Rapport Corbières 2013Notice géologique des Costades DEPARTEMENT GEOINGENIERIE 27 Novembre 2013 Créé par : Guillaume BOCCAS, Thibault GESLAND, Chao LIU Antoine JAILLET, Hamza BENFDIL, Marine BRISTOT 0 1 Table des matières 1. Introduction.................................................................................................................................. 2 1.1. Situation géographique des Corbières ................................................................................. 2 1.2. Topographie ......................................................................................................................... 2 1.3. Géologie de la région ........................................................................................................... 3 1.4. Présentation des Costades ................................................................................................... 3 1.5. Conditions d’établissement de la carte ................................................................................ 3 2. Description des terrains ............................................................................................................... 5 2.1. Rognacien ............................................................................................................................. 6 2.2. Vitrollien ............................................................................................................................... 6 2.3. Thanétien marneux .............................................................................................................. 7 2.4. Thanétien calcaire ................................................................................................................ 8 2.5. Formation de Lagrasse ......................................................................................................... 8 2.6. Calcaire de Ribaute ............................................................................................................... 8 2.7. Ilerdien marneux................................................................................................................... 8 2.8. Formation de Tournissan ...................................................................................................... 9 3. Structures ................................................................................................................................... 10 3.1. Description des structures à l’échelle de l’affleurement et du paysage : Ribaute ............. 10 3.1.1. Bloc du Pas de l'Abeille : description des caractéristiques du bloc................... 10 3.1.2. Caractérisation de la frontière Pas-de-l'Abeille/Terre-Rouge .......................... 11 3.1.3. Bloc de Terre-Rouge : description des caractéristiques du bloc ....................... 12 3.1.4. Bloc de Lagrasse-Ribaute ................................................................................. 12 3.1.5. Caractérisation du bloc aux alentours de Lagrasse.......................................... 13 3.1.6. Caractérisation du bloc aux alentours de Ribaute ........................................... 13 3.1.7. Caractérisation de la frontière Lagrasse-Ribaute/Pas-de-l'Abeille .................. 15 3.2. Description des structures à l’échelle de l’affleurement et du paysage : Terre-Rouge ...... 16 3.2.1. Bloc de Terre-Rouge ......................................................................................... 16 3.2.2. Caractérisation de la frontière Terre-Rouge/Lagrasse-Ribaute ....................... 17 3.2.3. Bloc Tournissan................................................................................................. 17 3.2.4. Caractérisation de la frontière Terre-Rouge/Tournissan ................................. 17 3.2.5. Bloc les Caunes Hautes ..................................................................................... 18 3.2.6. Caractérisation de la frontière Les Caunes Hautes/Terre-Rouge ..................... 19 3.2.7. Caractérisation de la frontière Les Caunes Hautes/Tournissan ....................... 19 3.3. Interprétation générale ...................................................................................................... 