Mots clés : gypse, pli disharmonique, diapir
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Les gypses microplissés oligocènes du Bassin de l'Èbre (Navarre, Espagne) : effet de la tectonique pyrénéenne, d'un diapirisme ou d'un mixte des deux ?

Pierre Thomas

Laboratoire de Géologie de Lyon / ENS Lyon

Olivier Dequincey

ENS Lyon / DGESCO

27/01/2020

Résumé

Plis asymétriques, symétriques et surtout disharmoniques dans des formations ductiles et incompétentes. Tectonique et diapirisme.


Figure 1. Vue de détail de microplis très disharmoniques et à faible rayon de courbure affectant des gypses oligocènes dans le bassin de l'Èbre, sur le bord de la Route Nationale 121, 60 km au Sud de Pampelune (Navarre, Espagne)

Vue de détail de microplis très disharmoniques et à faible rayon de courbure affectant des gypses oligocènes dans le bassin de l'Èbre, sur le bord de la Route Nationale 121, 60 km au Sud de Pampelune (Navarre, Espagne)

Un tel type de plis est caractéristique des roches très ductiles et incompétentes, comme les gypses, les argiles…

Localisation par fichier kmz de ces gypses micro-plissés au Sud de Pampelune.


Figure 2. Vue d'ensemble sur des microplis très disharmoniques et à faible rayon de courbure affectant des gypses oligocènes dans le bassin de l'Èbre, sur le bord de la Route Nationale 121, 60 km au Sud de Pampelune (Navarre, Espagne)

Vue d'ensemble sur des microplis très disharmoniques et à faible rayon de courbure affectant des gypses oligocènes dans le bassin de l'Èbre, sur le bord de la Route Nationale 121, 60 km au Sud de Pampelune (Navarre, Espagne)

Un tel type de plis est caractéristique des roches très ductiles et incompétentes, comme les gypses, les argiles… Vue élargie de la figure 1.


Figure 3. Vue de détail d'autres microplis très disharmoniques et à faible rayon de courbure affectant des gypses oligocènes dans le bassin de l'Èbre, sur le bord de la RN121, 60 km au Sud de Pampelune (Navarre, Espagne)

Vue de détail d'autres microplis très disharmoniques et à faible rayon de courbure affectant des gypses oligocènes dans le bassin de l'Èbre, sur le bord de la RN121, 60 km au Sud de Pampelune (Navarre, Espagne)

Un tel type de plis est caractéristique des roches très ductiles et incompétentes, comme les gypses, les argiles…


Figure 4. Vue d'ensemble sur d'autres microplis très disharmoniques et à faible rayon de courbure affectant des gypses oligocènes dans le bassin de l'Èbre, sur le bord de la RN121, 60 km au Sud de Pampelune (Navarre, Espagne)

Vue d'ensemble sur d'autres microplis très disharmoniques et à faible rayon de courbure affectant des gypses oligocènes dans le bassin de l'Èbre, sur le bord de la RN121, 60 km au Sud de Pampelune (Navarre, Espagne)

Un tel type de plis est caractéristique des roches très ductiles et incompétentes, comme les gypses, les argiles…

Sur cette photo d'ensemble, on voit que ces microplis “plissotent” certaines strates d'une série qui, sur les 30 m photographiés, pendent globalement vers la droite (le Nord).


Quand on fait du tourisme “naturaliste” en Ouest-Aragon et en Navarre, à l'Ouest du versant espagnol des Pyrénées, les Mallos de Riglos (cf. Érosion et sédimentation syntectoniques oligo-miocènes : l'exemple des Mallos de Riglos sur le versant Sud des Pyrénées, Aragon, Espagne) et les Bardenas Reales (cf. Le Far-West américain ? Non, les Bardenas Reales, des badlands au pied des Pyrénées, en Navarre espagnole) sont des incontournables. On peut y admirer de superbes figures d'érosion dans le remplissage oligo-miocène d'un bassin sédimentaire continental, le bassin de l'Èbre, remplissage provenant majoritairement de l'érosion des Pyrénées naissantes. Les sédiments de la bordure Nord de ce bassin (Mallos de Riglos) sont grossiers (conglomérats, grès grossiers…). Ceux du centre du bassin (Bardenas Reales) sont des sédiments beaucoup plus fins (argiles…), reflétant ainsi la distance à la source du matériel détritique. Les sédiments de la bordure Nord sont affectés par les évènements tardifs de la tectonique pyrénéenne, ceux du centre beaucoup moins. Mais quand on revient des Bardenas Reals vers le Pays basque français (vers Hendaye et Bayonne qui ne sont qu'à 150 km au NNO), 60 km avant Pampelune, une rectification récente de la RN121 coupe en tranchée des collines. Ces tranchées dont les parois n'ont été ni bétonnées ni ré-engazonnées révèlent sur environ 200 m des strates avec de forts pendages et extrêmement microplissées. Ces strates sont majoritairement constituées de gypses oligocènes, ce qui est n'est pas surprenant quand on voit ces plis, car un tel style de plis (plis disharmoniques à très faible rayon de courbure) est caractéristique des roches très ductiles et incompétentes, comme les gypses, les argiles…

