Âge relatif des failles

La datation des structures enregistrées dans le bassin est primordiale pour reconstruire le calendrier des déformations qui affectent la Manche orientale au cours du Cénozoïque. Aucune géométrie sédimentaire syn-tectonique, de type éventail sédimentaire associé à une faille, n’est observée dans le bassin. De plus, pratiquement aucune faille cartographiée ne se retrouve scellée par des dépôts paléogènes préservés. Pour ces failles, nous ne disposons ainsi d’aucun argument permettant de dire que le mouvement s’est fait au cours de l’Eocène Inférieur ou Moyen. L’essentiel de la déformation cassante affectant la partie méridionale du bassin est donc postérieur à la mise en place des séries les plus jeunes affectées par ces failles, soit après le Bartonien basal.

Trois failles apparaissent toutefois scellées (figure 4-7), permettant de déterminer l’âge possible de l’arrêt de la déformation le long de ces structures :

 Une faille normale à pendage apparent vers le sud, avec un rejet vertical apparent de l’ordre de 1 à 2 mètres, et localisée légèrement à l’ouest du méridien de Greenwich, est scellée par la surface T10, attribuée au Lutétien terminal.

 Une des failles en relais le long de l’axe N125° est scellée par la surface érosive T15, marquant la transition entre le Lutétien et le Bartonien (figure 4-8). Cette faille verticale présente un rejet vertical apparent de l’ordre de 1 à 2 mètres.

 Une faille sub-verticale située plus à l’est, au niveau du méridien 0°45’E, est scellée par la surface T20, d’âge Bartonien (figure 4-9). Elle présente un rejet vertical apparent de l’ordre de 1 à 2 mètres.

Cependant, la direction de ces trois failles n’a pas pu être déterminée, étant donné qu’elles ne sont recoupées que par un seul profil. Par ailleurs, le fait qu’elles ne sont observées que sur un seul profil ne permet pas d’affirmer de façon certaine qu’elles sont scellées. En effet, il pourrait s’agir de terminaisons latérales et verticales de plans de failles n’arrivant pas jusqu’en surface. Les âges déduits précédemment ne sont par conséquent par forcément déterminants dans l’évolution structurale paléogène du bassin.

Figure 4-7 : Localisation des failles scellées en apparence (orange) et des failles présentant une diminution de leur rejet vertical au cours du temps (vert).

Figure 4-8 : Profil sismique illustrant une faille scellée par la surface bartonienne T15. Le rejet vertical apparent mesuré est de l’ordre de 1 à 2 mètres.

Figure 4-9 : Profil sismique illustrant une faille scellée par la surface bartonienne T20. Le rejet vertical apparent mesuré est de l’ordre de 1 à 2 mètres.

Le faible nombre de failles scellées par des dépôts yprésiens à bartoniens, leur répartition spatiale dispersée, et les faibles valeurs de leurs rejets suggèrent une importance moindre de ces structures dans le calendrier des déformations. Les failles majeures, présentant des rejets de plusieurs mètres voire de plusieurs dizaines de mètres, semblent jouer après le Bartonien inférieur, probablement au cours de l’Eocène Supérieur ou de l’Oligo-Miocène, âge des phases d’inversion principales dans les zones adjacentes (Ile de Wight : Gale et al., 1999 ; Newel et Evans, 2011 ; Evans et al., 2011 ; axe du Weald-Artois : Mansy et al., 2003 ; Minguely et al., 2010 ; Briais, 2015).

Nous nous sommes également intéressés pour chaque faille aux éventuelles variations du rejet enregistrées au cours du temps, afin de mettre en évidence de potentielles périodes d’activité. Pour quatre failles, nous avons pu mesurer une légère diminution du rejet vertical au cours du temps (figure 4-7). Deux failles de la structure orientée N140° présentent un rejet passant de 9 à 5 ms temps double, et de 3 à 1 ms, respectivement à partir de la surface T3 et de la surface T2, datées à la base de l’Yprésien. Au niveau de la structure orientée N125°, une faille présente un changement de rejet de 4 à 2 ms à partir de la surface T15, à la transition Lutétien-Bartonien. Enfin, une dernière faille localisée juste au nord de cette dernière structure affiche une diminution du rejet de 11 à 9 ms. Cette variation intervient à partir de la surface bartonienne T19. Même si les jeux sont modérés au cours du temps par rapport aux jeu ultérieur, ces failles sont présentes tôt dans la formation du bassin (base de l’Yprésien et limite Lutétien-Bartonien). Un comportement cassant s’exprime donc en plus de la déformation flexurale (Chapitre 3), même si les rejets sont réduits par rapport aux déformations cassantes plus importantes qui surviennent après le Bartonien inférieur. Néanmoins, les variations apparentes du rejet mesurées sont soumises à quelques incertitudes liées à la résolution verticale de la sismique. En effet, on pourrait envisager que de telles variations observées sur un profil 2D soient engendrées par une composante décrochante sur ces failles, associée à de légères variations d’épaisseur des strates fracturées.

Elles pourraient également résulter du bourrage de certaines lithologies (e.g. argiles) le long du plan de faille. Les différences d’épaisseurs s’amortiraient alors rapidement en s’éloignant de la faille, ce qu’il est difficile de vérifier en raison des faibles variations d’épaisseur de part et d’autre des failles.

Résumé des points importants (1.1.1)

 Les données sismiques permettent d’imager des failles affectant la couverture cénozoïque.

 Différents paramètres ont été déterminés le long de ces failles : rejet vertical apparent, position des compartiments abaissés/surélevés, jeu apparent.

 Ces failles se concentrent principalement au niveau de deux alignements, situées à l’ouest de la zone d’étude et orientées selon des axes N140° et N125°.

 Ces deux structures se composent de plusieurs failles qui semblent être disposées en relais.

 Aucun argument fort ne permet de dater les déformations accommodées par les failles affectant le Paléogène. Elles sont postérieures aux dépôts les plus jeunes qu’elles recoupent (post-Bartonien inférieur). Toutefois des jeux de faibles amplitudes sont possibles au cours du dépôt à la base de l’Yprésien et à la limite Lutétien-Bartonien.

1.1.2. Déformations plicatives cénozoïques

Deux catégories de déformations continues ont été identifiées et cartographiées à partir des données sismiques : des plis (anticlinaux/synclinaux) et des flexures monoclinales (figure 4- 10). De nombreuses structures n’ont cependant pas pu être corrélées. Cette difficulté à réaliser les corrélations est notamment due à l’entrecroisement de structures de directions différentes et par l’amortissement rapide de certains plis sur des distances inférieures à l’espacement entre profils.