Pendant la deuxième journée on s’interrogera sur l’origine des … · 2011-08-22 · canyon,...
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Journée2
Pendantladeuxièmejournéeons’interrogerasurl’originedesreliefslelongdelamarge du Golfe du Lion. Correspondentils à un épaulement de rift? sontilscontemporainsdel’extension?quelleestl’amplitudedusoulèvement?
On utilise des approches géomorphologiques, thermochronologiques et destraceursdessourcessédimentairepourrépondreàcesquestions.
Fig.21:TopographiedelazonedesgrandsCaussesetdesCévennes(auNWdelaFailledes Cévennes) et des Garrigues et de la plaine littorale. Les rivières et fleuves issus desCévennes(Aigoual)incisentlesGrandsCausses(600700malt.)danslesbassinsversantsMéditerranéeetAtlantique.IlsincisentégalementlesplateauxdesgarriguesauSEdelaF.desCévennes(Hérault).Lapositiondelacoupeestindiquéeparlesflèchesnoires.
LARZAC
Montpellier
AlèsLARZAC
BLANDAS
SAUVETERRE
CAUSSE NOIRAIGOUAL
LA VIS
L'ARRE
LE TARN
LA DOURBIE
L'HÉRAU
LT
L'HÉR
AULT
Millau
2-1
2-2
2-32-4
2-6
2-5
2-7
Aigoual l'Arre Causse BlandasCausseLarzac l'HéraultF. Cévennes Bassin de l'HéraultLa Vis
1000
m50
0m0m
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NORD SUD
Arrêt21:CirquedeNavacelles
Fig.211:CirquedeNacacellesvueverslenord,depuislaBaumeAuriol.
LesGrandsCausses, de600mà700md’altitude,sontdécoupéspardescanyons–telscelui de la Vis au Cirque deNavacelles – qui sépare le Causse du Larzac (au sud) duCaussedeBlandas(aunord).
Lepointdevuemetenévidence:
‐ l’aspecttabulairedesséries(Jurassiquesupérieur),‐ les reliefs aunord correspondant auxCévennes cristallines (SerreduLingas et
l’Aigoualà1500m);‐ lereliefàl’estestunemorphologied’originesédimentaire:lemassifrécifaldela
Séranne,lelongdelaFailledesCévennes‐ lekarstàbuttesauSE(Picd’Anjeau)‐ l’incisiondeLaVis(avecleméandreabandonnédeNavacelles)
L’incisiond’unréseauydrographiqueàméandressignifiequ’ilcoulaitdansunpremiertempsàlasurfaceducausse,tabulaireetavecungradientfaible,puisqu’àlasuited’unabaissementduniveaudebase, lecoursd’eaus’estadaptéen incisantsonsubstratumd’environ400m.L’abaissementduniveaudebasepeutrésulter:
‐ d’unabaissementdel’exutoiredusystème‐ dusoulèvementdusubstratum.
Lapréservationdesméandresestdifficilementcompatibleavecunmécanismed’érosionrégressive depuis l’embouchure du système; par contre, elle est compatible avec uneincision rapide et sur toute la longueur. Cela est en accord avec le soulèvement dusubstratum.
Quelleestlachronologie(relativeet/ouabsolue)decetteincision?
Arrêt22:sédimentationallochthonerésiduelle
Les zones légèrement déprimées de la surface des plateau présentent des épandagesdétritiquesde roches siliceucedansunemamtrice argileuse rouge:galetsdequartz,chailles, quartzites. Ces éléments siliceux proviennent d’une source telle que lesCévennesshisteusesetgranitiquesvisiblesàl’horizon.CommenousnoustrouvonsausudducanyondelaVis,ondéduitquelesrivièrescorrespondantauxvalléesperchéesNS,sontantérieuresàl’incision.
Fig.221 Cartedessériesdétritiquesrésiduelles (valléesperchées issuesdesCévennesetpoljiés) sur les Causses (en noir) et alluvions préservées le long du paléoHérault (grissombre)ThèseCamus,2003.
Arrêt23:BelvédèredelaCravatte
Cepointdevuesituéà980md’altitudesur legraniteà«dentsdecheval»permetdevoirlesGrandsCausseslégèrementinclinésverslesud,etstoppésauSEparlereliefdelaSéranne,quelecanyondelaViscontourne.Audelà–siletempslepermet–onpeutvoir la Méditerrannée. Vers l’ouest on peut observer une coupe depuis le massifgranitiqueduStGuiral(324Ma‐Ar/Ar,Najoui&alBSGF,2000),intrusifdanslessériesmétasédimentaires du Paléozoïque. Le passage des terrains Paléozoïques aux CaussesestmarquéparunevalléeE‐W:l’Arre.