19 4. CONCLUSION .............................................................................................................................. 24 4.1. Géodynamique régionale ................................................................................................... 24 4.2. Géologie de l’environnement............................................................................................. 25 ANNEXES............................................................................................................................................. 27 Carte géologique du secteur des Costades ................................................................................... 28 Schéma structural des Costades.................................................................................................... 29 Coupes géologiques ....................................................................................................................... 30 Cahier des charges du logiciel GOCAD .......................................................................................... 32 1 1. Introduction Le stage de terrain proposé par le département géo-ingénierie (du 6 au 13 septembre 2013), fût l’occasion d’une approche directe de la géologie et des structures, dans l’objectif de réaliser une minute de terrain au 1/10000e d’un petit secteur situé dans le massif des Corbières. Ce document indispensable nous a permis par la suite d’atteindre le but final : la construction de la carte géologique. 1.1. Situation géographique des Corbières Le massif des Corbières se situe à cheval sur les départements de l’Aude et des PyrénéesOrientales. Entouré par la ville de Narbonne au Nord-Est, celle de Carcassonne au Nord-Ouest, et Perpignan au Sud-Est, ses délimitations naturelles sont au Nord et l’Ouest le fleuve Aude, au Sud le Fenouillèdes, et à l’Est la mer Méditerranée. Localisation géographique du massif des Corbières 1.2. Topographie Les Corbières sont une zone de moyennes montagnes. Le massif est compris entre les Pyrénées et la Montagne Noire, ce qui permet d’expliquer en partie l’aspect du relief. En effet, celuici est plus abrupt au Sud et à l’Ouest, étant donné que les Corbières constituent un massif secondaire des Pyrénées. En revanche, au Nord et à l’Est, l’aspect des roches est souvent plus doux, davantage arrondi. Ceci s’explique par le fait que le Massif Central, caractérisé par des altitudes moyennes et des reliefs courbes, borde le Nord des Corbières. D’un point de vue général, la région est caractérisée par des déformations modérées (plis, failles), et les collines des Corbières s’élèvent en moyenne entre 400 et 500 mètres d’altitude. Le pic de Bugarach, situé au Sud-Ouest des Corbières, constitue le point culminant du massif, s’élevant à une altitude de 1231 mètres. Les autres sommets importants correspondent au mont Tauch, 917 mètres d’altitude (Sud), et à la montagne d’Alaric, 600 mètres d’altitude (Nord). 2 marneux. Ilerdien).3. délimitée par les villes de Ribaute. Cependant. Carte topologique du secteur des Costades (source : Géoportail) 1. Nous pouvons également noter le Mont Mija qui culmine à 306 mètres. Conditions d’établissement de la carte La zone des Corbières est historiquement très exploitée pour des approches géologiques car elle présente des affleurements nombreux et bien conservés. la végétation progressant. principalement constitué de terrains calcaires. Vitrollien.1. recouvert de quelques formations superficielles datant de Miocène (Formation de Tournissan). La zone est caractérisée par des plaines viticoles au Sud et à l’Ouest. 1. Géologie de la région Le massif des Corbières est un bassin sédimentaire qui s’est formé il y a environ 65Ma. 3 . Formation de Lagrasse. Cette région est constituée de formations du Mésozoïque et du Cénozoïque (Rognacien. le Pech (255 m). Thanétien. et de quelques grès. les conditions actuelles ne sont plus aussi bonnes qu’auparavant mais restent convenables. Calcaire de Ribaute. Ces caractéristiques sont très importantes car ce sont à partir des observations des affleurements que se dessinent les cartes géologiques.5. la Jasse (253 m) ou le Serrat de la Bade (266 m). Présentation des Costades Le camp de terrain s’est déroulé plus précisément dans le chaînon de Lagrasse situé dans la partie Nord des