Bassin d'effondrement de l'Hérault
Le bassin d'effondrement oligo-miocène de l'Hérault, étudié sur le terrain et sur un profil sismique, révèle les mécanismes de divergence à l'origine de la structure de la marge passive Méditerranéenne.
Département
Elévation
Mots clés
bassin sédimentaire distension failles marge continentale marqueurs sédimentaires marqueurs tectoniques
Thème
1ère spé SVT - Dynamique de la lithosphère Term spé - Les traces du passé mouvementé de la Terre
Profil sismique de la moyenne vallée de l'Hérault et son interprétation
- Profil brut de sismique réfraction
- Identification de quelques réflecteurs : principales unités stratigraphiques et failles normales
- Coupe géologique interprétative
Quelques éléments de la vérification terrain
- Paysage de la bordure NW du bassin : failles bordières Trias | Miocène
- Faille normale et sédimentation continentale miocène syntectonique
- Plage fossile (hard ground) : sédimentation miocène, lacustre puis marine
- Paysage de la bordure SE du bassin : substratum pré-rift crétacé à éocène
Localisation des sites d'intérêt géologique le long du profil sismique
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Site N°1 : St Jean de Dourbie - Etude dans le paysage de failles bordières du bassin
Site N°2 : Entre Aspiran et Lieuran - Remplissage sédimentaire lacustre et marin du bassin.
Site N°3 : Bordure D2 - Observation de failles et de séries sédimentaires synrift
Site N°4 : Abbaye de Valmagne - Etude dans le paysage des séries et structures antérift
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L'étude de la structure du bassin d'effondrement de l'Hérault, initiée par l'observation d'un profil sismique, approfondie au cours d'une sortie sur le terrain, permet de mettre en évidence les mécanismes de divergence généralisables à l'ensemble des marges passives.
Quelques objectifs
- Montrer la nécessaire complémentarité des données géophysiques et des informations de terrain
- Mettre en relation géométrie des failles et sédimentation pour reconstituer et dater des évènements géodynamiques
- Construire, à partir d'un objet local, les notions générales de bassin d'effondrement, de tectonique extensive, d'amincissement crustal, d'océanisation
Activités envisageables
1- Découverte d'un profil sismique.
Lecture d'un profil de sismique réflexion du bassin de l'Hérault
- localiser sur une carte de la région le profil
- repérer et tracer sur le profil les principaux réflecteurs
- expliquer, à partir de vos connaissances géologiques, la signification possible de ces réflecteurs (strates, failles...).
On constate que l'interprétation du profil nécessite l'identification de la nature géologique des terrains, réalisable à l'affleurement en se déplaçant le long du profil.
Préparation d'une sortie géologique visant à vérifier sur le terrain les informations lues sur le profil sismique
- Repérer sur la carte topographique et géologique le tracé du profil
- Programmer les arrêts d'une sortie afin d'étudier à l'affleurement les principales structures révélées par le profil
2- Sortie géologique : vérification terrain des informations lues sur le profil sismique
Sur chaque site :
- Se repérer sur la carte topographique et sur le profil sismique
- Dans le paysage : repérer et décrire les reliefs visibles
- Au niveau d'un affleurement :
- relever le pendage des couches
- identifier la roche et décrire son faciès
- dater relativement les différentes parties de l'affleurement
- dater l'affleurement en le localisant dans la série stratigraphique ou sur la carte géologique
- Esquisser un schéma structural du paysage ou de l'affleurement
- Rechercher des formations sédimentaires comparables rencontrées sur d'autres sites (application du principe de continuité)
En faisant la synthèse des schémas réalisés sur le terrain, construire une coupe présentant l'ensemble des terrains et des structures décrits au cours de la sortie.
3- Exploitation des résultats de la sortie et interprétation du profil sismique .
En comparant cette coupe et le profil sismique, affiner l'interprétation des structures observables sur le profil (âge, nature lithologique, rapports structuraux ...).
A l'aide de ces observations, préciser et dater les mécanismes géodynamiques explicatifs des structures observées.
Les informations de terrain
Site 1 (St Jean de la Dourbie) : Etude dans le paysage de failles bordières du bassin d'effondrement
Dans le paysage on peut observer, des reliefs boisés d'où émergent des barres de calcaires jurassiques sub-horizontales. Ces affleurement se répètent dans le paysage à différents niveaux, décalés vers le sud par des failles normales. Ce sont les failles bordières Nord du bassin d'effondrement, qui se poursuivent vers le Sud sous les sédiments miocènes. En contrebas : au premier plan, des cultures installées sur les marnes miocènes, discordantes sur les reliefs jurassiques et, au second plan, la vallée de l'Hérault.
Site 2 (Entre Aspiran et Lieuran) : Le remplissage sédimentaire lacustre et marin du bassin.
Le bassin de l'Hérault présente une succession de terrains sédimentaires : faciès lacustres (calcaire clair à Planorbe - Aquitanien) et marins (calcaire marneux à huîtres - Burdigalien).
