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Structures profondes sur le territoirefrançais: Approches, analyses, résultats
Planches disponibles sur:https://perso-sdt.univ-brest.fr/~jacdev
UE GEOLOGIE DE LA FRANCE
Jacques DéverchèreUBO – Brest
Licence 3 – S6 - 2016
Documents complémentaires d'appui des cours & TP (en PDF):- Article de 1976 sur les sondages sismiques en France (article de 1976, par A. HIRN, en français)- Présentation du Programme GEOFRANCE 3D (article de 1997, en français)- Un texte de synthèse faisant un état du retour d'expérience du Programme GEOFRANCE 3D en 2001- Planches illustratives des structures profondes en France et des méthodes associées- Image géophysique de la France: un article de synthèse (mémoire du BRGM) faisant l'état des lieux (article de 1980, en français)- Apport de la sismique 3D à la géologie (article de 1997, par J-L. PIAZZA, en français)- Tout savoir sur la chaîne Varisque
Plan
Echelle du territoire métropolitain: « topo-géologie »Quels armes du géologue pour accéder aux structures profondes? Quelques règles d’utilisation des mécanismes de compensation
CM et TP 1:Exemples de structures sur le territoire français
1. Rift rhénan2. Bassin de Paris3. Pyrénées4. Comparaisons avec Alpes5. Bassin Ligure
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© NASA/JPL/NIMA
2000
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État initial
Isostasie locale (hydrostatique)
Isostasie flexurale
(en plus: rigidité flexurale)
(et épaulements de rifts + bombement thermique)
QUAND LE MOHO EST CONNU, QUE FAIRE, QUE DIRE?Utilisation des principes d’isostasie et de surface de compensation
Egalité des pressions lithostatiquessur la surface de compensation : Pi = Pf soit:ρsupgh0 = ρinfghinf + ρsupghsup + ρagha
Quelques règles d’utilisation des mécanismes de compensation
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Hypothèse de compensation d ’Airy
Existence d ’une « racine » sous les chaînes de montagne
h1
r1ρm
ρcEr3
dρe
r2
h2
Surface decompensation
ρm > ρc
Crust
Mantle
“Airy Isostacy”
2.7 g /cc
>3.3 g /cc
In this model, mountains have deep roots. The dashed line is an isostatic level; along this line, the weight of the overlying material is the same.
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Gravimétrie:- Unité : m.s-2, milligal (mgal = 10-5 m.s-2)- Variation f(altitude) = Correction à l’air
libre : ∆g = 0,3086 mgal/m- Correction de plateau : -0,0419ρh(h exprimé en m, et ρ en densité = sans unité)
Carte des anomalies gravimétriques à l'air libre en mGala : source BGI/IAG b : avec l'emplacement des paléocontinents et des « terranes » (Banka et al., 2002)
b
a
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80 m20
500m-100
40 m-45
3000 m-170
-2400m200
1. En supposant les densités de la croûte et du manteau comme étant constantes, utiliser le principe d’isostasie locale pour estimer l’épaisseur de croûte « en plus » sous les Alpes au point marqué (1. en égalisant le poids de 2 colonnes; (2. en utilisant la valeur de l’anomalie gravimétrique de Bouguer)
2. Comparer
-2400m200
REPONSE à la question 1.2:
Sachant que l’anomalie de Bouguer est ce qui reste une fois pris en compte les effets « de surface » (correction à l’air libre, correction topographique, correction de plateau), alors cette anomalie peut être interprétée au premier ordre comme l’effet de la racine crustale.
Si on fait l’hypothèse d’une compensation d’Airy, alors cette anomalie (exprimée en mgal) correspond à:
-0,0419 x ∆ρ x r
r étant l’épaisseur de la racine crustale seule en mètres, et ∆ρ la variation de densité entre manteau et croûte (exprimé sans unité)
A.N.: r = 7 km environ -> Ajouter la topographie (3 km) et l’épaisseur de croûte « normale » (= 32 à 35 km en France) pour avoir l’épaisseur totale de la croûte en ce point
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© IF
P
1. Rift Rhénan
« Surface asymmetrycoeval with deep asymmetry »
Graben du Rhin
ECORS line
DEKORP line
Two seismic lines with a total length of 207 km were shot in 1988 by the French and German deep reflection seismic groups (ECORS and DEKORP) across the Rhine graben.
Exercice rapide: calculer le coefficient d’amincissement β pour le cas a
- Interpréter (croûte inférieure, croûte supérieure, bassin, failles, symétrie, épaulements)
- Calculer l’amincissement β = h0/ hsup(h0 = épaisseur de croûte initiale; hsup = épaisseur finale)
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© IF
P
Uplift of rift shoulders records Alpine buckling of the EuropeanLithosphere
DEKORP line
ECORS line
Edel et Schulmann, Geophysical constraintsand model of the “Saxothuringian and Rhenohercynian subductions – magmatic arc system” in NE France and SW Germany Bulletin de la Societe Geologique de France,2009, v. 180, p. 545-558
© IF
P
Post-OROGENIC REBOND versus SLAB DETACHMENT
Flat Moho beneath the Paris Basin(Paleozoic Thrust belt)
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A VOIR:
RAPPORT BRGM
Réinterprétations géophysiquesdans le centre du bassin de Parispour l’évaluation du potentielgéothermique (COPGEN 2005)
Étude réalisée dans le cadre du projetde recherche du BRGM 2005-CDG-50
PYRENEES
Extrait de la carte de France (1/1000000) montrant les coupures des cartes géologiques à 1/50 000.Objet stratigraphiquement le plus complet de la géologie française
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PYRENEES
Schéma simplifié des Pyrénées présentant le découpage en grandes zones structurales (CNP : chevauchement frontal nord-pyrénéen, FNP : Faille Nord-Pyrénéenne
ECORS : NORD PYRENEES
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ECORS : SUD PYRENEES
PYRENEES
Coupe interprétative de la chaine des Pyrénées centrales (ne s'applique pas aux extrémités méditerranéenne et atlantique lesquelles sont affectées par une tectonique plus récente)
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Migration du sillonDe Flysch vers le Nord(30 km)
ComblementSillon Flysch
Paléogéographie de l'Europe au Crétacé inférieur (Aptien)
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Besoin de migration profondeur
intra-mantlereflections
below Aquitaine Basin
relate to the plateboundary
(North Pyrenean Fault)
Besoin de migration profondeur
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Discussion des géométries actuelles face aux modèles pré-orogéniques
Discussion des géométries actuelles face aux modèles pré-orogéniques