Corbières (environ 300 mètres d’altitude). Lagrasse et Tournissan.4. le Crès (219 m). Le territoire à cartographier s’étend sur une superficie de 15 km2 dans la région des Costades. Le plateau des Crémades constitue la région la plus haute de secteur (312 mètres d’altitude). le travail sur le terrain consiste en : la localisation des affleurements . Tous ces éléments ont pu être complétés par des photos aériennes. la distinction des différentes formations et de leur limite . l’analyse. Cette minute constitue l’esquisse de la carte géologique finale. L’établissement de la carte géologique des Costades s’est déroulé en deux étapes majeures. mais également par les autres groupes des secteurs voisins). l’exercice réside cette fois dans : la réunion des informations collectées par les deux équipes constituant le groupe affecté aux Costades . Hamza BENFDIL. La présente notice a pour ambition de présenter la carte du secteur des Costades dans son ensemble.Le groupe 3a (Guillaume BOCCAS. La minute : A l’aide des différents outils du géologue (marteau. dans l’optique de réaliser la minute de terrain (carte topographique au 1/10000e). la carte géologique du BRGM (échelle: 1/50000e) et la méthode de la stéréoscopie (vision de photographies en relief). La carte géologique : De retour à Nancy. l’appréciation des pendages à différents endroits. l’interprétation et l’extrapolation des données (récoltées par le groupe. Chao LIU) a étudié …. tandis que le groupe 3b (Antoine JAILLET. la synthèse. en vue de la réalisation de la carte finale. tout en mettant en avant des éléments remarquables et complexes de la région parcourue durant le stage de terrain. 4 . loupe. Marine BRISTOT) a travaillé sur le secteur Terres Rouges. Thibault GESLAND. boussole). l’observation des failles ainsi que leur orientation . Description des terrains Formations géologiques : Lithostratigraphie des terrains du chaînon de Lagrasse 5 .2. Ils peuvent éventuellement être surmontés de pseudo conglomérats noduleux. rendant les mesures de pendage difficiles. Cette sédimentation s’effectue en milieu réducteur avec absence d’oxygène (typique du fond d’un lac par exemple).1. Eboulis rares. Ces cristaux en étoile sont les vestiges de champignons vivant en symbiose avec les racines. Ils témoignent d’un environnement lacustre où les sédiments se sont déposés. comme en témoigne les formations mal stratifiées.2. La sédimentation de ces calcaires s’est faite dans un environnement assez mouvementé. témoignant d’une sédimentation détritique.2. Débits anguleux non parallélépipédiques. clairs à patine grise. Illustration de paléosols dans du Vitrollien 6 . laissées par des joncs poussant sur la plaine ainsi que par la présence abondante de microcodiums dans ces marnes. Rognacien Epoque: mézosoïque (-71/-65 Ma) Epaisseur de la couche: 20-40m Constitution: Le Rognacien est constitué de calcaires à grains très fins. Vitrollien Epoque: Paléocène (-63/-58 Ma) (-65/-58 Ma) Epaisseur de la couche: 50-100m Constitution: Le vitrollien se compose de marnes rouges foncées (couleur due à une forte teneur en oxydes ferreux) témoignant de la présence de plaines d’inondations (fleuve débordant de son lit pour déposer des limons). Illustration de pseudo conglomérats 2. Ces marnes sont caractérisées par les traces blanches verticales (dépendant du pendage). Le dépôt de sédiments s’est ici effectué dans un environnement oxydant. La grosseur des galets contenus dans ces conglomérats donne une indication de la vitesse d’écoulement de l’eau. La limite avec le vitrollien est très nette. de même que de rares bancs gréseux ou encore des conglomérats. Illustration du granoclassement normal (dû à un courant ralentissant) On passe progressivement de grains de grosse taille à des grains plus petits. évoquant un changement de lit brutal du fleuve. brunâtres. Thanétien marneux Epoque: Paléocène (-58/-57 Ma) Epaisseur de la couche: 50-100m Constitution: Le Thanécien Marneux est caractérisé pas des marnes ocres.On retrouve également dans le Vitrollien d’importants bancs de conglomérats. formés par les lits de rivière. Illustration de thanétien Marneux 7 . On peut également y trouver quelques bancs de grès issus de la sédimentation du sable des rivières.3. 