Image de la semaine | 09/05/2022

Orpierre (Hautes Alpes) : plis, falaises d'escalade, mines et minéraux

09/05/2022

Pierre Thomas

Laboratoire de Géologie de Lyon / ENS de Lyon

Olivier Dequincey

ENS de Lyon / DGESCO

Résumé

Falaises calcaires affectées de plis disharmoniques, plis-failles et filons de calcite minéralisés localement anciennement exploités.


Falaises calcaires (du Crétacé basal et du Jurassique supérieur) dominant les gorges du Grand Béal, à 400 m au Nord du village d'Orpierre (Hautes Alpes)

Figure 1. Falaises calcaires (du Crétacé basal et du Jurassique supérieur) dominant les gorges du Grand Béal, à 400 m au Nord du village d'Orpierre (Hautes Alpes)

La falaise de gauche montre de très beaux plis disharmoniques (cf. figures 2 à 5 pour des détails). Ces falaises sont abondamment parcourues par des grimpeurs et autres amateurs d'escalade (cf. figures 7 à 9). Le “tas de cailloux”, en bas à droite de la photo autour du panneau, correspondent aux parties basses des déblais d'une ancienne mine de zinc (cf. figures 17 à 25).

Localisation par fichier kmz des falaises au Nord d'Orpierre (Hautes-Alpes) et de ses mines de zinc.


Le village d'Orpierre, dans les Hautes-Alpes, est très connu dans le monde des amateurs d'escalade grâce à ses falaises riches de très nombreuses voies de difficultés très variées. Ces falaises d'Orpierre sont au top 10 des sites d'escalade en France ! Mais Orpierre mériterait d'être connu pour au moins deux autres raisons, raisons géologiques cette fois.

Aussi bien dans le secteur de la figure 1 qu'au-dessus du village, les falaises d'Orpierre constituent un véritable “musée des plis”, en particulier des plis disharmoniques (cf. figures 1 à 16). Cette disharmonie se voit parce que les rayons de courbure de ces plis sont très variables, allant du “plissotement” resserré aux simples “ondulations”. Ces variations des rayons de courbures sont “réglées” par la compétence des roches, par l'épaisseur des strates individuelles… Elles accommodent les variations de longueur interne dans un grand plis (extension d'extrados et compression d'intrados… ), les glissements sur des niveaux argileux particulièrement ductiles… Un très célèbre pli disharmonique se trouve d'ailleurs 30 km au Nord dans le même secteur de la vallée du Buech, à Saint-Julien-en-Beauchêne (cf Les plis disharmoniques de Saint-Julien-en-Beauchêne, Hautes Alpes).

D'autre part, le secteur d'Orpierre est parcouru de nombreux filons de calcite, dont certains sont richement minéralisés en sulfures de zinc, plomb, cuivre… et en minéraux secondaires annexes. Ces minéralisations ont été exploitées par de nombreuses petites mines actives à la fin du XIXe siècle et au début du XXe (cf. figures 17 à 25). Plus de 37 espèces minérales différentes ont été recensées dans ces anciennes mines.

Un secteur abondamment plissé des falaises d'Orpierre (Hautes-Alpes)

Figure 2. Un secteur abondamment plissé des falaises d'Orpierre (Hautes-Alpes)

Les rayons de courbure des plis sont très variables, allant du “plissotement” resserré aux simples “ondulations”. Ces variations des rayons de courbures sont “réglées” par la compétence des roches, par l'épaisseur des strates individuelles… Elles accommodent les variations de longueur interne dans un grand pli (extension d'extrados et compression d'intrados…), les glissements sur des niveaux particulièrement incompétents…

Les figures 3 à 5 sont des zooms progressifs sur des plis de cette vue.


Vue rapprochée sur un secteur abondamment plissé des falaises d'Orpierre (Hautes-Alpes)

Figure 3. Vue rapprochée sur un secteur abondamment plissé des falaises d'Orpierre (Hautes-Alpes)

Les rayons de courbure des plis sont très variables, allant du “plissotement” resserré aux simples “ondulations”. Ces variations des rayons de courbures sont “réglées” par la compétence des roches, par l'épaisseur des strates individuelles… Elles accommodent les variations de longueur interne dans un grand pli (extension d'extrados et compression d'intrados…), les glissements sur des niveaux particulièrement incompétents…


Zoom sur un secteur abondamment plissé des falaises d'Orpierre (Hautes-Alpes)

Figure 4. Zoom sur un secteur abondamment plissé des falaises d'Orpierre (Hautes-Alpes)

Les rayons de courbure des plis sont très variables, allant du “plissotement” resserré aux simples “ondulations”. Ces variations des rayons de courbures sont “réglées” par la compétence des roches, par l'épaisseur des strates individuelles… Elles accommodent les variations de longueur interne dans un grand pli (extension d'extrados et compression d'intrados…), les glissements sur des niveaux particulièrement incompétents…


