Le réseau de failles et de fractures : synthèse

L’analyse multi-échelle du réseau de failles et de fractures permet d’établir un modèle d’organisation structurale pour cette partie du Massif central. L’étude des failles référencées sur les cartes géologiques, ainsi que l’étude des linéaments structuraux sur les données MNTs a montré que la structure premier ordre du socle à l’affleurement est contrôlée par les failles de direction ENE-WSW et NE-SW (Figure 2.19a). Elles contrôlent la succession des lithologies : la faille de La-Voulte-sur-Rhône qui met en contact le socle et les sédiments jurassiques, le synforme de Bruzac pris entre une faille de direction ENE-WSW et une NE-SW, les décalages dextres de l’unité métamorphique supérieure, ainsi que la forme de la bordure du fossé au sud de Valence. Ces failles ont un espacement caractéristique qui forme des blocs structuraux entre 4 et 8 km de large pour les directions ENE-WSW et autour de 9 km pour les directions NE-SW.

L’étude des données MNTs à l’échelle 1/50 000 ainsi que l’étude des structures majeures à l’échelle du terrain font apparaître de nouvelles directions non exprimées à l’échelle 1/250 000 : des structures N-S, E-W, NW-SE, ainsi que des directions ESE-WNW qui s’individualisent localement des NW-SE. Au sein d’un bloc structural de premier ordre, l’étude des bords de routes de la D21 et D533 montre que les failles ENE-WSW se structurent selon des blocs structuraux d’espacement plutôt régulier entre 100 et 300 m (Figure 2.19b). Des blocs de largeur régulière sont également observés localement pour les failles de directions N-S et NW-SE, avec des espacements de 90 à 160 m et de 250 à 500 m respectivement (D265, D533). Les directions NE-SW et E-W sont également présentes, mais ont une distribution plus aléatoire au sein des blocs structuraux.

Figure 2.19 : schémas de synthèse de l’organisation du réseau de failles dans la zone d’étude du Massif central : a) au premier ordre, b) à l’intérieur d’un bloc structural de

Il est intéressant de noter que les structures d’ordres supérieurs n’ont pas d’influence sur les structures plus locales. En effet, à proximité la faille premier ordre ENE-WSW de La-Voulte-sur-Rhône par exemple, cette direction est très peu exprimée à l’échelle des failles et de la fracturation de terrain (D265). Ce fait est également observé avec l’étude de la fracturation au niveau du col du Rotisson où les directions de fractures ENE-WSW ne sont majoritaires qu’au niveau des Schistes de Bruzac. Ce sont plutôt les structures locales, à l’échelle du terrain qui contrôlent le réseau de fractures métriques. Les orientations de fractures exprimées sont alors fortement compartimentalisés : les profils effectués de part et d’autre d’une faille identifiée sur le terrain montre clairement des orientations dominantes qui changent entre le toit et le mur de la faille (SL1 et 2, D21,

par exemple). Les autres profils effectués montrent bien plus souvent une direction de

fracturation dominante équivalente aux failles mineures cartées aux alentours qu’aux failles majeures ou qu’aux failles à l’échelle 1/50 000 proches.

Avec les différents profils, la fracturation peut également être analysée en fonction des lithologies encaissantes. Dans les gneiss et les schistes, la foliation ne semble pas avoir d’effet sur les directions de fracturation. En effet, le long du bord de la route D21, celle-ci montre un plissement faible longueur d’onde qui entraîne des variations de directions de foliation de N110°E à N160°E avec un pendage de 10 à 40 °S-SW. Cette direction n’est cependant majoritaire que pour SL1. En revanche, lorsque celle-ci est bien orientée par rapport à la faille majeure environnante, comme c’est le cas au col du Rotisson, la fracturation « ouvre » les plans de schistosité et double la densité de fracture apparente (Tableau 2.3). Dans les granites, deux groupes de profils peuvent être distingués dans les résultats de densité : des zones où la densité de fracturation est entre 12 et 16 frac/m, et des zones où la densité est entre 22 et 32 frac/m. Là encore, ces différences de densité ne sont pas influencées par les structures majeures environnantes, mais semble plutôt lié à l’effet de la compartimentalisation locale du réseau de fracturation. Les 3 profils à la densité moindre sont ainsi localisés dans le toit de la faille majeure environnante (Rotisson SL3, D232 SL2 et D21 SL4) tandis que les profils à densité plus forte sont localisés soit dans le mur (Rotisson SL2, D21 SL3) ou dans les zones d’intersections de plusieurs failles (D232 SL1, D21 SL1 et 2).

Les intersections des failles sont ainsi des zones particulières du point de vue de la fracturation. C’est également dans ces zones, que sont observées les minéralisations secondaires identifiées dans les différents secteurs :

1) Les fractures à oxydes à l’intersection entre les directions majeures N-S, NW-SE et la zone de faille de La-Voulte-sur-Rhône au point 2 du bord de la route D265. 2) Les zones à minéralisations de quartz hydothermaux au point 4 du bord de la

route D21 où des directions E-W, N-S et ENE-WSW interagissent.

3) Au point 3 du bord de la route D232 à l’intersection entre des failles majeures à l’échelle du terrain de direction N-S et ENE-WSW où un gisement de barytine est répertorié.

Ce phénomène est également observé à l’échelle des failles premier ordre, où la densité est la plus importante à l’intersection des couloirs de failles N020°E et N050°E les plus importants de la zone d’étude.

Tableau 2.3 : récaputilatif des résultats de densité des différents profils de mesures de fractures effectués dans la zone d’étude du Massif Central.

Localité Numéro Orientation Longueur (m) Nb de fractures Densité (frac/m) Rotisson 1 N154°E 6,7 164 26,2 2 N088°E 3,1 70 22,6 3 N130°E 4,0 50 12,5 D232 ^{1 N141°E 13,0 321 24,7} 2 N088°E 16,2 229 14,1 D21 1 N100°E 12,1 265 21,9 2 N070°E 5,33 129 24,2 3 N062°E 10,7 338 31,6 4 N101°E 11,55 190 16,4 D265 1 N005, N035, N135 et N150°E 18,80 213 11,3 2 N133°E 16,55 243 14,7 3 N156°E 25,5 373 14,6 4 N095 13,95 187 13,4