Contrôle morphostructural de l'histoire d'un réseau hydrographique: le site de capture de la Moselle

By comparing the topographic contour map, the Bajocian limestone structural contour map and alluvial terraces in the Toul and Nancy area, it is possible to reconstitute the changes in the drainage pattern and the Moselle and Meuse cuestas (côtes de Moselle et de Meuse) retreat that have taken place since the late Tertiary. The highest reworked alluvial deposits of the palaeo-rivers (‘Haute-Moselle’ and ‘Paléo-Meurthe’), are now situated on the inverted relief top of the Moselle cuesta. They suggest that the course of these rivers drifted and that the relief in the late Tertiary was subdued. The clearing of the back slope surfaces only started at the beginning of the Pleistocene (at 350 m) as a result of a climatic deterioration. Since this time, downcutting erosion and the correlative removal of clays have strongly emphasized cuesta relief although there has been a certain retreat which varies about 6 to 21 km, depending on the basement dip. The main rivers are almost entirely superimposed on the palaeo structural frame-work. On the contrary the tributaries of the left bank originally extended and changed on the Callovo-Oxfordian clays before penetrating into the Bajocian limestones, according to the cuestas retreat during the Plio-Pleistocene. Only small strike rivers were in accordance with structural features; sinking into the underlaying Bajocian limestones these entrenched rivers quickly dried up. On the opposite, the flow of the eastward rivers, independent of the structure, grew upstream to downstream, because these rivers first drained the Callovo-Oxfordian clays, before cutting across the Bajocian limestones groundwater. It is the same nowadays. The piracy of the Moselle can be explained by the evolution of the ‘Paléo-Terrouin’, a major eastward palaeo tributary of the ‘Paléo-Meurthe’, and by the retreat of the Meuse cuesta. The significant retreat of this cuesta in the ‘Toul syncline’, changing from an inverted relief to a structural relief in the Dieulouard structural basin, led to a widening of the Callovo-Oxfordian clay plain and a broadening of the ‘Paléo-Terrouin’ 's hydrographic basin. As a result, the ‘Paléo-Terrouin’ captured the ‘Rivière de la Haie Plaisante’, a small strike tributary of the Upper Moselle, and then eastward, the Upper Moselle. In the future, it will probably also capture the Upper Meuse.     

Karst et évolution des rivières : le cas de l’Ardenne

Résumé

Dans les régions karstiques comprenant des vallées épigénétiques, les phénomènes tectoniques ont deux influences majeures : a) la surrection donne de l’énergie potentielle en créant des différences d’altitude, générant à la fois le creusement des vallées et celui du karst ; b) une tectonique est nécessaire pour que le processus de karstification débute. L’opposition entre le développement privilégié soit des vallées, soit des réseaux karstiques dépend ainsi du type dissipée. Les réseaux karstiques de l’Ardenne se situent surtout entre 5 et 15 m au-dessus de la surface piézométrique pour les réseaux secs, et dans la zone saturée pour les parties actives. La structuration de ces réseaux karstiques est favorisée par un ralentissement de la surrection et une activité tectonique. Cette période se situe dans le Pléistocène moyen et récent, d apres les datations U/Th de spéléothèmes. © Elsevier, Paris     

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.     

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     

Études sédimentologiques dans L'île de Ré

Résumé L'observation de nombreux sédiments de plage et l'étude de prélèvements effectués au large ont montré que l'île de Ré est actuellement privée de sources importantes de sédiments grossiers étrangers; l'évolution des sables — auxquels succède très rapidement vers le large la vase — ne se poursuit plus que par des transferts littoraux, sur un matériel local, depuis le Flandrien, période à laquelle il faut également rattacher l'importante proportion de grains de quartz au cachet éolien très marqué.L'étude granulométrique, celle des minéraux lourds permettent de séparer en deux stocks différents l'ensemble des sables des dunes et des plages; elles dénotent également des transports d'Ouest en Est.     

Water-resources reconnaissance of Île de la Gonâve,Haiti

Île de la Gonâve is a 750-km² island off the coast of Haiti. The depth to the water table ranges from less than 30 m in the Eocene and Upper Miocene limestones to over 60 m in the 300-m-thick Quaternary limestone. Annual precipitation ranges from 800–1,400 mm. Most precipitation is lost through evapotranspiration and there is virtually no surface water. Roughly estimated from chloride mass balance, about 4% of the precipitation recharges the karst aquifer. Cave pools and springs are a common source for water. Hand-dug wells provide water in coastal areas. Few productive wells have been drilled deeper than 60 m. Reconnaissance field analyses indicate that groundwater in the interior is a calcium-bicarbonate type, whereas water at the coast is a sodium-chloride type that exceeds World Health Organization recommended values for sodium and chloride. Tests for the presence of hydrogen sulfide-producing bacteria were negative in most drilled wells, but positive in cave pools, hand-dug wells, and most springs, indicating bacterial contamination of most water sources. Because of the difficulties in obtaining freshwater, the 110,000 inhabitants use an average of only 7 L per person per day.