Détail sur un secteur abondamment plissé des falaises d'Orpierre (Hautes-Alpes)

Figure 5. Détail sur un secteur abondamment plissé des falaises d'Orpierre (Hautes-Alpes)

Les rayons de courbure des plis sont très variables, allant du “plissotement” resserré aux simples “ondulations”. Ces variations des rayons de courbures sont “réglées” par la compétence des roches, par l'épaisseur des strates individuelles… Elles accommodent les variations de longueur interne dans un grand pli (extension d'extrados et compression d'intrados…), les glissements sur des niveaux particulièrement incompétents…


Schémas illustrant des exemples de plis disharmoniques

C'est sur ces falaises plissées que, tels des geckos sur un mur ou des mouches sur une vitre, grimpent de très nombreux amateurs (ou professionnels) de varappe. Mais combien de ces varappeurs remarquent qu'ils grimpent sur des plis disharmoniques ?

L'Ouest du village d'Orpierre (Hautes-Alpes) est dominé au Sud par une falaise qui est, elle aussi, un “musée de la disharmonie”. Nous vous présentons une série de zooms localisés sur les zones centrales et occidentales de cette falaise.

Falaise dominant l'Ouest du village d'Orpierre (Hautes-Alpes)

Figure 10. Falaise dominant l'Ouest du village d'Orpierre (Hautes-Alpes)

En plus des plis, cette falaise est parcourue par des cassures, qui sont probablement des failles. Mais la complexité des déformations rend difficile l'appréciation du sens et de l'amplitude des mouvements le long de ces cassures, failles probables. Les zooms qui suivent sont localisés au centre et à la droite (à l'Ouest) de cette photo.

Localisation par fichier kmz des falaises à l'Ouest d'Orpierre (Hautes-Alpes).


Partie centrale de la falaise dominant l'Ouest du village d'Orpierre (Hautes-Alpes)

Figure 11. Partie centrale de la falaise dominant l'Ouest du village d'Orpierre (Hautes-Alpes)

En plus des plis, cette falaise est parcourue par des cassures, qui sont probablement des failles. Mais la complexité des déformations rend difficile l'appréciation du sens et de l'amplitude des mouvements le long de ces cassures, failles probables.




Zoom sur la partie occidentale de la falaise dominant l'Ouest du village d'Orpierre (Hautes-Alpes)

Figure 14. Zoom sur la partie occidentale de la falaise dominant l'Ouest du village d'Orpierre (Hautes-Alpes)

Partie droite de la figure 11. Au centre, des plis disharmoniques classiques. À droite et à gauche, ces plis semblent associés à ce qui ressemble à des plis-failles (cf. Plis-failles à différentes échelles).




Le secteur d'Orpierre (Hautes-Alpes) est parcouru de nombreux filons de calcite, dont certains sont richement minéralisés, surtout en zinc, mais aussi en plomb, cuivre… D'après ce qu'on voit sur le terrain et sur la carte géologique à 1/50 000 de Serres (fig. 26), ces filons sont rectilignes et sont donc postérieurs aux plissements. Il existe de nombreuses minéralisations en plomb-zinc dans ce secteur de l'Ouest des Hautes-Alpes et du Sud de la Drôme. Ces indices métallifères sont souvent localisés à proximité de terrains du Trias supérieur, riches en évaporites. On peut d'ailleurs noter qu'Orpierre est situé à une dizaine de kilomètre à l'Est du diapir triasique de Lazer (cf. Le diapir de gypse triasique de Lazer, Hautes Alpes). Ce seraient des eaux salées issues du Trias qui auraient lessivés les terrains mésozoïques, et se seraient chargées en métaux et en carbonate de calcium. Calcite et sels métalliques variés se seraient déposés dans les fractures où elles circulaient, formant ainsi des filons de calcite minéralisés. Ces minéralisations ont été exploitées par des dizaines de petites mines artisanales ou semi-industrielles, qui ont toutes cessé leur activité au début du XXe siècle, dont 11 exploitations de taille variable dans le secteur d'Orpierre. Plus de 37 espèces minérales différentes ont été trouvées dans les anciennes mines d'Orpierre (cf. les mines d'Orpierre sur mindat.org). Les minéraux primaires contemporains de la formation des filons sont principalement des sulfures : la sphalérite – ou blende – (ZnS), la galène (PbS), la pyrite (FeS2) plus ou moins mélangée avec des traces de chalcopyrite (CuFeS2). Ces sulfures ont pu être secondairement oxydés en carbonates, sulfates… Le lessivage de ces minéraux primaires et secondaires par les eaux s'écoulant dans les galeries a pu donner des minéraux de troisième génération déposés sur les parois de la mine.