Site 3 (Bordure de la D2 entre Plaissan et Villeveyrac) : Observation de failles et de séries sédimentaires synrift
Sur les talus bordant la route on peut observer des formations sédimentaires recoupées par des failles : bancs de calcaires clairs (fossiles lacustres), marnes jaunes, conglomérats de galets à granoclassement normal. La présence de faille normales indique une tectonique extensive. Ces épisodes sédimentaires syntectoniques sont d'âge Aquitanien :
Les marnes et conglomérats observés ici sont des sédiments fluviatiles déposés respectivement dans le chenal du fleuve (galets et sables => haute énergie du milieu sédimentaire) et dans son lit d'inondation (limons et argiles => faible énergie) : on imagine un " paleo-Hérault " dont la direction est perpendiculaire à la coupe représentée par cet affleurement et dont les déplacements latéraux au cours des temps géologiques expliquent les variations verticales de faciès observées sur l'affleurement. L'ensemble présente un pendage NO.
On ne retrouve pas les mêmes terrains de part et d'autre de la faille (son rejet est supérieur à l'épaisseur de l'affleurement) : sa direction de fonctionnement est incertaine. Pour la déterminer, il faudrait pouvoir connaître l'âge exact des différentes couches … Les terrains nettement recoupés par la faille lui sont antérieurs. Mais, dans le compartiment Nord, une inflexion nette de la couche de marnes, à l'approche de la ligne de faille, laisse supposer une sédimentation syntectonique et permet donc d'orienter son sens de fonctionnement.
Les calcaires lacustres observés ici sont , d'après la série stratigraphique, plus âgés que les conglomérats (au sud de la faille, on retrouverait les calcaires à 30 ou 50 mètres de profondeur). On en déduit sa direction de fonctionnement: il s'agit d'une faille normale dont le compartiment sud s'est effondré.
La couche de conglomérats est incurvée contre la limite de faille, ce qui correspond à une sédimentation syntectonique :
- le jeu de la faille décale les compartiments,
- la sédimentation se réalise dans une rivière qui coule contre la ligne de faille,
- la sédimentation comble le décalage du compartiment sud au fur et à mesure de son affaissement.
Site 4 (Abbaye de Valmagne) : Etude dans le paysage des séries et structures antérift
Des calcaires gréseux à Microcodium (concrétions d'origine bactérienne formées en milieu palustre ou lacustre) alternent avec des niveaux de marne rouge (oxydation). L'ensemble constitue une série sédimentaire continentale continue, du crétacé terminal à l'éocène. Le pendage des couches de calcaire gréseux, incliné légèrement vers le Nord, est visible sur le profil sismique : nous sommes sur le substratum secondaire du bassin d'effondrement de l'Hérault.
Le paysage, en regardant vers le Sud, laisse aprecevoir les vestiges de la chaîne Pyréneo-provençale. De l'Est vers l'Ouest : le massif de la Gardiole, le mont St Clair (Sète), le massif de la Clape et, par temps clair, l'extrémité orientale des Pyrénées.
Cette chaîne de montagne, formée il y a 45 MA, prolongeait les Pyrénées vers l'Est, jusqu'à la Provence, et occupait tout le golfe du Lion. Actuellement à sa place, la mer Méditerranée, en s'ouvrant postérieurement à la formation de cette chaîne de montagne, a conduit à son effondrement. Cette dynamique en extension commence il y a 28 millions d'années. Sur la marge de cet océan, se sont formés des bassins d'effondrement : celui de l'Hérault est le plus septentrional.
Une synthèse géologique
Le bassin d'effondrement oligo-miocène de l'Hérault, en bordure de la marge passive du golfe du Lion, constitue un support d'étude de l'histoire géodynamique précoce de la Méditerrannée.
1- A l'échelle du bassin de l'Hérault
Les structures observées (failles normales) permettent d'émettre l'hypothèse d'une distension et d'un effondrement du bassin de l'Hérault. L'âge des formation sédimentaires synrift permet de dater cet effondrement oligo-miocène (28 à 15 MA).
Schéma de l'evolution tectonique du bassin de l'Hérault (M. Séranne)
2- A l'échelle la marge passive du golfe du Lion
Carte structurale de la marge du golfe du Lion (M. Séranne)
Coupe interprétative du profil sismique ECORS réalisé dans le golfe du Lion (M. Séranne)
Sur la carte structurale comme sur le profil sismique ECORS, le bassin de l'Hérault apparaît, en bordure du golfe du Lion, comme un bassin d'effondrement (le plus externe) parmi d'autres : bassin de Camargue, bassins immergés ...
Le fait de retrouver ces bassins d'effondrement et leur sédimentation caractéristique jusqu'au milieu de la Méditerranée permet d'émettre l'hypothèse d'une extension à l'origine de la rupture continentale et de l'océanisation du golfe du Lion. Le fonctionnement des failles normales a permis l'amincissement de la lithosphère et sa subsidence.
D'un point de vue géologique la Méditerranée est un océan : sa bathymétrie (voir un document sur le serveur du CRDP de Caen ) et la structure de son plancher, déduite d'informations sismiques, en attestent.
De l'Eocène à l'époque actuelle, on peut repérer, sur les cartes reconstituant le scénario d'océanisation du golfe du Lion, les mouvements de plaque responsables de la formation du bassin d'effondrement de l'Hérault et de l'ouverture de la Méditerranée occidentale, à l'origine de sa structure océanique actuelle
Scénario de l'évolution géodynamique de la méditerranée depuis l'Eocène (M. Séranne)
Voir aussi les pages "Ouverture de la Méditerranée occidentale"
Pour en savoir plus ...
- Extensional tectonics of the oligomiocene Hérault basin, gulf of Lion margin - L.Maerten - M.Séranne - Bulletin société géologique de France - n°6 - 1995.
Extrait de la carte géologique (avec tracé du profil sismique)
Série stratigraphique
