Mots clés : pli, micropli, déformation différentielle

Microplis dans les marnes bajociennes d'Embrun, Hautes Alpes

Pierre Thomas

Laboratoire de Géologie de Lyon / ENS Lyon

Olivier Dequincey

ENS Lyon / DGESCO

29/05/2017

Résumé

Microplissement de couches calcaires compétentes au sein de marnes.


Figure 1. Couche de calcaire micro-plissée au sein de marnes noires du Bajocien, bord de la D340 sur la rive gauche de la Durance, 1 km au Sud-Est d'Embrun (Hautes Alpes)

L'Est est à gauche, l'Ouest à droite. La couche de calcaire, de quelques centimètres d'épaisseur, est intensément fracturée, avec de nombreuses fractures remplies de calcite. Sauf dans les charnières des plis, ces fractures sont approximativement perpendiculaires à la couche et, dans leur position actuelle, semblent indiquer un étirement presque Est-Ouest des flancs des microplis. La stratification des marnes est très peu visible au voisinage immédiat de la couche de calcaire micro-plissée.

Localisation de l'affleurement via Google earth avec le fichier plis-Embrun.kmz.


Figure 2. Zoom arrière sur ces microplis au sein des marnes noires du Bajocien, bord de la D340 sur la rive gauche de la Durance, 1 km au Sud-Est d'Embrun (Hautes Alpes)

L'Est est à gauche, l'Ouest à droite. La couche de calcaire, de quelques centimètres d'épaisseur, est intensément fracturée, avec de nombreuses fractures remplies de calcite. Sauf dans les charnières des plis, ces fractures sont approximativement perpendiculaires à la couche et, dans leur position actuelle, semblent indiquer un étirement presque Est-Ouest des flancs des microplis.

Un litage au sein des marnes (stratification probable), très peu visible au voisinage immédiat de la couche de calcaire micro-plissée, se voit mieux quelques décimètres au-dessus et au-dessous de cette couche de calcaire micro-plissée. Ce litage pend d'une quinzaine de degrés vers l'Ouest (vers la droite).


La déformation en masse d'un grand volume de roches non parfaitement plastiques engendre des déformations différentielles pour de simples raisons géométriques, par exemple des phénomènes de dysharmonie (cf. Les plis disharmoniques de Saint-Julien-en-Beauchêne, Hautes Alpes ). La situation peut devenir encore plus complexe si le massif rocheux qui se déforme est hétérogène. Si la masse qui se déforme comporte des volumes très incompétents, ceux-ci vont pouvoir subir une déformation plastique continue plus ou moins homogène. Par contre, s'il existe de rares niveaux compétents au sein de la masse globalement incompétente, ceux-ci vont subir une déformation différentielle, moins homogène et plus localisée, associant plis, fractures…

En 2005, au hasard d'une rapide halte en bord de route juste au Sud d'Embrun (Hautes Alpes), j'ai photographié "vite fait" de superbes et spectaculaires microplis affectant le Bajocien, couches situées à la base des « terres noires » jurassiques (Bajocien terminal, Bathonien, Callovien et Oxfordien) du parautochtone dauphinois. Douze ans plus tard, on peut essayer d'interpréter ces déformations, à la simple vue de ces vieilles images, et sans retourner faire une étude précise sur le terrain. Ces interprétations forcément partielles et sujettes à caution devront s'intégrer dans le contexte tectonique régional : on est situé dans l'autochtone (ou le parautochtone) dauphinois, juste sous le Chevauchement Pennique Frontal, chevauchement par lequel la zone dauphinoise se fait chevaucher par un empilement de nappes de charriage, dites nappes de l'Embrunais-Ubaye. Dans un tel contexte, deux hypothèses extrêmes semblent théoriquement possibles.

(1) L'ensemble du volume rocheux a subi un important raccourcissement Est-Ouest (droite - gauche) associé à un allongement bas - haut. L'essentiel de la masse rocheuse, argilo-marneux, s'est déformé de façon plastique, plus ou moins homogène et continue. Au sein de cette masse plastique, une mince couche de calcaire non plastique s'est micro-plissé pour "encaisser" le raccourcissement.

(2) La zone micro-plissée, fine strate de calcaire au sein d'une couche d'argile, correspondrait à un couloir de déformation où se serait localisé un cisaillement, la partie supérieure de la zone photographiée "glissant" vers la droite. Les microplis auraient alors une signification de plis d'entrainement.

Le contexte tectonique régional est plutôt en faveur de cette deuxième hypothèse.

Mais sans vouloir trancher entre ces deux hypothèses et beaucoup d'autres envisageables, ce qui nécessiterait une étude de terrain, nous vous montrons des images de ce même bord de route (sur la rive gauche de la Durance) et une vue d'ensemble d'un affleurement homologue, 300 m en amont, mais sur la rive opposée (rive droite) de la Durance.