Vue d'ensemble sur les déblais de l'ancienne mine d'Orpierre (Hautes-Alpes) ayant exploité le filon dit de Bellericq

Figure 17. Vue d'ensemble sur les déblais de l'ancienne mine d'Orpierre (Hautes-Alpes) ayant exploité le filon dit de Bellericq

Le panneau visible en bas à gauche de la photo correspond à celui visible en bas à droite de la figure 1. Le site Aventure Minière, reprenant des documents du BRGM, décrit ainsi cette ancienne exploitation : « Ce filon était déjà connu à l'époque de la Révolution. La concession pour cette mine de plomb-zinc a été attribuée en 1879. La majeure partie de l'exploitation a eu lieu entre 1903 et 1907, l'abandon définitif datant de 1911. Le pic d'effectif atteignit 70 ouvriers. Ici le filon est quasi vertical. Les travaux sont visibles sur 8 niveaux pour une dénivellation d'environ 155 mètres (galeries de recherche comprises) et un développement de 3,5 km. Les minéralisations primaires de cette concession sont formées essentiellement de galène (sulfure de plomb) et sphalérite (sulfure de zinc), de pyrite (disulfure de fer) mais les sulfures de zinc restent dominants. » On trouve aussi de nombreux minéraux secondaires provenant de l'oxydation de ces sulfures (carbonates, arséniates…).


Vue sur le filon de calcite minéralisée partiellement évidé et formant maintenant une tranchée plus ou moins rebouchée, Orpierre (Hautes-Alpes)

Figure 18. Vue sur le filon de calcite minéralisée partiellement évidé et formant maintenant une tranchée plus ou moins rebouchée, Orpierre (Hautes-Alpes)

De cette tranchée partent deux entrées de galeries visibles sur cette photo. On voit bien l'éponte droite formant un “mur” dominant la tranchée et les entrées.


Zoom sur le filon de calcite minéralisée partiellement évidé et formant maintenant une tranchée plus ou moins rebouchée, Orpierre (Hautes-Alpes)

Figure 19. Zoom sur le filon de calcite minéralisée partiellement évidé et formant maintenant une tranchée plus ou moins rebouchée, Orpierre (Hautes-Alpes)

On voit bien l'éponte droite formant un “mur” dominant la tranchée et une entrée de galerie.


Je n'avais ni éclairage, ni équipement de spéléo, ni autorisation quand je suis passé dans ce secteur pendant les vacances d'aout 2016. Toutes les photographies qui suivent ont donc été trouvées sur le web.

Dans l'une des galeries d'une mine d'Orpierre (Hautes-Alpes)

Figure 20. Dans l'une des galeries d'une mine d'Orpierre (Hautes-Alpes)

Le plan incliné à gauche correspond vraisemblablement à une limite filon/encaissant.




Micro-géode remplie de rosasite (carbonate hydraté de cuivre et de zinc)

Figure 23. Micro-géode remplie de rosasite (carbonate hydraté de cuivre et de zinc)

Il s'agit d'un minéral secondaire formé après la genèse du filon pendant que le filon était parcouru par des eaux phréatiques plus ou moins oxydantes.


Micro-géode remplie d'annabergite et d'adamite, deux arséniates (de nickel ou de zinc)

Figure 24. Micro-géode remplie d'annabergite et d'adamite, deux arséniates (de nickel ou de zinc)

Il s'agit de minéraux secondaires formés après la genèse du filon pendant que le filon était parcouru par des eaux phréatiques plus ou moins oxydantes.


Capture d'écran du site mindat.org à sa la page consacrée aux minéraux des mines d'Orpierre (Hautes-Alpes)

Figure 25. Capture d'écran du site mindat.org à sa la page consacrée aux minéraux des mines d'Orpierre (Hautes-Alpes)

On y voit une carte du secteur, les coordonnées des sites, la liste des minéraux qu'on y a trouvés… Pour ceux qui ne le connaitraient pas, rappelons que mindat.org est la plus grande base de données ouverte au monde sur les minéraux, les roches, les météorites et les localités dont ils proviennent. Mindat.org est géré par l'l'Hudson Institut of Mineralogy, institut à but non lucratif.


Extrait de la carte géologique à 1/50 000 de Serres, centrée sur le village d'Orpierre (Hautes-Alpes)

Figure 26. Extrait de la carte géologique à 1/50 000 de Serres, centrée sur le village d'Orpierre (Hautes-Alpes)

Les principaux filons de calcite sont représentés par des traits rouges très rectilignes. Les falaises des photos 1 à 9 et la mine sont localisées par l'astérisque rouge, les falaises des photos 10 à 16 par l'astérisque bleu.


Extrait de la carte géologique de la France à 1/1 000 000 montrant la localisation d'Orpierre (croix rouge)

Figure 27. Extrait de la carte géologique de la France à 1/1 000 000 montrant la localisation d'Orpierre (croix rouge)

Orpierre est situé dans la zone dauphinoise, et plus précisément dans l'ancienne « fosse vocontienne ». On peut noter de petits diapirs de Trias (en violet) à une dizaine de kilomètres à l'Est d'Orpierre.