Cette vallée dite «périphérique» a capturé les bassins versants cévenols quialimentaientlesvalléessèchescaussenardesdontonretrouvelesalluvionssiliceuces.
Ondéduitquel’installationdesréseauxhydrographiquesn’estpassynchrone.Onpeutretracerunechronologierelativedesdrains:
‐ 1)drainageNSdesCévennesvers laVis (et lesréseaux karstiquesà travers labarrièredelaSéranne).
‐ 2)soulèvementdusubstratumet incisionsiultanéedescanyonsde l’Héraultetde la Vis, adaptation des affluents de la Vis, toujours connectés aux bassinsversantsdesCévennes
‐ 3)érosionrégressivedel’Arre,depuissaconfluenceavecl’Héraultetcapturedesbassinsversantscévenols;déconnectiondesvalléesperchéesaffluentsdelaVis.
Fig.23:Schémadesynthèsedelachronologierelativedesréseauxhydrographiques
On poursuit la route vers le col de l’Espérou et on redescend par la haute vallée del’Hérault. Onobservelecaractèreextrèmementactifdel’érosionrégressivedufleuvequiprendsasourcesouslesommetduMontAigoual(1567md’altitude).
Val d'Airolles
Hérault
Hérault
La Vis
Faille des Cévennes
Cévennes cristallinesNORD
Arre
La Vis
Garrigues
Causses
Causses
sidérolithique
sidérolithique
remanié
érosion
régressive
800m
500m
1000m
1000m
750m
1200m
1200m
Arrêt24:LeGasquet:granitedel’Aigoual
Laméthodedestracesdefissionssurapatitespermetd’approterdescontraintessurladénudationdesrochesdusocle.Legranitecontenantdesapatitesdesanalysesontétémenéessurdeséchantillonsprélévésausommetde l’Aigoualetàdifférentesaltitudesjusqu'aufonddelavallée.
RappelsurlaméthodeTracesdeFissionssurApatites:
• Les apatites contiennent des atomes d’uranium dans leur réseau cristallin. Lorsqu’un atome U sedésintègrespontanément(radioactivité) , ilproduitundéfautvisibledansleréseaucristallin(unetracede15µmdelong).Lesdéfautscristallinssontpréservésdanslesminérauxàunetempérature<60°C, ilssont totalement effacés dans les cristaux à une température >110°C. Ils sont partiellement effacés(longueurréduite)àdestempératuresentre110et60°C.
• Le nombre de traces comptées dans une apatite est fonction du temps passé par l’échantillon à unetempératurepermettantlapréservationdestraces.
• La distribution des longueurs de traces partiellement refermées (ou effacées) indique commentl’échantillonatraversél’intervalleentre110°Cet60°C.
•Pourungradientthermiquedonné,onpeutinterpréterletrajet(profondeur,âge)del’échantillonlorsdessonexhumation(remontéedansl’épaisseurdes3ou4kmsupérieursdelacroûte).
Fig.241:Résultatsdesanalysesdetracesdefissionsurapatitesdanslemassifgranitiquedel’Aigoual.Pourchaquesiteondonnel’histogrammedeslongueursdetraces(indicatifdelamanièredont l’échantillona traversé l’intervalle entre les isothermes110°Cet60°C);
l’«âgetracedefission»,indicatifdel’âgedetraverséedel’isotherme,lalongueurmoyennedestracesavecécarttype;lenombredetracesmesurées.Barbarandetal2001.
On peutmodéliser l’évolution thermique des apatites telle qu’elle donne les résultatsobtenusparlamesure.Onnotealorsquel’échantillondusommetdel’Aigoualestpassérapidement dans la zone d’effacement partiel des traces, entre 110 et 60°C vers 110‐100Ma. Il a étéexhuméassez rapidementauCrétacémoyen.L’échantillonduGasquet(dans la vallée) à commencé son refroidissementenmême tempsmais il est remontébeaucoup plus lentement est a subit un dernier refroidissement au Néogène.
Fig.242:modélisation«MonteTracks»del’histoirethermiquedel’echantillonduGasquet (300m alt.). Le trajet rouge estcelui qui colle le mieux aux résultatsexpérimentaux.
Fig. 243: Les modélisations thermotectoniques indiquent un refroidissementrapide important vers 110100 ma auniveau des sommet (Aigoual), et sedéveloppant jusqu’au Néogène dans lesvallées(LeGasquet)
Fig. 244: On interprète l’évolution thermotectonique comme une dénudation del’ensemble(auNWdelafailledesCévennes:FC)pendantleCrétacé,suivied’uneérosionrégressiveplustardivedelabordurecévenole(Séranne&al.2002).