Ces plis ne peuvent pas ne pas être vus par un géologue passant là par hasard, mais leur présence est étonnante car on est déjà assez au Sud du front pyrénéen.

Nous allons vous montrer d'autres photographies de ces plis (figures 5 à 12), avec des plissements d'ampleur et de style variés. Puis nous replacerons ces plis dans leur contexte en proposant une (des) origine(s) possible(s).

Figure 11. Exemple d'un pli dissymétrique, ici déversé vers la gauche

Exemple d'un pli dissymétrique, ici déversé vers la gauche

Figure 12. Exemple d'un pli relativement symétrique

Exemple d'un pli relativement symétrique


Figure 14. Vue aérienne sur la tranchée de la RN121, 60 km au Sud de Pampelune

Vue aérienne sur la tranchée de la RN121, 60 km au Sud de Pampelune

Au fond, les Pyrénées, encore enneigées à droite.


Figure 15. Vue aérienne en direction du NO montrant le contexte dans lequel sont les couches déformées visibles dans la tranchée sur le bord de la RN121, 60 km au Sud de Pampelune

Vue aérienne en direction du NO montrant le contexte dans lequel sont les couches déformées visibles dans la tranchée sur le bord de la RN121, 60 km au Sud de Pampelune

Les couches déformées sont légèrement au SO de la charnière d'un vaste anticlinal orienté ONO-ESE, anticlinal visible (sur Google Earth) sur plus de 50 km de long pour 15 km de large. Mais comme cet anticlinal, portant très marqué, n'affecte que des terrains oligo-miocènes, il n'est pas visible sur la carte géologique de France au 1/1 000 000, et je n'avais pas conscience de l'importance de cette tectonique “récente” dans le bassin de l'Èbre avant de traverser par hasard cet anticlinal en juin 2018. Au fond, les Pyrénées.


Bien que situé en Espagne, ce site de gypse microplissé est suffisamment près de la frontière française pour être sur la carte géologique de France au 1/1 000 000 (cf. figures 19 et 20, ci-après). Avec cette carte, on peut déterminer l'âge oligocène des sédiments de ce site, mais pas la nature de la série sédimentaire. On ne peut pas non plus retrouver la tectonique ayant affecté ce site. On peut lever ces ambigüités et imprécisions en allant consulter les cartes géologiques détaillées espagnoles (au 1/50 000), toutes disponibles sur le site web de l'IGME (Instituto Geologico y Minero de Espana), l'équivalent espagnol du BRGM. La carte géologique de la tranchée est celle d'Alfaro. Même si on ne comprend pas l'espagnol, la légende est assez facile à comprendre. Sur la légende de cette carte, on voit que le Plio-Quaternaire est surtout constitué de sables et graviers, le Miocène est majoritairement argilo-gréseux, et l'Oligocène gypso-argileux. Ce gypse, lacustre, est sans doute alimenté par l'érosion du Trias (souvent diapirique, cf. Exploitation du sel de sources salées sortant d'un diapir de Trias dans les montagnes basques) mis à l'affleurement par l'érosion des Pyrénées. Sur la carte elle-même, et sur des coupes jointes à la légende, on voit que l'Oligocène et le Miocène inférieur sont affectés par des plis. Légendes et cartes montrent des discordances internes à la série. Et les coupes présentées avec la légende de la carte suggèrent que le cœur des anticlinaux oligocènes a évolué en diapir.

