4. Etude géomorphologique et tectonique des segments côtiers de l’Orocline bolivien
4.2. La côte sud du Pérou
4.2.3.1. La zone de San Juan de Marcona
La zone de San Juan de Marcona est caractérisée par deux baies successives, celle de San
Juan et celle de San Nicolás, et deux monts sur lesquels ont été formées les terrasses marines,
le Cerro El Huevo (492 m) et le Cerro Tres Hermanas (380 m), distants de ~8 km (Figure 56).
Le Cerro El Huevo présente 20 niveaux de terrasses marines étagées sur son flanc sud‐ouest
entre 0 et 492 m d’altitude (Figure 57, Figure 58 et Figure 59 A à D).
Figure 56 : Géographie de la zone de San Juan de Marcona caractérisée par la succession de deux caps et deux baies, la baie de San Juan et la baie de San Nicolás. Les nombreux niveaux de terrasses marines se développent sur les flancs des Cerros El Huevo (rectangles bleus ; Figure 57 ; Figure 58) et Tres Hermanas (Figure 60 ; Figure 61). Les traits rouges soulignent les principales failles normales de la zone. FEH : Faille El Huevo – FDL : Faille de Lomas – FSJ : Faille San Juan – FTH : Faille Tres Hermanas. Les petits rectangles rouges, le long du tracé des failles, indiquent le sens de plongement. Image satellite Landsat drapée sur un SRTM à 90 m.
Figure 57 : Panorama des terrasses d’abrasion marine du Cerro El Huevo. Les chiffres en noir correspondent aux altitudes des pieds de falaise qui
caractérisent chaque niveau de terrasse. Les traits en rouge indiquent les failles qui recoupent les terrasses. La photographie est prise depuis le sommet d’un écueil rocheux, sur la terrasse à +187 m, vers le NW. _______________________________________________________________________________________________________________________________
Figure 58 (page suivante) : Cartographie des terrasses d’abrasion marine qui se développent sur le flanc sud du Cerro El Huevo. Les chiffres en noir correspondent aux altitudes des pieds de falaise de chaque terrasse marine mesurées à l’aide du GPS cinématique. Les chiffres en jaune correspondent à la dénomination des terrasses marines telles qu’elles seront référencées dans le texte. Les traits en bleu A‐B, A‐C et D‐E, D‐F correspondent à la localisation des
profils GPS. Les traits en rouge indiquent le tracé des failles et les deux étoiles bleues, les points d’échantillonnage des terrasses. Vue 3D issue de Google
Figure 59A : Profil GPS cinématique A‐B (Cf. Figure 41 pour la localisation) des terrasses d’abrasion marine du Cerro El Huevo, entre 34 et 396 m d’altitude. Les chiffres correspondent aux altitudes des pieds de falaise de chaque terrasse marine. Les chiffres en jaune correspondent à la dénomination des terrasses marines. Le trait en tirets représente le profil théorique des terrasses avant l’érosion des escarpements. Ce profil avant érosion a été tracé en prenant la pente
moyenne de la surface plane sans dépôts des terrasses et la pente maximale des escarpements. Les dépôts accumulés au niveau des pieds de falaise sont
représentés en gris.
Figure 59B : Profil GPS cinématique A‐C (Cf. Figure 41 pour la localisation) des terrasses d’abrasion marine du Cerro El Huevo, entre 34 et 396 m d’altitude. Les chiffres correspondent aux altitudes des pieds de falaise de chaque terrasse marine. Les chiffres en jaune correspondent à la dénomination des terrasses marines. Le trait en tirets représente le profil théorique des terrasses avant l’érosion des escarpements. Ce profil avant érosion a été tracé en prenant la pente
moyenne de la surface plane sans dépôts des terrasses et la pente maximale des escarpements. Les dépôts accumulés au niveau des pieds de falaise sont
représentés en gris.
