Pendant la deuxième journée on s’interrogera sur l’origine des … · 2011-08-22 · canyon,...

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

!"#$%&'%(#)*"!#!+#,%#-.*/##

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).