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Resumen La Isla de la Gonavê, cercana a la costa de Haití, tiene 750 km². La profundidad al nivel freático está comprendida entre menos de 30 m para las calcitas del Eoceno y Mioceno Superior y más de 60 m en el acuífero de calcitas cuaternarias, el cual posee 300 m de espesor. La precipitación anual varía entre 800–1.400 mm, si bien la mayor parte se pierde por evapotranspiración y prácticamente no hay aguas superficiales. Según un balance de masas de cloruros, alrededor del 4% de la precipitación recarga el acuífero kárstico. Las cavidades y manantiales son una fuente habitual de agua. Los pozos excavados proporcionan agua en las áreas costeras. Pocos pozos productivos se han perforado a más de 60 m. El reconocimiento de los análisis de campo indica que las aguas subterráneas son de tipo bicarbonatado-cálcico en el interior, mientras que es de tipo clorurado-sódico en la costa, donde se sobrepasan las concentraciones recomendadas por la Organización Mundial de la Salud para sodio y cloruro. Los ensayos efectuados para detectar la presencia de bacterias productoras de sulfuro de hidrógeno resultaron negativos en la mayoría de los pozos perforados, pero fueron positivos en la muchos manantiales explotados y en todos los manantiales, cavidades y pozos excavados, hecho que indica la contaminación bacteriana de la mayor parte de fuentes de agua. Debido a las dificultades para obtener agua dulce, los 110.000 habitantes utilizan una media de sólo 7 L por persona al día.

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Résumé LÎle de la Gonâve est une île de 750 km² au large de la côte dHaïti. La profondeur de la nappe varie entre moins de 30 m dans les calcaires de lÉocène et du Miocène supérieur à plus de 60 m dans les calcaires quaternaires épais de 300 m. Les précipitations annuelles sont comprises entre 800–1.400 mm. La plus grande partie des précipitations est perdue par évapotranspiration et il ny a pratiquement pas deau de surface. Le bilan de masse des chlorures permet destimer à 4% des précipitations le montant de la recharge de laquifère karstique. Des bassins dans les grottes et des sources sont la source deau courante. Des puits creusés à la main fournissent de leau dans les zones côtières. Quelques puits productifs ont été forés dépassant 60 m de profondeur. Lanalyse des reconnaissances de terrain indique que les eaux souterraines à lintérieur de lîle sont de faciès bicarbonaté calcique, tandis que leau près de la côte a un faciès chloruré sodique dépassant les valeurs recommandées par lOMS pour le sodium et les chlorures. Des tests pour la présence de bactéries productrices dhydrogène sulfuré se sont révélés négatifs dans la plupart des forages, mais positifs dans la plupart des sources captées et tous les autres sources, bassins de grottes et puits creusés à la main, ce qui indique une contamination bactérienne de la plupart des sources deau. Du fait des difficultés pour sapprovisionner en eau douce, les 110.000 habitants utilisent en moyenne seulement 7 L par personne et par jour.

     

Sur un type de sédimentation très répandu dans le Cambrien de Normandie

Sans résumé     

La compression pré-campano-maastrichtienne dans le Mésozoïque des Andes de Bolivie : l’exemple de Tica Tica (20°01’lat. S et 66°17’ long. W)

Résumén

Dans la Cordillère Orientale des Andes de Bolivie, le Mésozoïque est eonservé le plus souvent dans des synclinaux discontinus, fréquemment chevauchés par des écailles de Paléozoïqne. Les sédiments mésozoïques, marins et continentaux de plateforme d’arrière-arc, ont jusqu’à présent été considérés comme déposés en régime extensif. Ils recouvrent en discordance le Paléozoïque plissé et l’aillé à l’Hercynien et, postérieurement, profondément érodé avant la sédimentation mésozoïque. Des paléofailles majeures N-S, NW-SE et NE-SW, héritées de structurations antérieures, ont influencé l’évolution géodynamique du bassin mésozoïque depuis la lin du Jurassique.