LereliefdesCévennesestdonclerésultatd’unelongueévolutiondesoulèvementsetdedénudations,depuisleCrétacé(110Ma)jusqu’auTertiaire.LesagesAFTautourde110Masonttrèsrépandusdans lesudde laFrance. Ilssont interprétéscommelerésultatd’unephasegénéraliséededénudation, liéeàunsoulèvement, lorsde la formationdel’«IsthmeDurancien» .LesCévenneset lesCaussesontdoncsubiunedénudationde1700 à 2000m au Crétacé, suivi au Tertiaire d’une incision de plusieurs centaines demètres.
LereliefdesCévennesaété initié longtempsavant l’Oligocène, iln’estdoncpasdirectementliéaurifting.
Arrêt25LesschistesdesCévennes:HoteldeClény
Le granite est intrusif dans une série sédimentaire détritique métamorphisée: les«schistesdesCévenne».L’auréoledecontactàcornéennesestescamotéeparunefailledécrocahntesenestrele longdelavallée.L’affleurementdeClénymontrelafoliationàfaiblependageetdesexsudatsdequartzquisembent indiqueruncisaillementvers lesud.Cependant, la linéationétantquasi‐perpendiculaireà lacoupe(voirsur lecheminquimonte,ausuddel’affleurement),cetteobservaionn’estpassignificative.Lessensdecisaillement sont en général extrêmement difficile à déterminer dans cette formation.Néanmoins,lorsqu’ilssontvisibles,ilssontversleSud.
Fig.251:SchistesdesCévennesavecexsudatsdequartzcisaillé.
On peut observer dans les flanc de la colline au SW un filon de quartz, en relief,recoupantlesschites.Cesontlesexsudatsdequartzetlesfilonsquifornissentlesgaletsde quarts dans les alluvions. Les galets de schiste ont une résistance moindre autransport,etsontfacilementaltérablesdanslaformationalluviale.
Arrêt26:FormationalluvialenéogènedesBruyères
Après avoir suivi la vallée de l’Hérault encaissée dans les calcaires Jurassiques, ontraverselazonedefailledescévennesdansuncanyon(le«pop‐up»duThaurac).Alasortie du canyon, à St Bauzille de Putois, on débouche dans, le bassin syn‐rift deMontoulieu, controlé par la faille des Cévennes qui a joué en faille normale pendantl’Oligocène.
Ontraversel’Héraultqu’onlongealorsenrivegauche,onaperçoitlaformationsyn‐riftOligocène le longde la route, puis on s’arrête sur une formation discordante surl’OligocèneetlescalcairesJurassiqueetNéocomien:laformationdesBruyères.
Il s’agitd’unconglomératàsupportmatricielargileux jaune.Lesgaletssontcomposésde roches siliceuses sub‐arrondis: quartz d’exsudat, quartzites, cornéennes(Paléozoïque), ainsi que des calcaires lacustres (d’âge Oligocène) embalés dans uncortexsiliceux.IlexistedesgaletsanguleuxdecalcaireJurassiqueetderaresgaletsde
grèsàfossilesmarinsduCrétacésupérieur.Dansdescoupesdeterrainonobservedesfantomes schites des Cevennes très alétérées. C’est donc une formation alluviale dupaléo‐Hérault,issuedesCévennes.ElleestnotéeFvsurlacarte1/50000edeStMartinde Londres, les afleurrements préservés permettent de dessiner un cône alluviald’épaisseuroriginelle≥50m.
Fig.261:cadregéolgiquedel’arrêt26
Quelestl’agedecetteformation?
La proximité des terrasses alluviales bien préservée de l’Hérault ont justifié desinterprétations d’âges «Villafranchien» (Quaternaire) (Philip, 1978; Carte BRGM).Cependant la reconnaissance de cette formation dans des affleurements élevés,discontinus,depuislahautevalléedel’Hérault,jusqu’àlamargedubassindel’Hérault,où elle s’intercale dans les sédiments duMiocène (voir arrêt suivant), nous conduit àviellirconsidérablementl’âgedecesalluvions.
130m
170m
170m
160m
190m
Oligocène
Oligocène
Hérault
F. Cévennes: F
aille norm
ale Olig
ocène
Fig.262:Positiondesalluvionscévenoles (étoile rouge=arrêt) trouvées sur la surfacefluviokarstique.Lebasculementdecette surfacepar le jeudes failles?contemporaindusoulèvementetdel’incisiondel’Hérault.
Fig.263: Surface fluviokarstique du Causse de la Selle incisée par l’Hérault. Alluvionsrésiduellessurlasurface:lesgaletsdequarts(et1deschiste)sontmarquéspardesflèches(sitenonvisité:étoilenoireauSud).