2. ou encore orangées témoignant là aussi de présence de plaines d’inondation. Des bancs de calcaire lacustre à patine grise peuvent être trouvés également. Ce calcaire possède un grain moins fin que le calcaire lacustre et est de patine grise. on peut trouver dans les premiers des fossiles marins (type huîtres). témoignant tous deux d’un environnement de dépôt continental. à alvéolines. Morceau de calcaire de Ribaute Les fragments de crustacés sont clairement visibles 2. dans le deuxième étage. Formation facile à reconnaître de par la végétation éparse et constituée d’arbustes bas et de par ses débits parallélépipédiques.6. Thanétien calcaire Epoque: Paléocène (-57/-56 Ma) Epaisseur de la couche: 100-150m Constitution: Le Thanétien Calcaire est caractérisé par la présence d’un premier niveau de calcaire marin contenant des fossiles marins type milioles. indiquant des épisodes à dominance fluviatile et lacustre. on y trouve une alternance de calcaires marins et lacustres. De rares bancs gréseux peuvent être trouvés aux premiers niveaux. Au sommet. témoignant d’un environnement de dépôt continental. milioles et nummulites. Le reste est composé de calcaires lacustres très bien stratifiés. Formation de Lagrasse Epoque: Paléocène/Eocène inférieur (-56/-55 Ma) Epaisseur de la couche: 200-300 m Constitution: La Formation de Lagrasse se compose de 3 étages : dans le premier on y trouve majoritairement des marnes d’un jaune vif. surmontant une base de calcaires lacustres. On peut aussi y trouver des calcaires à oolithes ou des marnes sableuses sombres. Ilerdien marneux Epoque: Eocène inférieur (-55/-54 Ma) Epaisseur de la couche: 50-200m 8 . on y trouve des calcaires clairs à patine blanche qui sont riches en fragment de crustacés. dans le troisième étage. on y trouve des calcaires à patine plus ou moins sombre.2. On note la présence d’éboulis également très fréquents. on trouve majoritairement des marnes semblables au premier étage ainsi que des calcaires lacustres.7.5. 2. Ce calcaire s’est donc formé en présence d’une mer. 2.4. Calcaire de Ribaute Epoque: Eocène inférieur (-55 Ma) Epaisseur de la couche: 10-20m Constitution: La formation de Calcaire de Ribaute se compose de 3 étages: en bas du Calcaire de Ribaute. Cette alternance de calcaires marins et lacustres peut être la preuve de la présence d’une lagune s’ouvrant et se refermant au gré du temps. 8.Constitution: Vers la base. Une irruption marine a eu lieu (début du Thanétien Calcaire). pratiquement azoïques. Début Eocène : retour à un environnement du type fin du Paléocène. constitué de grands lacs aux eaux mouvementées. suivie par un retour des plaines d’inondation. De grands fleuves changent brutalement de cours expliquant les dépôts de conglomérats. Dans la couche d’Ilerdien marneux. S’ensuit une dernière irruption marine. Cette formation s’est déposée après une lacune sédimentaire de 41 Ma et recouvre des formations beaucoup plus anciennes (on parle ainsi de discordance). peut-être due à un climat plus sec et froid. il est possible de trouver des grès. Paléocène : l’environnement reste continental. à la frontière de l’Ilerdien marneux et du calcaire de Ribaute.9. Limité éocène/ Paléocène : lagune se refermant et s’ouvrant successivement. témoignant de la présence d’une plaine d’inondation. Formation de Tournissan Epoque: Miocène (15 Ma) Constitution: Majoritairement de la molasse jaune très friable contenant des petits nodules de calcaire blanc. Une lacune 35 Ma d’années au niveau des sédiments intervient (peut-être dû à la succession de périodes glaciaires). Récapitulatif des périodes traversées par les terrains Mésozoïque : Nous sommes en présence d’un environnement continental. La végétation est constituée de joncs. Une période de 3 Ma sans sédimentation s’ensuit. La molasse de Tournissan se dépose. 2. mais les lacs remplacés par des plaines d’inondations. dont témoigne la microfaune de foraminifères. 9 . Puis irruption marine assez courte suivie d’une période continentale. S’ensuit une alternance entre lacs/marais et plaines d’inondation. 