long time, but this has never been demonstrated because of the progressive nature of karstification, which destroys evidence of the preliminary phases. Because of its dual hydrological quality, chalk limestone has conserved a great variety of specific forms illustrating various steps in evolution, from the initial primokarst to the classic well-developed drain.In the Perche hills, very recent research has shown specific endokarstic galleries, filled up by sands and clays. Physical, chemical and X-ray analyses have shown that such infillings result not from a classical fluviatile deposit process, but on the contrary, from an alteration process, underlining the progress of a weathering front into the limestone mass down to the watertable. The infillings are not sedimentary deposits, but represent a kind of “shadow rock”, a chemical in situ transformation of limestone, without any transport of the solid fraction.The genesis results from the progression of weathering fronts located on the tectonic pattern into the input karst. When the weathering front crosses the watertable, the resulting water mixing produces a chemical reaction capable of opening the original joint. This results in infilled galleries, similar to classical karst drains, which have never known fluviatile drainage. This illustrates the first step in normal karstic evolution, just before a water flux drains the gallery, resulting in a new karstification step: the drained passage. The specificity of the region of the Perche hills is this karst evolution stopped in the first step, illustrating the “primorkarst” modelling by the researcher, which has never been described before.The conditions for this genesis are a well-developed tectonic pattern, an absence of thick superficial layers, a high soil permeability, and an absence of superficial drainage (lack of sinkholes).     

Approche des relations tectonique-karst-hydrodynamisme par l'analyse de traçages réalisés dans l'aquifère crayeux du Boulonnais (Escalles,Nord de la France)

In 1989, a tracer test was conducted by injecting uranine into the unsaturated zone of the chalk aquifer of the Escalles area (Boulonnais, northern France). The high transfer velocity (42 m h^–1) was found to be inconsistent with previous information on the hydronamic behaviour of the chalk aquifer. Therefore it is almost certain that faults and fractures must play a major role in the groundwater flows on a local scale although their action may be hidden on a regional scale. In March 1997, an experiment involving a triple junction into the saturated part of the chalk aquifer was carried out. This made it possible: (1) to define with great accuracy the groundwater flow directions and associated velocities, thus improving the water table map; (2) to establish rules concerning the unsaturated parts; (3) to distinguish between fissural and karstic flows and (4) to understand, at least partly, the role played by some faults.     

Le réseau de fracturation,facteur initial de la karstification des craies dans les collines du Perche : l’exemple du site de la Mansonnière (Bellou-sur-Huisne,Orne, France)

Résumé

Le facteur tectonique est reconnu depuis longtemps comme initiateur de la première phase de karstification, mais sans que ceci n’ait jamais été démontré car les témoignages des premières phases sont détruits par le développement de la karstification. Les qualités hydrologiques mixtes de la craie permettent de conserver une grande variété de formes spécifiques, illustrant différents stades d’évolution, depuis l’originel « primokarst » jusqu’au classique drain polyphasé.

Dans les collines du Perche, de très récentes recherches ont mis en évidence des galeries endokarstiques particulières, comblées de sables et d’argiles. Les analyses physiques, chimiques et rayons X ont démontré que ces remplissages résultent non pas d’un processus classique de dépôt fluviatile, mais au contraire d’un processus d’altération soulignant la progression d’un front d’altération dans la craie, jusqu’à la surface piézo- métrique. Les remplissages ne sont pas des dépôts sédimentaires, mais représentent une sorte de « fantôme de roche », résultant d’une transformation in situ de la craie, sans aucun transport de matière solide.

La genèse résulte de la progression de fronts d’altération installés sur le réseau de fissures de la zone d’introduction (de la surface jusqu’au toit de la nappe). À la rencontre de la nappe de la craie, le mélange des eaux produit une activité chimique qui ouvre la fissure originelle. Des galeries comblées, semblables à celles du karst classique, se forment, sans jamais avoir connu de drainage fluviatile. Ces galeries illustrent le premier degré d’une évolution karstique classique, juste avant qu’un flux draine la galerie constituant un nouveau degré de karstification : le conduit drainé. La spécificité de la région du Perche est que la karstification s’y est arrêtée au premier stade, illustrant le « primokarst » modélisé mais jamais décrit jusqu’alors. Les conditions de cette genèse sont acquises lorsque le site offre un réseau de fractures bien développé, une absence de formations superficielles, une perméabilité élevée du sol, une absence de drainage superficiel (pas de perte concentrée), et un encaissant relativement poreux. © Elsevier, Paris     

Évolution géodynamique messino-pliocène en Languedoc central : le paléo-réseau hydrographique de l’Orb et de l’Hérault (Sud de la France)

Résumé

En Languedoc central, la cartographie des sédiments formés lors de la crise messinienne et de ceux de la séquence pliocène, ainsi que les données patées paléontologiques nouvelles (Aigues-Vives et Servian) permettent de proposer une reconstitution du tracé messimeli des rivières actuelles (Orb et Hérault) transformées en rias à la suite du relèvement eustatique pliocène. L’Hérault messinien se singularise par une incision beaucoup plus faible que celle des autres rivères. En effet, la nature karstique de l’arinère-pays immédiat permet un enfouissement des eaux météoriques au profit d’aquifères profonds sous-jacents au drainage aérien du réseau hydrographique messinien. Le Languedoc central illustre, entre Roussillon et Rhône, le modèle géodynamique messino-pliocène de Clauzon. © Elsevier, Paris     