Figure 4. Vue générale sur les microplis "occidentaux" localisés par la flèche rouge sur la figure ci-dessus

Ces microplis ressemblent beaucoup à ceux des figures 1 et 2, avec beaucoup moins de fentes de calcite cependant.


Figure 5. Détail des microplis "occidentaux" localisés par la flèche rouge sur la figure ci-dessus

Ces microplis ressemblent beaucoup à ceux des figures 1 et 2, avec beaucoup moins de fentes de calcite cependant.


Figure 6. Zoom sur ces microplis "occidentaux" au sein de marnes noires du Bajocien, au Sud-Est d'Embrun (Hautes Alpes)

Ces microplis ressemblent beaucoup à ceux des figures 1 et 2, avec beaucoup moins de fentes de calcite cependant.

Zoom sur la partie centrale de la figure précédente.


Figure 7. Localisation (relative) des microplis des figures 1 et 2 (flèche jaune) et de microplis plus à l'Est (au-dessus de la voiture) représentés sur les deux figures suivantes (flèches rouge et verte)

Ces plis au-dessus de la voiture plissent le litage de la roche (stratification probable, schistosité peut-être) mais aussi des fentes et filonets de calcite blanche qui préexistaient aux plissements, ou du moins à leur fin.


Figure 8. Détail de plis "orientaux" localisés par la flèche rouge de la figure ci-dessus

Ces plis affectent et les marnes noires, et les fentes-filonets de calcite blanche.


Figure 9. Détail de plis "orientaux" localisés par la flèche verte de la figure ci-dessus

Ces plis affectent et les marnes noires, et les fentes-filonets de calcite blanche. La géométrie de ces plis est compatible avec un cisaillement vers la droite (vers l'Ouest) de la partie supérieure de l'image.


Figure 10. Vue d'ensemble d'un affleurement homologue à celui des figures précédentes, mais situé sur la rive opposée (rive droite) de la Durance et 300 m en amont à proximité d'Embrun (Hautes Alpes)

La complexité des plis visibles saute aux yeux (à cette distance, on ne voit que les plis de taille métrique à décamétrique). Les microplis des figures précédentes doivent être intégrés à ce "fouillis tectonique".


Figure 11. Vue aérienne du Val Durance en amont d'Embrun (Hautes Alpes), ville située dans le quart inférieur gauche de l'image

Les microplis des figures 1 à 9 sont localisés par la punaise jaune, l'affleurement de la figure 10 par la punaise verte. Ces affleurements sont situés dans le Bajocien (en marron sur la carte géologique) situé à la base des terres noires (du Bajocien terminal à l'Oxfordien, en bleu). Cet ensemble principalement constitué de terrains jurassiques est chevauché (le chevauchement est approximativement localisé par le trait rouge) par les nappes de l'Embrunais-Ubaye, principalement constituées de Crétacé et de Cénozoïque (vert et jaune). Rien d'étonnant à ce que les déformations soient intenses et complexes quelques centaines de mètres sous ce chevauchement majeur des Alpes occidentales, le Chevauchement Pennique Frontal.


Figure 12. Vue aérienne à fond géologique du Val Durance en amont d'Embrun (Hautes Alpes), ville située dans le quart inférieur gauche de l'image

Les microplis des figures 1 à 9 sont localisés par la punaise jaune, l'affleurement de la figure 10 par la punaise verte. Ces affleurements sont situés dans le Bajocien (en marron sur la carte géologique) situé à la base des terres noires (du Bajocien terminal à l'Oxfordien, en bleu). Cet ensemble principalement constitué de terrains jurassiques est chevauché (le chevauchement est approximativement localisé par le trait rouge) par les nappes de l'Embrunais-Ubaye, principalement constituées de Crétacé et de Cénozoïque (vert et jaune). Rien d'étonnant à ce que les déformations soient intenses et complexes quelques centaines de mètres sous ce chevauchement majeur des Alpes occidentales, le Chevauchement Pennique Frontal.


Figure 13. Localisation de la zone d'Embrun (croix jaune, sous le centre de l'image) sous le Chevauchement Pennique Frontal

Les affleurements des deux semaines précédentes sont localisés sur cette carte : plis de Saint Julien en Beauchêne à l'Ouest (croix rouge) et méta-conglomérats de Dora Maira à l'Est (croix bleue). Trois différents types de déformations sont ainsi visibles sur une coupe Ouest-Est des Alpes occidentales.


Figure 14. Localisation de la région d'Embrun (Hautes Alpes) sur la carte géologique de France

Localisation de l'affleurement via Google earth avec le fichier plis-Embrun.kmz.


Mots clés : pli, micropli, déformation différentielle