Il n'y a pas de différences majeures dans la constitution des séries sédimentaires entre ce bassin sud-pyrénéen et ce qu'on trouve sur le versant français au Nord. Par exemple, on trouve aussi des bassins lacustres oligocènes, avec parfois du gypse lacustre au Nord des Pyrénées (cf. Le gypse oligocène de Portel-des Corbières : strates, failles normales, recristallisations…). Mais ces terrains oligo-miocènes du Nord des Pyrénées sont post-tectoniques et recouvrent en discordance les terrains anté-oligocènes plissés. Au Sud des Pyrénées, l'Oligocène et même pour partie le Miocène inférieur sont affectés par la tectonique pyrénéenne.

Figure 16. Colonne stratigraphique extraite de la légende de la carte géologique espagnole 1/50 000 d'Alfaro

Colonne stratigraphique extraite de la légende de la carte géologique espagnole 1/50 000 d'Alfaro

On peut noter l'abondance de gypse (yesos) dans l'Oligocène et d'argiles (arcillas) dans le Miocène, ainsi que les biseaux et/ou discordances du Miocène jaune (TA-Ba c32-12 attention à la présentation) sur les terrains antérieurs.


Figure 17. Mosaïque de la partie Est de la carte d'Alfaro et de la partie Ouest de la carte de la carte de Sabadan

Mosaïque de la partie Est de la carte d'Alfaro et de la partie Ouest de la carte de la carte de Sabadan

Le trait blanc correspond à la coupe de la figure suivante. La flèche bleue localise approximativement la tranchée où ont été prises les photos 1 à 15. Les Bardenas Reales (dans le Miocène) sont localisés (au centre droit). Malgré l'importance de la couverture plio-quaternaire (en gris), on voit bien deux anticlinaux (avec les terrains du cœur en rouge) de direction ONO-ESE, dus à un raccourcissement NNE-SSO, localement recouvert en discordance par les “terrains jaunes”. La “discordance” dont on discutait rapidement aux figures 30 et 31 de l'article sur les Bardenas Reales peut être réinterprétée à la lumière de ce qu'on voit 15 km au NO.


Figure 18. Coupe Sud/Nord sur la carte d'Alfaro (trait blanc sur la figure précédente)

Coupe Sud/Nord sur la carte d'Alfaro (trait blanc sur la figure précédente)

La tranchée et ses gypses microplissés est approximativement localisée par la flèche bleue. On voit très nettement deux anticlinaux à cœur de Stampien (Oligocène inférieur, maintenant appelé Rupélien) séparés par un synclinal à cœur de Miocène. Les auteurs de cette coupe ont (1) dessiné des microplis dans l'anticlinal Nord, et (2) dessiné des contacts anormaux entre le cœur des anticlinaux (dessinés en rouge) et le reste des séries (dessinées en marron), comme si ces terrains figurés en rouge, cœur des deux anticlinaux, s'étaient injectés dans les terrains sus-jacents. Il semble bien s'agir de cœurs d'anticlinaux ayant évolué en diapirs. La tectonique pyrénéenne tardive sur le versant Sud des Pyrénées semble donc compliquée par une “tectonique salifère” qui amplifie les déformations d'origine purement tectonique.


Figure 19. Localisation de la tranchée de gypse microplissés (flèche rouge), des Bardenas Reales (flèche vert foncé) et des Mallos de Riglos (flèche vert clair) sur un agrandissement de la carte géologique de France au 1/1 000 000

Localisation de la tranchée de gypse microplissés (flèche rouge), des Bardenas Reales (flèche vert foncé) et des Mallos de Riglos (flèche vert clair) sur un agrandissement de la carte géologique de France au 1/1 000 000

Le bassin lacustre oligo-miocène de l'Èbre est figuré dans diverses teintes de jaune. Malgré sa position loin du front pyrénéen au cœur du bassin de l'Èbre, on a vu que les terrains oligo-miocènes étaient déformés, déformation sans doute amplifiée par une tectonique salifère. On peut noter l'abondance des terrains triasiques (figurés en violet) au Nord et au Sud du bassin, dont l'érosion a sans doute largement participé à l'approvisionnement du lac oligocène en sulfates.

Localisation par fichier kmz des gypses microplissés au Sud de Pampelune, des Bardenas Reales et des Mallos de Riglos.



Localiser sur la carte interactive (Latitude : 42.2968, Longitude : -1.6519)
Mots clés : gypse, pli disharmonique, diapir