Les failles normales et les mini-blocs basculés des rochers d'Armentier, commune de La Garde, près de Bourg d'Oisans (Alpes)

Pierre Thomas

ENS Lyon - Laboratoire de Géologie de Lyon

Olivier Dequincey

ENS Lyon / DGESCO

09/12/2013

Résumé

Failles normales et mini-blocs basculés de deuxième ordre à l'intérieur du demi-graben de Bourg d'Oisans (Isère).


Figure 1. Faille normale présentant un décalage d'une cinquantaine de mètres juste sous le hameau d'Armentier le Haut (La Garde, près de Bourg d'Oisans, Isère)

Faille normale présentant un décalage d'une cinquantaine de mètres juste sous le hameau d'Armentier le Haut (La Garde, près de Bourg d'Oisans, Isère)

La moitié inférieure de la photo est constituée d'une falaise. La majorité de cette falaise qui ne montre aucune stratification visible est constitué de socle hercynien, ici des amphibolites migmatitiques. La partie supérieure de la falaise est constituée d'une vingtaine de mètres d'une roche présentant une stratification bien visible, parfois en saillie car encore moins érodable que les amphibolites sous-jacentes. La base de ces dolomies constitue donc la discordance hercynienne. Ces dolomies sont surmontées de prairies et de bois installés sur des roches plus tendres, des calcaires marneux du Lias. Une très belle faille normale décale d'une cinquantaine de mètres le niveau de dolomies triasiques.

Photo prise de la route entre Bourg d'Oisans et Villard Notre Dame (D 219).


Nous avons vu la semaine dernière une grande faille normale de 2500 m de décalage vertical, la faille du col d'Ornon, qui constituait la bordure Ouest d'un grand bloc basculé, demi-graben de plusieurs kilomètres de large et rempli (au pied de la faille) de plus de 1500 m de sédiments triasiques et jurassiques. Ces sédiments majoritairement liasiques (Jurassique inférieur) étaient intensément plissés et schistosés (cf. les plis de La Paute). Nous allons nous focaliser cette semaine sur un secteur limité du même bloc basculé, plus précisément dans un secteur, le secteur dit des Rochers d'Armentier. Dans ce secteur, on peut très bien observer le fond de ce demi-graben, là où la série mésozoïque (en particulier le Trias) repose en contact stratigraphique sur le socle hercynien. On peut alors observer que le Trias et son contact avec le sol est affecté par des failles normales, qui forment des mini-demi-grabens, des mini-blocs basculés, mini-blocs basculés de deuxième ordre qui affectent le fond d'un grand bloc basculé de premier ordre.

Figure 2. Détail brut de la faille d'Armentier le Haut

Détail brut de la faille d'Armentier le Haut

On reconnaît bien les différentes unités lithologiques définies à la figure précédente, en particulier les dolomies bien stratifiées du Trias. Le sens du mouvement peut s'apprécier et par le décalage de la couche de Trias, et par sa torsion au voisinage immédiat de la faille (crochons de failles). Tous les terrains situés sous le Trias du compartiment de droite (SO) sont recouverts d'oxydes de fer (couleur rouille ou jaune). On peut noter des cavités dans ou à la base de ce Trias, dans le compartiment de droite : d'anciennes galeries de mines.

Photo prise de la route entre Bourg d'Oisans et Villard Notre Dame (D 219).


Figure 3. Détail interprété de la faille d'Armentier le Haut

Détail interprété de la faille d'Armentier le Haut

On reconnaît bien les différentes unités lithologiques définies à la figure précédente, en particulier les dolomies bien stratifiées du Trias. Le sens du mouvement peut s'apprécier et par le décalage de la couche de Trias, et par sa torsion au voisinage immédiat de la faille (crochons de failles). Tous les terrains situés sous le Trias du compartiment de droite (SO) sont recouverts d'oxydes de fer (couleur rouille ou jaune). On peut noter des cavités dans ou à la base de ce Trias, dans le compartiment de droite : d'anciennes galeries de mines.

Photo prise de la route entre Bourg d'Oisans et Villard Notre Dame (D 219).


Figure 4. Entrées des anciennes galeries de mines exploitant sulfures de plomb et de zinc qui imprégnaient la bas du Trias, hameau d'Armentier le Haut

Entrées des anciennes galeries de mines exploitant sulfures de plomb et de zinc qui imprégnaient la bas du Trias, hameau d'Armentier le Haut

Il est à noter que très souvent en France, le Trias et/ou le Jurassique inférieur recouvrant en discordance le socle hercynien (ou le Permo-Carbonifère) sont minéralisés en plomb, zinc, cuivre, baryum (cf. Barytine stratoïde dans le Jurassique basal des Causses, La mine de cuivre du Cap Garonne).

La couleur rouille vient d'oxydes ferriques hydratés qui dégoulinent des anciennes galeries de mines, oxydes ferriques provenant de l'oxydation totale de sulfures de fer comme la pyrite (FeS2) ou la pyrrhotite (FeS). Il est possible que la couleur jaune soit due à du soufre, résultant de l'oxydation incomplète de ces mêmes sulfures. Aller vérifier est impossible sans équipement d'alpinisme.