2. durant laquelle le paysage est fortement érodé. On y trouve principalement des marnes gris bleuté à patine jaune paille. Puis on assiste de nouveau à une succession de lacs et de plaines d’inondation. on trouve un niveau à huîtres. Description des structures à l’échelle de l’affleurement et du paysage : Ribaute Dans cette partie. on observe un des niveaux marins de la Formation de Lagrasse. La série affleurante est une série inverse non lacunaire. Bloc du Pas de l'Abeille : description des caractéristiques du bloc Ce bloc est une portion d'un pli anticlinal. à dominante marron-orangé. 1(ii) : niveau marin de la Formation de Lagrasse 10 . nous décrivons les principaux ensembles rocheux et leurs relations dynamiques. Pour en arriver à formuler des conclusions générales sur la structure des blocs.1. allant du calcaire de Ribaute au Vitrollien. Nous avons pu distinguer cinq ensembles rocheux cohérents par leur structure interne et leur mouvement d'ensemble. caractéristique de la formation de Lagrasse. on les étudie localement. chaque bloc a été affecté d'un numéro (n°). Pour situer ces descriptions. Celui-ci est adjacent à une couche de calcaire lacustre bien visible dans le paysage. L'affleurement a été affecté d'un indice (n°)(indice). il est déjà possible d'observer une marne aux couleurs claires. on trouve un léger affleurement de Calcaire de Ribaute. En effet. et dont le pendage est de 45S47.1.3.1. à l’échelle de l'affleurement et du paysage. Structures 3. au début de la route en (1)(i). Vingt mètres au sud. Vue globale du chemin du pas de l’Abeille (3 coupes en perspective) En continuant vers le Sud jusqu'en en (1)(ii). • Bloc du Pas de l'Abeille (1) • Bloc de Terre-Rouge (2) • Bloc Lagrasse-Ribaute (3) • Bloc de Tournissan (4) • Bloc de Les Caunes Hautes (5) 3. au lieu d'observer du Vitrollien sur une cinquantaine de mètres (comme prévu par le log). celui-ci disparaît prématurément au bout d'une dizaine de mètres. on trouve justement une faille : présence de fortes schistosités au niveau du contact entre le Vitrollien et le Rognacien. pour laisser place à du Rognacien. traversant la forêt en direction Terre-Rouge. et du Vitrollien au Sud. On retrouve exactement le même enchaînement sur le chemin issu de (1)(vi). un ensemble massif de calcaire lacustre. donc en se dirigeant vers le Sud et en restant à la même altitude. à la première frontière entre le Rognacien et le Vitrollien. Sa direction est globalement semblable à celle des couches du bloc du Pas de l'Abeille. on peut se faire une idée de l'évolution du rapport entre les deux blocs. Or. Passé le Rognacien.1.2. en (1)(iv) on trouvera du Thanétien Marneux sur 100m puis une fine couche de Vitrollien (10-20m au lieu de 50m). En effet. on retrouve du Vitrollien en (2)(i) plus au Sud (posé sur le Rognacien) mais cette fois avec un pendage très différent et égal à 107SW12. Ce constat vient s'ajouter au fait qu'on retrouve une série normale à cet endroit. Celle-ci a un pendage de 15E35. le pendage du Vitrollien est de 47SE80. épais d'une centaine de mètres. avec un pendage 47SE78.On observe moins de 200m plus loin au Sud. dans le lit du ruisseau en (1)(v). En longeant la frontière Rognacien-Vitrollien dans le prolongement de la faille évoquée précédemment. mais il est très difficile de le vérifier étant donné l'épaisse végétation reposant sur la marne en (2)(v) par exemple. en (1)(iii). Il semblerait par moments que le Vitrollien soit entièrement rogné par le Rognacien. Caractérisation de la frontière Pas-de-l'Abeille/Terre-Rouge Ce Vitrollien (1)(iv) marque la frontière avec un deuxième ensemble structural qui le chevauche (Bloc du Pas de l'Abeille). disposées dans un ordre contraire à l’échelle stratigraphique. ce-dernier reposant sur du Thanétien Marneux. est une série inverse délimitée par du Calcaire de Ribaute au Nord. appartiennent à un seul et même bloc : le bloc du Pas de l'Abeille. D'autres arguments viendront étayer l'hypothèse que ces deux structures séparées d'un peu plus d'un kilomètre dans la direction NE-SW. En continuant la route. 3. On peut donc dire que cette succession de couches. Ceci suggère que ce Vitrollien et ce Rognacien n'appartiennent pas au même ensemble rocheux que le premier Vitrollien. 