Figure 59C : Profil GPS cinématique D‐E (Cf. Figure 41 pour la localisation) des terrasses d’abrasion marine du Cerro El Huevo, entre ~ +170 m et le sommet du Cerro El Huevo. Les chiffres correspondent aux altitudes des pieds de falaise de chaque terrasse marine. Les chiffres en jaune correspondent à la dénomination des terrasses marines. Le trait en tirets représente le profil théorique des terrasses avant l’érosion des escarpements. Ce profil avant érosion a été tracé en prenant la pente moyenne de la surface plane sans dépôts des terrasses et la pente maximale des escarpements. Les dépôts accumulés au niveau des pieds de falaise sont représentés en gris.
Figure 59D : Profil GPS cinématique D‐F (Cf. Figure 41 pour la localisation) des terrasses d’abrasion marine du Cerro El Huevo, entre ~ +170 m et le sommet du Cerro El Huevo. Les chiffres correspondent aux altitudes des pieds de falaise de chaque terrasse marine. Les chiffres en jaune correspondent à la dénomination des terrasses marines. Le trait en tirets représente le profil théorique des terrasses avant l’érosion des escarpements. Ce profil avant érosion a été tracé en prenant la pente moyenne de la surface plane sans dépôts des terrasses et la pente maximale des escarpements. Les dépôts accumulés au niveau
Sur le flanc Nord‐ouest du Cerro Tres Hermanas, sont conservés 13 niveaux de terrasses
marines entre 0 et +380 m (Figure 60, Figure 61 et Figure 62). L’ensemble des niveaux de
terrasses marines sont des niveaux de terrasses d’abrasion marine en grande partie
recouverts par une couche de sable fin de quelques centimètres d’épaisseur seulement et
présentant au niveau des pieds de falaise des dépôts postérieurs à la formation des terrasses
(colluvions liés à l’érosion de l’escarpement, sable éolien ; voir les profils GPS Figure 59 et
Figure 62). Sur la Figure 61, on remarque que nombre des terrasses marines supérieures à la
terrasse +80 m, sur le flanc face à la mer (Sud‐ouest) du Cerro Tres Hermanas, ont été érodées
alors qu’elles sont préservées sur le flanc Nord‐ouest. La zone de San Juan de Marcona est
une des zones au monde qui présente le plus grand nombre de niveaux de terrasses marines
en séquence. Certains de ces niveaux n’ont pas été complètement aplanis lors de leur
abrasion et présentent encore des écueils rocheux de hauteur variable, jusqu’à plusieurs
mètres. Enfin, le substratum rocheux (granodiorite, filons de quartz) affleure sur quelques
niveaux de terrasses d’abrasion marine et sur les écueils, ce qui permet un échantillonnage
direct de la terrasse d’abrasion.
Plusieurs failles majeures orientées NW‐SE recoupent la zone de San Juan de Marcona :
1) la faille El Huevo, située sur le flanc nord du Cerro El Huevo, entre le Cerro lui‐même et la
baie de San Nicolás, 2) la faille appelée ici faille de Lomas sur le flanc Nord de la baie de San
Juan 3) la faille San Juan, située sur le flanc nord du Cerro Tres Hermanas et délimitant la
baie de San Juan et 3) la faille appelée ici faille Tres Hermanas (Figure 56, Figure 60 et Figure
61). D’autres failles mineures recoupent les différents niveaux de terrasses (Figures 40 à 45)
et déplacent les escarpements de terrasses de quelques mètres au maximum. On distingue
assez bien la trace de ces escarpements de failles sur les images satellites comme étant des
escarpements non conformes à la côte, c’est‐à‐dire non parallèles à la côte. Les deux
caractéristiques morphologiques majeures qui les différencient d’un escarpement de terrasse
sont donc la non‐conformité avec le tracé de la ligne de côte et le fait qu’ils recoupent et
déplacent plusieurs terrasses marines pléistocènes. Ces failles normales sont actives
puisqu’elles affectent les terrasses marines pléistocènes. Le début de l’activité de ces failles
est déduit d’après l’âge des niveaux de terrasses marines les plus anciens qu’elles recoupent
et la fin de leur activité d’après l’âge des niveaux de terrasses les plus jeunes qu’elles
Au Nord de la baie de San Nicolás, une faille majeure, appelée Faille de San Fernando,
recoupe la falaise et la déplace de plusieurs mètres (Figure 63). Le tracé de cette faille peut
correspondre à la continuité vers le Nord de la faille de San Juan, qui serait en partie
immergée en traversant les baies de San Juan et de San Nicolás (Figure 63).