Les différents mécanismes à l'origine de la diversité des séismites,leur identification dans le Pliocène du Saïss de Fès et de Meknès (Maroc) et leur signification tectonique

Various synsedimentary structures (dish-structure, convolute bedding, loadcast, bedding dislocation and dissipation, sand intrusion) are interpreted as being due to seismic liquefaction and subsequent fluidization of marine and fluviatile sands. Their diversity is compared to the various deformation processes of seismites and related to the local influence of granulometry, diagenesis and slope. The two seismites horizons are referred to the end of the Middle Pliocene and the Late Pliocene and associated with tectonics to the south of the Rif orogenic belt.     

Les porphyres quartzifères et les roches volcaniques prétriasiques de la nappe du Grand St Bernard,Valais, Suisse

Résumé Revue des connaissances actuelles. Nouvelles observations sur la présence de porphyres quartzifères dans la nappe du Grand St Bernard. Ces roches qui sont situées dans le complexe prétriasique des Schistes de Casanna se présentent sous la forme de couches relativement minces (quelques m de puissance) qui sont concordantes avec les assises sédimentaires encaissantes; elles peuvent être utilisées comme niveau stratigraphique repère séparant les schistes de Casanna inférieurs et supérieurs. On a également trouvé un filon de porphyre quartzifère qui recoupe les roches vertes plus anciennes. Nouvelles observations sur la série très peu métamorphique du Mont Laget qui est formée par un ensemble pyroclastique acide d'âge probablement permien.     

Les différents mécanismes à l’origine de la diversité des séismites,leur identification dans le Pliocène du Saïss de Fès et de Meknès (Maroc) et leur signification tectonique

Résumé

Des structures synsédimentaires de type dish-structure, plis disharmoniques, figures de charge, dislocation et des destructions du litage et intrusions sableuses, observées dans le Saïss, sont interprétées comme des structures induites par une liquéfaction sismique de sables marins et fluviátiles, parfois associée à des injections sableuses. La place de ces structures parmi les divers types de séismites est discutée par rapport à l’influence des caractéristiques de granulométrie, de diagenèse et de pente qui conditionnent les différents modes de déformation. Les deux niveaux déformés marocains sont replacés dans le déroulement de la tectonique pliocène au sud du Rif. © Elsevier, Paris     

Approche des relations tectonique-karst-hydrodynamisme par l’analyse de traçages réalisés dans l’aquifère crayeux du Boulonnais (Escalles,Nord de la France)

Résumé

En 1989, un traçage a été réalisé sur la commune d’Escalles (Boulonnais) par injection d’uranine dans la partie non saturée de T aquifère crayeux. Les vitesses de transfert élevées (42 m h^?1) obtenues et les directions d’écoulement mises en évidence étaient contradictoires avec ce qui était connu à ce moment-là du point de vue du fonctionnement hydrodynamique de l’aquifère. Les courbes de restitution obtenues, toutes à pics multiples, posaient le problème de l’existence possible de cheminements multiples au sein de la zone non saturée et de l’aquifère. En mars 1997 nous avons procédé à une triple injection de traceur en milieu saturé ce qui a permis de définir exactement les directions des axes de transfert souterrain et les vitesses associées, d’affiner la cartographie piézométrique du secteur, le rôle de la zone non saturée, de trancher entre drainage fissurai et drainage karstique et enfin de percevoir en partie les rôles exercés par certaines failles sur les écoulements souterrains. © 1999 Editions scientifiques et médicales Elsevier SAS     

L’analyse morphologique spatialisée : apports d’une méthode à la détection des accidents,une nécessité dans l’approche hydrodynamique et karstologique des aquifères fissurés. Exemples dans le Nord de la France crayeux

Résumé

L’analyse morphologique spatialisée est une nouvelle méthode de détection des accidents utilisant les données morphométriques du relief (pente, orientation, altitude), extraites d’un modèle numérique de terrain précis par un programme informatique. Ce programme, en tenant compte des commandes morphogénétiques (lithologie, climat, chronologie), permet l’identification de modes morphométriques pour chaque type de morphologie et l’extraction des anomalies à ces modes. Certaines anomalies, après un traitement de hiérarchisation spatiale, sont interprétées comme des signatures tectoniques, l’analyse étant possible à l’échelle du versant. L’existence effective des accidents est validée à l’aide de méthodes de géologie structurale classiques. Par une meilleure définition de la position et de la géométrie des accidents, cette méthode peut permettre l’optimisation des études hydrodynamiques en aquifère fissuré, et dans le cas de réservoirs carbonatés, une approche spatiale de la karstification. Elle est appliquée ici à l’aquifère crayeux du Nord de la France, où, couplée à des enregistrements fins de données hydrogéologiques, elle permet l’identification de zones à transfert hydrodynamique rapide au droit d’accidents. Ces constatations conduisent à de nouvelles pistes de réflexions dans une région où la karstification n’est pas reconnue. © Elsevier, Paris     