Hérault
Hér
ault
Vis
BuègesF. Cévennes
Thaurac
Bassin Oligocène
Taurac Causse de la Selle Bassin del'Hérault
cours de l'HéraultF. Cévennes
Fm. alluviale cévenole (projetée)
SN
Fig. 263:modèle de formation de la surface fluviokarstique du Causse de la Selle. Lasurrection tardive du subsratum, accompagnée de l’incision de l’Hérault, a abaissé leniveaudebaseetpermisl’évacuationdelaplupartdelaFm.alluviale,etl’exhumationdela surface de dissolution au mur de la Fm. alluviale: la surface fluviokarstique (traitspointillés).
Arrêt27:cordonlittoralMiocènedeMontpeyroux
Situé sur la bordure du bassin extensif de l’Hérault, en aval des affleurementsprécédents, on montre ici que les alluvions allochtones d’origine Cévenole sontintercaléesdanslessédimentsmarinsdatésduMiocèneinférieur.
Fig.271:AffleurementdelaMeilhademontrantl'onlapduMiocènemarinsurleprerift.Le niveaude conglomérat (cg) au premier plan correspondà la première apparition dematériel d'origine clairement cévenole (voir cidessous). Ce paléocordon littoral estactuellementdécalédequelques150à200mdelapaléosurfaced'abrasionmarineà350msituéeenamont.
bassin Oligocène deMontoulieu
Réseau karstique
résurgences
paléo-Hérault
surface dedissolution
sous couverture =surf. fluvio-karstique
formationalluviale
allochtone
Surface karstique
Surfacekarstique
Nord
MS-2011
e1e1
e3-5
Js Fg
cgon-lapLa Meilhade
encroûtement d'huitres
grès à ciment calcaire
brêche à ciment rose (discordante)
surface abrasion marine (wave-cut) à 350m
marnes jaunes
conglomérats à Q/Sch/Calc/Huitres
Mio
cène
marin
N
S
Fig. 15 :Affleurement de la Meilhade montrant l'onlap du Miocène marin sur le pre-rift. Le niveau de
conglomérat (cg) au premier plan correspond à la première apparition de matériel d'origine clairement
cévenole (voir ci-dessous). Ce paléo-cordon littoral est actuellement décalé de quelques 150 à 200 m
de la paléosurface d'abrasion marine à 350m située en amont.
180m
Arrêt I-4
Fig. 272: Affleurement de laMeilhade. Conglomérat à galets de calcaire local perforépardesphollades,d'huitresroulées,quartz(Q),schistesdesCévennes(Sch)correspondantàlapremièreapparitiondematérield'origineclairementcévenole.Ceconglomérat(paléocordon littoral Burdigalien ou Langhien) indique un réseau fluviatile suffisammentorganisédepuislescévennesjusqu'àlaMéditerranée.
Fig. 273: Profils de sismique réflexion dans le N du bassin de l’Hérault. Le postriftBurdigalienesttransgressifsurlesynriftetsurlesubstratum.LeLanghienestaffectéparun rejeu des failles bordières: le décalage de la formation alluviale (datée du Miocèneinférieur)estdoncpostLanghien.Onrattachecemouvementausoulèvementrégionaldusubstratum.
Fig. 16 : Affleurement de la Meilhade. Conglomérat à galets de calcaire local perforé par des
phollades,d'huitres roulées, quartz (Q), schistes des Cévennes (Sch) correspondant à la première
apparition de matériel d'origine clairement cévenole. Ce conglomérat (paléo-cordon littoral Burdigalien
ou Langhien) indique un réseau fluviatile suffisemment organisé depuis les cévennes jusqu'à la
Méditerranée.
Sch
Q Q
Huitre
phollade
NESW
b.Aquit.
B.Oligo.
Eocène
Eocène
top Jur.
top Jur.b.Burdigalien
surface de transgression
1km
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1.0
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1.0
sec. te
mps d
ouble
0.1
0.2
0.3
0.4
0
0.5
0.6
0.7
0.8
0.1
0.2
0.3
0.4
0
0.5
0.6
0.7
0.81km
b. Burdigalien
top Jur Eocene
Syn-rift
post-rift
b. Aquit
b. Oligo
NW SE
b. Burdigalien
Langhien
Fig. 28: Synthèse des mouvements verticaux et des creusements de vallées affectantl’arrièrepaysdelamargeduGolfeduLion,pendantlepostrift.
• Cévennes/Grands Causses ne sont pas l’épaulement du rift; soulèvementsmultiphasés,dontlaphasemajeureà110MaCrétacémoyen(17002000m).
•Formationd’unréseaufluviatile,issudesCévennes,lorsdurifting.
•Phasedesurrectionrégionalependantlepostrift(postLanghien)responsabledel’incisiondescanyons(400300m).