Chapitre 5 : Etude d’un réseau de failles normales EW à rejet vertical décimétrique
1. Analyse de l’affleurement
1.1. Présentation géométrique de l’affleurement
L’analyse porte sur un ensemble de dépôts hétérolithiques d'une épaisseur de l'ordre de 1 m, affecté par une série de petites failles normales E-W conjuguées dont les principales sont du nord au sud (fig. 48):
(1) faille N100 40°S, rejet vertical de 15 cm. (2) faille N120 50°N, rejet vertical de 10 cm. (3) faille N108 34°S, rejet vertical de 10 cm.
Selon une coupe N-S, quatre logs sédimentologiques ont été levés sur une distance d'environ 3 m (fig. 49). Cinq unités notées de « a » à « e »ont été déterminées (fig. 49).
L’unité a constitue un ensemble hétérolithique continu et isopaque (12-13 cm) sur l’ensemble de l’affleurement. Elle n’est pas affectée par le réseau de failles.
L’unité b est constituée à la base par un banc argileux, d’épaisseur centimétrique à pluricentimétrique, qui correspond à la zone d’enracinement des failles. Le premier niveau gréseux sus-jacent est étiré et boudiné horizontalement. Au-dessus de ce banc, les dépôts se caractérisent par un niveau d’argile d’épaisseur très variable (6-7 cm au maximum) qui disparaît totalement dans les grabens. Il passe au sommet à un ensemble gréseux épais, d’épaisseur constante (20 cm). Ces derniers bancs sont décalés verticalement par les failles de 10 à 15 cm.
L’unité c est constituée par un banc gréseux qui montre de fortes variations d’épaisseur entre les horsts (8 cm) et les grabens (11 cm).
L’unité d correspond à un doublet argile/sable présent uniquement dans les grabens (fig. 49). L’unité e est constituée d’un niveau argileux unique dont l’épaisseur varie fortement entre les horsts (1 cm) et les grabens (5 cm) .
L’unité f sus-jacente hétérolithique n’est pas affectée par le réseau de failles normales. Elle est continue et isopaque (15 cm) sur l’ensemble de l’affleurement.
Figure 48 : Vue générale de l'affleurement montrant un réseau de failles normales, conjuguées, scellées, aux pendages variant entre 30 et 60°, pour des rejets maximum de 0,1-0,15 m. Ces failles affectent des faciès hétérolithiques composés d'une alternance de dépôts argileux et de dépôts sableux (fins à grossiers).
1.2. Description des faciès
Les dépôts s’organisent selon une alternance de niveaux argileux d’épaisseur pluricentimétrique et de niveaux de grès d’épaisseur centimétrique à décimétriques. Les niveaux gréseux se répartissent en deux grandes catégories de faciès (fig. 49).
1.2.1 Faciès 1
Ce faciès correspond à des grès fins à moyens, à base plane faiblement érosive. Les grès moyens présentent les bases les plus fortement érosives (par exemple la base unité f, surface d’érosion 5) (fig. 49) qui se caractérisent par des petites cannelures érosives. La structure des bancs est constituée à la base par des laminations planes parallèles dont la linéation est soulignée par la présence de micas. Cette structure évolue verticalement vers un litage à rides de courant 2D et à convolutes. Le sommet des bancs est plan à légèrement onduleux. Les bancs gréseux forment des ensembles tabulaires de grande continuité latérale à l’échelle de l’affleurement. De nombreuses traces fossiles (telles que Zoophycos, Planolites).sont présentes dans ce type de faciès.
Ce faciès peut s’interpréter comme une succession de séquences Tbc-Te ou Tc-Te de Bouma. Il correspond aux bancs gréseux de l’unité a, de la base de l’unité b, de l’unité d, et de l’unité f (fig. 49).
1.2.2 Faciès 2
Il correspond à des ensembles gréseux à base fortement érosive. Leur base est soit relativement plane (unité b, surface d’érosion 1), soit très irrégulière (unité c, surface d’érosion 3) (fig. 49). La granulométrie de bancs gréseux évolue globalement d’un sable grossier vers un sable moyen à fin. L’organisation des dépôts est parfois complexe et très variable latéralement. La base est soit massive, sans structure et à sable grossier, soit à laminations planes parallèles et à sable moyen. Les dépôts passent vers le haut à un sable moyen recoupé par de nombreux scours présentant de fortes reprises granulométriques (sable grossier), et incorporant de nombreux galets mous ainsi que des niveaux argileux discontinus. Le sommet de ces bancs est érosif (surface d’érosion 2 et 4) (fig. 49).
Ce faciès représente une séquence complexe Tab de Bouma. Il est représenté par le banc gréseux sommital de l’unité b et l’unité c (fig. 49).
Figure 49 : Panneau des logs corrélés.
Les directions de paléocourant ont été déterminées à partir de l’analyse des figures d’érosion en base de bancs, des rides de courant et des linéations de délit. Quel que soit le type de figures de courant, les directions de courant déduites de celles-ci sont homogènes, comprises entre N320-330, sur l’ensemble des unités de a à f (fig. 50).
Figure 50 : a) exemple de ride de courant 2D b) Direction des paléocourants déterminée à partir de l’analyse des figures d’érosion, des rides de courant 2D et des linéations de délit.
1.3. Nature des écoulements
1.3.1. Faciès 1
Ces séquences de dépôts sont caractéristiques d’une succession d’écoulements turbiditiques en ralentissement et en déplétion correspondant soit à la partie supérieure d’un écoulement plus concentré soit à la queue d’un écoulement turbiditiques s. s.
1.3.2. Faciès 2
Ces dépôts sont caractéristiques d’écoulements concentrés à la limite inférieure des concentrations (proche d’un écoulements turbulent) ou d’écoulements transitoires stratifiés (nature mixte). La séquence Ta se forme probablement lors du passage de la tête érosive concentré, la partie supérieure correspondant à la queue de l’écoulement. La présence de reprises granulométriques internes peut s’expliquer par des variations internes soit dans les conditions de mouvement sur le fond (« traction carpet ») (Lowe 1988, Postma et al. 1988), soit dans la nature du sédiment (Hand 1997) ou encore par des pulsations dans l’intensité des turbulences (Hiscott 1994, 1995).
La nature complexe de l’unité c, mixant des niveaux de granulométrie très variable sans grande continuité latérale, peut témoigner d’un fort amalgame des dépôts qui résulterait du transit dans le
temps de nombreux écoulements concentrés pendant la phase de progradation de l’appareil turbiditique (Guillocheau et al. sous presse).
Enfin, les dépôts argileux peuvent caractériser soit la partie la plus fine de l’ensemble des écoulements précédents constituant une séquence Te de Bouma, correspondant au passage de la queue des écoulements et donc à un processus dynamique, soit un drapage argileux purement suspensif tardif.