Apport des marqueurs isotopiques et biogéochimiques dans la reconstitution du paléoenvironnement de la grotte du Lazaret (Nice,Alpes-Maritimes) au cours du Pléistocène supérieur (stade isotopique 5)

The isotopic composition of calcite from the stalagmitic floor E of the Lazaret Cave is interpreted as proxy of atmospheric circulation and vegetal cover changes during IOS 5. The ${\delta }^{18}\mathrm{O}$ variations could indicate change in precipitation sources, which could originate from the Mediterranean Sea during warm periods and from the Atlantic Ocean during colder periods. The ${\delta }^{13}\mathrm{C}$ variations could be related to vegetal cover and soil type. Tree cover appears to be dominant according to pollen spectra, and organic molecules trapped into calcite (sterols, terpenoids, humic acids). To cite this article: L. Rousseau et al., C. R. Geoscience 337 (2005).     

Les vertébrés continentaux de l’Adrar Mgorn (Maroc,Paléocène); une dispersion de mammifères transtéthysienne aux environs de la limite mésozoïque/ cénozoïque ?

Résumé

— Le gisement paléocène sud-marocain de l’Adrar Mgorn recèle les plus anciens Mammifères placentaires africains, dont la plupart sont les premiers reconnus dans le domaine sud-téthysien. L’identification, parmi eux, d’« Insectivores » paléoryctidés, très proches des genres strictement nord-américains Cimolestes et Palaeoryctes (Crétacé supérieur et/ou Paléocène), suggère une liaison par voie continentale des domaines nord-américain et africain autour de la limite Crétacé supérieur/Tertiaire. Celle-ci suppose une traversée transtéthysienne dont nous discutons les possibilités à la lumière des données paléogéographiques.     

La discrimination géotectonique des roches magmatiques basiques par les éléments traces. Réévaluation d’après une base de données et application à la chaîne panafricaine du Togo.

Résumé

Nous confirmons, par l’utilisation d’une base de données géochimiques sur un très grand nombre de roches magmatiques actuelles ou récentes ordonnées selon des critères géotectoniques rigoureux, la validité de la démarche de discrimination géotectonique, par les éléments traces, pour des laves et plutons contenant moins de 55% de Si0₂. Nous précisons les limites des champs discriminants, dans le diagramme Th-Tb-Ta, et montrons leur position non aléatoire vis à vis du point représentatif du Manteau Primordial, chaque contexte pouvant être caractérisé par un mode de fractionnement particulier des systèmes Th-Ta et Tb-Ta. Ceci suggère que la discrimination géotectonique reflète à la fois l’hétérogénéité des sources des magmas et la permanence des caractères de la (des) source(s) dans un contexte donné. Cette démarche est appliquée à une quinzaine de métabasites (amphibolites et éclo-gites) échantillonnées lors d’une campagne de cartographie de la chaîne panafricaine du Togo et supposées représentatives de différentes unités lithostructurales. Par leurs caractéristiques géochimiques, ces échantillons s’apparentent aux basaltes associés au système Afar/Mer Rouge ou aux tholéiites continentales. Aucun ne présente les signatures géochimiques des laves émises en contexte de convergence de plaques ou des basaltes de rides médio-océa-niques “normales” (“N-type MORB”). Ces résultats suggèrent la mise en place du magmatisme préorogénique dans un contexte de rift continental mais n’apportent pas d’argument en faveur de la résorption d’un vaste domaine océanique dans cette partie de la chaîne panafricaine.     

Les Montagnes Noires : cisaillement bordier méridional du bassin carbonifère de Châteaulin (Massif Armoricain,France). Caractéristiques structurales et métamorphiques

Résumé

L’évolution structurale et métamorphique de la zone des Montagnes Noires, qui borde vers le sud le bassin carbonifère de Châteaulin, est contrôlée par le fonctionnement d’un cisaillement trans-current dextre. Le caractère unique, mais progressif et inhomogène, de la déformation régionale d’âge carbonifère supérieur conduit à remettre en cause le concept d’une structuration hercynienne polyphasée et celui de « phase bretonne ».     

Erosion of particulate inorganic and organic matter in the Gulf of LionÉrosion de la matière particulaire inorganique et organique dans le golfe du Lion

Critical shear stress of erosion and erosion rate of particulate inorganic and organic matter were measured in a flume at three muddy stations. Critical shear stress ranged between 0.022 and $\text{0.038 }\text{N}\text{m}{}^{\mathrm{?2}}$. At the deepest site, annual erosion of particulate organic nitrogen and phosphorus could exceed net deposition fluxes, showing the importance of erosion processes. Erosion may modify total system mineralisation rates by introducing sedimentary particulate organic matter into the water column and thus this process must be taken into account in studies of biogeochemical cycles. To cite this article: E. Schaaff et al., C. R. Geoscience 334 (2002) 1071–1077.