Dans la baie de San Juan, nous avons identifié de nombreuses failles normales actives
dans les dépôts de la Formation Pisco (Pliocène) et qui recoupent les dépôts pléistocènes au‐
dessus, de la terrasse marine à +40 m (Figure 64). Les dépôts pléistocènes contiennent
beaucoup de coquilles, du sable et des graviers consolidés dans la matrice.
Dans la zone de San Juan de Marcona, nous avons échantillonné en surface et daté quatre
terrasses marines : la terrasse marine +150 m dans la baie de San Nicolás, les terrasses +190 m
et +220 m sur le flanc sud‐ouest du Cerro El Huevo et enfin, la terrasse +162 m sur le flanc
nord‐ouest du Cerro Tres Hermanas (Cf. 4.2.5.1.1 ; Figure 74).
Figure 60 : Panoramas des terrasses d’abrasion marine du Cerro Tres Hermanas. L’image (tirée de Google Earth) en bas à droite indique l’orientation des trois panoramas. Les chiffres en noir ou blanc correspondent aux altitudes des pieds de falaise qui caractérisent chaque niveau de terrasse. Les traits en rouge soulignent les failles qui recoupent les terrasses.
Figure 61 (page suivante) : Cartographie des terrasses d’abrasion marine qui se développent sur le flanc NW du Cerro Tres Hermanas. Les chiffres en noir
correspondent aux altitudes des pieds de falaise de chaque terrasse mesurées à l’aide du GPS cinématique. Les chiffres en noir encadrés correspondent aux altitudes des pieds de falaise mesurées par Macharé et Ortlieb, 1992. Les chiffres en jaune correspondent à la dénomination des terrasses marines telles qu’elles seront référées dans le texte. Les traits en bleu A‐A’ et B‐B’ correspondent à la localisation des profils GPS. Les traits en rouge indiquent le tracé des failles et l’étoile bleue, le point d’échantillonnage de la terrasse +162 m.
Figure 62 : Profil GPS cinématique (Cf. Figure 61 pour la localisation) des terrasses d’abrasion marine du Cerro Tres Hermanas, entre ~50 m et 280 m d’altitude. Les chiffres correspondent aux altitudes des pieds de falaise de chaque terrasse marine. Les chiffres en jaune correspondent à la dénomination des terrasses marines telles qu’elles seront référées dans le texte. Le trait en tirets représente le profil théorique des terrasses avant l’érosion des escarpements. Ce profil avant érosion a été tracé en prenant la pente moyenne de la surface plane sans dépôts des terrasses et la pente maximale des escarpements. Les dépôts accumulés au niveau des pieds de falaise sont représentés en gris.
Figure 63 : Panoramas de la faille de San Fernando, au Nord de la baie de San Nicolás, qui recoupe le premier niveau de terrasse d’abrasion marine. Cette faille de San Fernando semble être le prolongement vers le Nord de la faille de San Juan.
__________________________________________________________________________________ Figure 64 (page suivante) : Planche photographique de faille affectant les dépôts pliocènes (Formation Pisco) et pléistocènes (dépôts de la terrasse marine +41 m) dans la baie de San Juan, le long de la route qui mène à la ville de San Juan. Les failles décalent la surface de la terrasse à +41 m.