Déformations Quaternaires De
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Déformations quaternaires des environs de Romilly/Seine Périglaciaire ou néotectonique Pierre Benoit : [email protected] Résumé L’exploitation, entre 2010 et 2012, de la sablière alluviale de Sauvage (Marne) a permis l’observation, sur 22 ha, d’un nombre important de déformations, que cela soit des éjections de sable ou de biogaz, des plis et des failles. S’y adjoignent des load casts. Leur origine est recherchée : effondrements karstiques, glissements gravitaires sur pente, néotectonique ou déformations périglaciaires. La discrimination entre ces diverses possibilités est délicate, d’autant plus que des origines multiples peuvent se juxtaposer. Cependant, les datations directes ou indirectes, que ce soit par OSL, palynologie ou téphras, permettent de lever l’indétermination, dès lors que la base de l’Holocène est affectée. De plus, l’ancrage de certaines failles du site dans la craie sous-alluviale et la proximité d’accidents géologiques (faille de Sézanne, faille de Saint Martin de Bossenay et Vittel) affectant le toit de la craie laissent supposer un dernier jeu récent de ceux-ci. Le contrôle structural du cours de la Seine, sur près de 15 km, à l’Est de Sauvage, tout autant que la puissance du remplissage alluvial local, militent également pour cette hypothèse. Enfin, l’extension des déformations et de leur atténuation, en périphérie du site, dans des terrains d’âge similaire, indique un séisme de magnitude d’au moins 6. Mots clé: Bassin de Paris, Holocène, néotectonique Cadre général La zone étudiée jouxte la faille de Sézanne, dans son croisement avec la faille de Vittel La coupe géologique indique un remplissage alluvial, pouvant atteindre les 7 m. Ce remplissage repose, à sa base, sur un mélange hétérogène de craie altérée en blocs et boue. Il est composé des graviers calcaires et de sables, issus de la dégradation périglaciaire des calcaires jurassiques présents à 70 km à l’Est. Le passage vers le haut à des niveaux plus fins indique la remontée globale de la température. La puissance importante des niveaux argileux traduit un milieu lacustre, voire palustre Les niveaux gris noirs, organiques, 1 correspondent au réchauffement climatique de l’Alleröd (13000 BP). F a il le d e M a ** ln o u e (B ra y ) e n n a A z ub é *e S e d S e le in il e * a F Fa ille F de e a V n i it i l te e l l S e d e S a i n t M S e a r i t n i n e D’après Triton France, 1993 Modification SGI: Raoul Delescluse * : sablière de Longueville ** : sablière de Gourgançon 0 20 km Fig. 1: Schéma structural au toit du Callovien En rouge, les limites externes de la sablière de Sauvage. 2 3 L’examen de l’évolution de la température au quaternaire explique cette évolution. Il faut noter également l’existence de niveaux de téphras (projections volcaniques) riches en fer et manganèse). Leur altération dans l’aquifère va libérer des sels ferreux et manganeux ++ (Mn ). Ce dernier précipite à pH 8, sous l’influence bactérienne, avec formation de MnO2. D’un point de vue structural, la sismique réflexion pétrolière indique la remontée jusqu’en surface de la faille de Saint Martin de Bossenay. Un profil effectué par l’École Centrale de Lille, en 2010, sur la faille de Sézanne, montre également sa trace au toit de la craie sous 4 alluviale. D’un point de vue géomorphologique, il faut remarquer l’alignement du cours de la Seine sur la faille de Vittel, sur environ 15 km. 5 Les déformations observées Sont présentées celles observées lors de l’exploitation de la sablière de Sauvage (22 ha) entre 2010 et 2013 : - Des plis et éjection de sable : 6 - Des décollements - Des structures évoquant des loadcasts 7 - Des failles 8 La datation Les déformations peuvent être à la fois périglaciaires et cosismiques,. Leur datation s’impose, afin de lever l’indétermination. L’existence d’un niveau organique argileux indique des conditions tempérées actuelles avec forte productivité végétale, correspondant à l’Alleröd. Sa décomposition en anaérobiose, avec formation de biogaz (CH4 et CO2), impose au moins des températures supérieures à 10°. 9 L’altération des téphras volcaniques nécessite également des températures estivales tempérées (>15°). NO SE 0 1,5m t t mo d mo d mo mo m mo m m Fig.11: Figure d’éjection de biogaz Les marnes organiques (mo) inférieures, chargées de biogaz ( méthane et gaz carbonique), sont éjectées dans les tourbes holocènes (t). Le CO2 du biogaz dissout dans l’eau, avec formation de bicarbonate de calcium, précipite sous forme de carbonate de Ca blanc, dans les alluvions alcalins suit e à la chute de pression. Ne restent que des marnes organiques noires dégazées (mo d). L’éjection est suivie d’un ef ondrement du vide créé en profondeur. La biosynthèse du biogaz ne s’ef ectue qu’aux températures de l’Holocène. 10 De plus l’effondrement de tourbes holocène dans des sables fait remonter l’âge de la déformation jusqu’à la base du boréal (10300 ka BP). 11 Enracinement dans la craie Il est important de savoir si certaines déformations s’enracinent dans la craie sous alluviale. Leur enracinement indiquera une faille active très proche. 12 . Par ailleurs, une origine cosismique se manifestera par l’atténuation des déformations, en s’éloignant des accidents majeurs. C’est ce que l’on observe en remontant vers le NE, avec disparition progressive des déformations plicatives et des éjections de sable, dans des terrains de même âge. 13 . 14 Pour conclure Les résultats indiquent : o Un âge holocène des déformations majeures affectant la base des tourbes boréales o Une origine très proche : faille de Sézanne ou (et) faille de Saint Martin de Bossenay - Une magnitude de 6 à 6,5, devant la répartition spatiale des déformations o Un temps de retour sans doute fort long (>15000 ans), dans le contexte calme intraplaque du bassin de Paris. Bibliographie ANTOINE P. et PASTRE J.F. (2002) - Le transect de Boulages (Aube). Apport à la connaissance de l'évolution paléohydrologique de la vallée de l'Aube. URL : http://www.sisyphe.upmc.fr/prnzh/fichiers/fullfile09a.pdf ANTOINE P., MARCHIOL A., BROCANDEL, M., GROS Y. 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