Dans la partie méridionale de la Cordillère Orientale, la région de Tica Tica présente de nombreux indices de serrage synsédimentaire depuis le début des dépôts mésozoïques jusqu’à la discordance campano-maastriehtienne (phase « péruvienne »). Le domaine de la Cordillère Orientale, avant-pays du bassin d’arrière-arc chiléno-péruvien, peut être ainsi interprété comme un secteur en compression sur lequel les transgressions successives, au Cénomanien, au Turonien et au Campano-Maastrichtien. soulignent divers instants d’un processus pratiquement continu de déformation.

Pendant le Tertiaire, les chevauchements andins réactivent les accidents majeurs préexistants : ils en inversent le mouvement, ou les déforment, ou bien les utilisent comme zones de coulissage. Ainsi, contrairement à ce qui a pu être proposé, le raccourcissement de la chaîne des Andes boliviennes, initié à la fin du Jurassique et faisant intervenir des fractures profondes, implique une participation, non seulement de la totalité de la pile séilimeutaire, mais très vraisemblablement aussi de son substratum précambrien comme c’est le cas dans le Nord-Ouest argentin.     

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.

     

Plissements Quaternaires Dans la Région de Gafsa et le Sud Tunisien

Résumé L'Atlas tunisien est affecté, dans la zone de Gafsa, de plissements quaternaires post-acheuléens et anté-moustériens. La succession stratigraphique se termine par des dépÔts continentaux qui, débutant avec le sommet du Miocène, sont surmontés en continuité de sédimentation par une série congloméatique renfermant des silex taillés de l'Acheuléen. Cet ensemble a été plissé en pli faillé avec flanc sud accentué et affaissé (pendages de 70 à 80 degrés). Au complexe plissé se superposent des alluvions horizontales dont la haute terrasse est datée par des industries à silex du Moustérien. Cette orogénèse s'intègre dans la géologie régionale du Sud tunisien où des faits analogues sont connus en plusieures localités.     

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.     

Appareils gravitaires et évolution mégaséquentielle du Numidien dans le Nord et I’Est de la Grande Kabylie

Résumén

L’analyse séquentielle et la sédimentologie de faciès sont appliquées aux grès numidiens. Ces méthodes fournissent des données nouvelles concernant l’origine de ces dépôts. Ceux-ci présentent des associations de faciès proximales et résultent de transports sur des distances relativement courtes. On n’observe pas de dépôts distaux. Plusieurs dépo-centres sableux. vraisemblablement des éventails radiaux, de vraient être répartis tout le long d’un bassin. Ces données rendent difficile de situer ce bassin au Sud des « noyaux » kabyles, ceux-ci fournissant à cette époque un matériel terrigène déposé en discordance ou alimentant les grès micacés » périphériques; la bordure « tellienne » ne semblant pas non plus avoir pu laisser transiter des sables (transports continentaux puis marins). Il est donc logique de placer le bassin au nord des « noyaux » kabyles. Cependant, la question de l’origine continentale du matériel quart/eux n’étant pas réglée (Afrique ou continent septentrional), celte position pose le problème paléogéographique de la disposition des terres ou des deltas ayant permis le drainage continental de ces sables jusqu’aux points d’entrée sous-marine.     

Rythmes de sédimentation dans le crétacé helvétique

A new method of sedimentary rocks investigation is proposed. It illustrates by means of curves the variations in both time and space of the main mineral and organic features. By combining them together in a logical way, it is possible to decipher the relations between sedimentation and the different factors governing it: depth, distance to shoreline, direction and strength of marine currents, biological and chemical conditions, tectonics and so on. Finally a paleogeographic classification of lithological facies is obtained.Some examples taken in the Cretaceous of the Swiss High Calcareous Alps are presented. The bathymetrical interpretation of their facies is in close agreement with the results of modern oceanographic investigations which have described in some cases very similar conditions.

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Zusammenfassung Eine Interpretationsmethode der Sedimentgesteine wird dargestellt. Mittels Kurven warden die zeitlichen und räumlichen Variationen der wichtigsten mineralogischen und organischen Charaktere ausgedrückt. Die durch diese Kurven gelieferten Angaben werden unter sich in logischer Weise kombiniert und erlauben eine paläogeographische Klassifikation der verschiedenen lithologischen Einheiten. Hiermit ist es möglich, die Verbindungen zwischen der Sedimentation und den verschiedenen Faktoren, welche die letztere beeinflussen, herzustellen: Tiefe, Entfernung von der Küste, Richtung und Stärke der Strömungen, physikalisch-chemische Bedingungen, Tektonik usw. Es werden verschiedene Beispiele aus der helvetischen Kreide dargelegt. Die bathymetrische Interpretation ihrer lithologischen Fazies entspricht den neuesten Arbeiten der Ozeanographie, worin ähnliche aktuelle Bedingungen beschrieben sind.