Photo prise de la route entre Bourg d'Oisans et Villard Notre Dame (D 219).


Figure 5. Les Rochers d'Armentier (La Garde, près de Bourg d'Oisans, Isère)

Les Rochers d'Armentier (La Garde, près de Bourg d'Oisans, Isère)

On voit très bien la faille d'Armentier et ses traînées couleur rouille et jaunes.

On distingue bien la couche de Trias sous le hameau d'Armentier le Haut


Figure 6. Vue sur les Rochers d'Armentier et sa faille normale

Vue sur les Rochers d'Armentier et sa faille normale

On voit très bien la faille d'Armentier et ses traînées couleur rouille et jaunes.

On peut noter une route, la D 211a (escarpée et seulement praticable par des véhicules de tourisme, mais pas par des bus), qui longe approximativement la discordance Trias / socle.

On distingue la couche de Trias sous le hameau d'Armentier le Haut, elle se poursuit vers la droite (vers le SE) et pend de quelques degrés vers la gauche (vers le NO). Elle remonte et "traverse la route" à environ 400 m à droite du hameau.


Figure 7. Vue éloignée sur les Rochers d'Armentier et sa faille normale et la discordance Trais / socle hercynien

Vue éloignée sur les Rochers d'Armentier et sa faille normale et la discordance Trais / socle hercynien

On voit encore la faille d'Armentier et ses traînées couleur rouille et jaunes.

On peut noter une route, la D 211a (escarpée et seulement praticable par des véhicules de tourisme, mais pas par des bus), qui longe approximativement la discordance Trias / socle.

On distingue la couche de Trias sous le hameau d'Armentier le Haut, elle se poursuit vers la droite (vers le SE) et pend de quelques degrés vers la gauche (vers le NO). Elle remonte et "traverse la route" à environ 400 m à droite du hameau. Elle est ensuite plus difficile à distinguer dans le paysage.


Figure 8. La discordance du Trias (en haut à gauche) sur le socle hercynien (en bas à droite) le long de la D211a, à environ 500 m d'Armentier le Haut

La discordance du Trias (en haut à gauche) sur le socle hercynien (en bas à droite) le long de la D211a, à environ 500 m d'Armentier le Haut

La discordance Trais / socle hercynien présente un léger pendage vers le NO. En longeant cette route à peu près horizontale, on s'aperçoit qu'on est parfois dans le socle, parfois dans le Trias ou le Lias. La discordance et le Mésozoïque ne sont donc pas horizontaux ou monnoclinaux. La nature des "ondulations" (plis ou failles) n'est pas facile à déterminer en suivant la route car le contact socle/couverture est rarement aussi net et visible que sur cette photo. Le pendage du Trias, quand on peut le déterminer, est assez systématiquement penté en direction du NO, ce qui fait plutôt penser à des failles qu'à des plis.


La carte géologique BRGM (Vizille 1/50 000) propose une solution pour expliquer que la route D 211a, horizontale, se situe tantôt dans le socle, tantôt dans la couverture : cette limite couverture mésozoïque / socle est relativement monoclinale, mais affectée de plusieurs failles normales, failles normales que recoupe la route mais qui sont assez peu visibles car recouvertes d'éboulis et/ou de végétation.

Figure 9. Carte géologique des rochers d'Armentier

Carte géologique des rochers d'Armentier

La carte géologique indique plusieurs failles normales : l'une est bien visible dans l'image Google earth (en particulier grâce à ses traînées couleur rouille et jaunes sous le hameau d'Armentier le Haut, détaillée dans les photos qui précèdent Les autres failles sont très peu visibles sur l'image Google earth, peu visibles en 2013 le long de la route, mais elles devaient l'être lors de la construction de cette route ou de travaux de réfection, ou qui peuvent l'être si on se sent une vocation de chamois et qu'on n'hésite pas à grimper au-dessus et au-dessous de cette D 211a.


Figure 10. Vue Google earth des rochers d'Armentier

Vue Google earth des rochers d'Armentier

La carte géologique indique plusieurs failles normales : l'une est bien visible dans l'image Google earth (en particulier grâce à ses traînées couleur rouille et jaunes sous le hameau d'Armentier le Haut, détaillée dans les photos qui précèdent Les autres failles sont très peu visibles sur l'image Google earth, peu visibles en 2013 le long de la route, mais elles devaient l'être lors de la construction de cette route ou de travaux de réfection, ou qui peuvent l'être si on se sent une vocation de chamois et qu'on n'hésite pas à grimper au-dessus et au-dessous de cette D 211a.


S'il est difficile de mettre le doigt sur ces failles normales en suivant la D 211a (contrairement à ce qu'on peut faire à La Chalp avec la faille du Col d'Ornon), on peut malgré tout les localiser à quelques mètres près en observant attentivement le paysage, que ce soit depuis la D219 qui va de Bourg d'Oisans à Villard Notre Dame (route impraticable aux bus), ou même depuis Bourg d'Oisans lui-même. On peut en effet facilement garer un bus près de la mairie et, de là, gagner quelques points surélevés d'où l'on voit bien les rochers d'Armentier, par exemple en remontant (à pied) de 300 m vers Villard Notre Dame, ou en allant à coté de la cours de l'école, à moins de 100 m de la mairie.

Figure 11. Vue globale brute et interprétée des rochers d'Armentier

Vue globale brute et interprétée des rochers d'Armentier

On retrouve sans aucun problème la faille d'Armentier grâce à ses traînées couleur rouille. On distingue sans problème la différence entre le socle (la base de la montagne) et la couverture jurassique plissée (le sommet de la montagne). On voit bien le Trias et son contact discordant avec le socle (tiers droit de l'image). Suivre le Trias et la discordance est plus difficile après, mais on y arrive en tenant compte de la couleur, du couvert végétal... Nous avons surligné en rouge cette discordance telle qu'on peut la déterminer dans le paysage, ce qui permet de proposer que le Trias et cette discordance sont affectés de trois failles normales (traits bleus), celle d'Armentier parfaitement visible à gauche, et deux autre moins visibles au centre et à droite de l'image. Ces 3 failles normales ont donc engendré des mini-blocs basculés formés chacun de mini-demi-grabens.

Photo prise de la sortie de Bourg d'Oisans par la D219.


On peut maintenant replacer la discordance, les 3 failles… dans l'ensemble du paysage, ce qui est fait sur la figure suivante.

Figure 12. Panorama brut et interprété montrant les rochers d'Armentier, avec Trias discordant sur le socle hercynien et mini-failles normales, et la faille du col d'Ornon resitués dans le contexte de la vallée de la Romanche près de Bourg d'Oisans

Panorama brut et interprété montrant les rochers d'Armentier, avec Trias discordant sur le socle hercynien et mini-failles normales, et la faille du col d'Ornon resitués dans le contexte de la vallée de la Romanche près de Bourg d'Oisans

De droite à gauche, sur la rive droite de la vallée de la Romanche, on trouve :

  • (1) le socle hercynien ;
  • (2) la discordance Trias / socle (en rouge) et ses mini-failles normales (en bleu). Cette discordance est ennoyée sous la vallée de la Romanche et est alors figurée en tiretés rouges ;
  • (3) la couverture jurassique (plissée), cette couverture constitue les montagnes situées au-dessus de la Paute ;
  • (4) la faille du col d'Ornon, figurée par un plan bleu strié. Ce plan de faille se situe derrière les montagnes au-dessus de la Paute, et est figuré en pointillé quand il est caché par les montagnes ; les stries virtuelles sont figurées en blanc quand elles sont cachées par les montagnes ;
  • (5) le socle cristallin de Belledonne et du Taillefer. La ligne rouge pointillée (en haut et à gauche) représente le Trias discordant qui devait recouvrir Belledonne et le Taillefer avant qu'il ne soit érodé. Le décalage vertical de ce Trias est figuré par la flèche (bleue et blanche pointillé)

Figure 13. Les rochers d'Armentier et leurs mini-blocs basculés (cadre vert) replacés sur une coupe "théorique" NO-SE du contexte régional

Les rochers d'Armentier et leurs mini-blocs basculés (cadre vert) replacés sur une coupe "théorique" NO-SE du contexte régional

Cette coupe a été faite à partir de l'une des coupes présentées sur la carte géologique de La Mure 1/50 000 et déjà montrée la semaine dernière. On voit bien que failles normales, blocs basculés et demi-grabens d'Armentier (cadre vert) sont des « petits » accidents, de 2ème ordre, affectant le fond d'un grand bloc basculé de 1er ordre, limité à l'Ouest par la faille du col d'Ornon.

On peut envisager que les "petites" failles normales sont le témoin de la phase précoce de rifting avant que l'extension ne se localise sur quelques failles maîtresses, inactivant de fait les autres failles.


Figure 14. Extrait de la carte au 1/250 000 montrant le « bloc basculé de Bourg d'oisans », la faille d'Ornon, la localisation des sites de La Paute, Ornon et Armentier ainsi que la position approximative des coupes des semaines "Ornon" » et "Armentier"

Extrait de la carte au 1/250 000 montrant le « bloc basculé de Bourg d'oisans », la faille d'Ornon, la localisation des sites de La Paute, Ornon et Armentier ainsi que la position approximative des coupes des semaines "Ornon" » et "Armentier"

Le polygone jaune localise le bloc basculé de Bourg d'Oisans, avec, d'Ouest en Est, du socle, la faille du col d'Ornon, sa couverture et le socle qui ré-affleure à l'Est. Les 3 sites détaillés pendant les semaines "La Paute", "Ornon" et "Armentier" sont localisés par les étoiles numérotées respectivement "1", "2" et "3". La coupe réelle de la semaine "Ornon" correspond au trait AB ; la coupe théorique de cette semaine correspond au trait A'B'.


Figure 15. Localisation de La Paute, Ornon et Armentier

Localisation de La Paute, Ornon et Armentier