     

Tectonique superposée de la zone de faille d’Arakapas (Massif de Troodos,Chypre)

Résumén

Une analyse tectonique du couloir faillé d’Arakapas est menée à partir de la mesure de plus de 3 000 plans striés relevés dans les formations ophiolitiques du Troodos et du Kellaki. Des mesures ont également été effectuées dans les formations du Crétacé terminal — Paléogène et du Néogène, afin de préciser l’âge des différents stades de la déformation. Elles ont été traitées par les méthodes des dièdres droits et du calcul du tenseur des contraintes. Il est montré que le couloir d’Arakapas a été le siège de plusieurs déformations successives. Au Néogène règne un régime en extension qui succède à un jeu décrochant dextre contemporain des compressions d’âge Crétacé terminal à Miocène. Un jeu décrochant antérieur peut-être mis en évidence. Il serait compatible avec le fonctionnement en faille transformante océanique proposé par divers auteurs.     

Evolution des mécanismes d’extension dans le bassin pannonien

Résumé

Le bassin pannonien s’est ouvert en position d’arrière-arc durant et après les derniers stades de l’orogenèse des Carpathes. La distension y a créé, du Badénien au Pannonien (16.5-8 Ma), un dispositif complexe de môles et fossés suivant les directions NE-SW et NW-SE. Les mécanismes d’ouverture des bassins intra-carpathiques correspondent à une évolution structurale en deux temps : (1) développement de décrochements conjugués et initiation de bassins losangiques le long ou à l’intersection de ces décrochements (compression N-S), (2) épisode de rifting (extension E-W).     

Nouvelles données sur le téphra de Sarliève et le téphra CF7, marqueurs chrono-stratigraphiques de Grande Limagne (Massif central,France)

A trachytic tephra, discovered in the ancient lake of Sarliève, ‘Grande Limagne’, has been dated using the thermoluminescence technique. The obtained age, 16±4 ka ($\text{2}\text{σ}$), is older than that of the trachytic volcanoes of the Cha??ne des Puys, the ashes of which have already been locally recognised in the region. Its analysis confirms its originality. In the course of the comparisons made to search for its spring, it appears that the wide-dispersion tephra CF7, beforehand correlated by hypothesis to the Puy de Clierzou, probably originates from the Kilian crater or the Puy de Vasset. To cite this article: D. Miallier et al., C. R. Geoscience 336 (2004).     

Quantification de l’ablation dˈun bassin versant marno-calcaire alpin durant le Petit Age Glaciaire par l’étude d’un système lacustre (cas du lac du « Claps » de Luc-en-Diois Drôme,France)

Measurements of present-day erosion may give heterogeneous results according to the methods used. This article proposes an approach to erosion during the Little Ice Age by the quantitative analysis of detritical materials trapped in a dammed lake. This infill is recognized through two drillings, and these specific observations are supplemented by a seismic reflexion survey which provided a reliable estimate of the geometry of the lake infill. The sedimentary production is calculated from three pieces of data: (1) the surface of the drainage area, (2) duration of the lake system activity and (3) the volume of trapped sediments. From the three determined variables, we propose a detritical production sedimentary rate of 1846 ± 145 tonnes/km²/year, which represents a mean denudation of 0.68 ± 0.05 mm/year. The importance of a hydro-climatic and anthropic forcing on the sedimentary production during the Little Ice Age is emphasized by this study.     

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     

Exploitation de la fracturation d’un massif par la karstification : exemple du Causse de l’Hortus (Hérault,France)

Résumé

Le Causse de l’Hortus est un massif particulièrement adapté à l’étude de la fracturation et de ses interdépendances avec la karstification. La réalisation en cours d’une monographie hydrogéologique et spéléologique du massif ainsi que l’existence de plus de 20 km de galeries explorées appartenant aux réseaux actifs, permettent d’apporter des données nouvelles face aux précédentes études réalisées dans ce domaine. La confrontation des directions de fracturation visibles sur les photographies aériennes avec les directions réellement exploitées par les réseaux karstiques sur l’ensemble du Causse a permis de mettre en évidence le rôle des fractures majeures et l’influence du gradient hydraulique sur l’exploitation du spectre de fractures. En fin de compte, la mise en évidence des relations existant entre les failles décrochantes dextres et les émergences temporaires de type « boulidou » permet d’aboutir à des applications concrètes tant sur le plan spéléologique que sur le plan hydrogéologique. L’étude de ces « boulidous » apporte également de nouvelles informations sur la structuration verticale du karst. © Elsevier, Paris