11 . on descend dans la couche quasiment verticalement. De plus. le pendage est plus difficile à mesurer en raison de la présence répétée de formations superficielles ou à cause de l'altération qu'il a subi (ce dernier n'est souvent visible que sur la route). avec un pendage augmentant en allant vers le Pas de l'abeille au Nord-Est (on mesure en (2)(iii) un pendage de 107SW12) et devenant subhorizontal en allant vers le SudOuest. Le Rognacien présente par ailleurs un pendage en (2)(v) de 95S15. épais d'une dizaine de mètres au plus. Bloc de Terre-Rouge : description des caractéristiques du bloc Ce deuxième ensemble.3.1. On peut cependant dire qu'il constitue une surface structurale puisque ce Rognacien. Bloc de Lagrasse-Ribaute Ce bloc. en regardant (2)(ii) depuis (2)(iv). on peut déjà observer un affleurement à l’échelle du paysage. 12 . le plus étendu des six. Celui-ci met en évidence un très léger début de pli anticlinal. 3. L'ensemble du bloc est en série normale. En (2)(iii). s'étend jusqu'à 2km dans la direction NW-SE et sur plus de 10km dans la direction perpendiculaire NE-SW.4. est construit en série normale. au pendage souvent sub-horizontal et présentant par moments des surfaces structurales. 3.Ces deux éléments (faille et passage série inverse – série normale) suggèrent donc qu'il y a bien un chevauchement d'une quarantaine de mètres de l'ensemble de Tournissan sur l'ensemble du Pas de l'Abeille.1. Afin de connaître la structure de ce bloc. chevauche l'ensemble du Pas de l'Abeille. Il s'agit de l'autre versant du pli anticlinal du bloc du Pas-de-l'Abeille. Ce pli anticlinal révèle par ailleurs un léger mouvement vers le Nord-Est de la plaque avec une contrainte principale de direction NE (cf bloc de Lagrasse-Ribaute). 1. traversant la ville dans une tranchée avec un pendage de 90N13 (il affleure parfaitement sur 500m dans le lit d'un petit canal asséché de quelques mètres de profondeur). On constate que la ville de Lagrasse repose sur un Thanétien Calcaire sub-horizontal et que la bute de Lagrasse est constituée de la suite de la série normale ayant pour base affleurante ce Thanétien Calcaire. on retrouve une fine couche d'Ilerdien Marneux reposant sur du Calcaire de Ribaute. puis Formation de Lagrasse sur une hauteur de plus de 100m (il est d'ailleurs possible d'observer un niveau marin en (3)(i)).6. sur lequel repose la fine couche d'Ilerdien Marneux. par altitude croissante. est en surface structurale. on a: Thanétien Calcaire à la base. On peut cependant suggérer que le Calcaire de Ribaute. Il est très difficile de mesurer son pendage à proximité de (3)(iv) car les affleurements sont rares et souvent altérés (route). Caractérisation du bloc aux alentours de Lagrasse Le cirque de Lagrasse permet d'observer la structure globale à l'échelle du paysage. puis Calcaire de Ribaute au sommet avec une fine couche d'Ilerdien Marneux reposant dessus. 13 .1. ou recouverts de conglomérats fluviatiles issus directement de l'Orbieu.5. Caractérisation du bloc aux alentours de Ribaute En (3)(iv). Dans l'ordre stratigraphique. du Pas-de-l’Abeille et de Terre-Rouge 3. 3. On retrouve en effet ce Calcaire de Ribaute plus au Nord-Ouest en (3)(v).Vue d’ensemble des blocs de Lagrasse-Ribaute. preuve que ce Calcaire de Ribaute est la surface apparente d'un pli anticlinal dont la contrainte principale a une direction SW-NE. la pente s'intensifie (on mesure un pendage de 160N30 en (3)(vii)). on se rend bien compte qu'elles ont la même direction SW-NE. en (vi). la faille visible en (3)(ii). le Calcaire de Ribaute affleure aussi parfaitement et on peut y mesurer un pendage de 45N12. En effet. 14 . le tracé de la route révèle un très bel affleurement de Calcaire de Ribaute mais qui cette fois a un pendage de 84N12.Ce bout de série normale n'est pas sans rappeler celle du haut de la bute de Lagrasse. au niveau du vieux pont de Ribaute. Ceci justifie notre choix de les regrouper. En (3)(vi). On se laisse donc aller à penser qu'elles témoignent du mouvement ayant conduit à un décrochement du Thanétien Calcaire aux alentours de Lagrasse. La direction de cette contrainte est à comparer avec celle évoquée dans la description du bloc du Pas-de-l'Abeille. d'autant plus qu'elle a pour frontière avec le bloc du Pas-de-l'Abeille. Plus au Sud. Cette direction coïncide avec celle des deux blocs de Thanétien Calcaire et de Lagrasse. Il est donc fort probable que les villes de Lagrasse et Ribaute appartiennent à un même ensemble rocheux (d'un point de vue dynamique). Affleurement de Calcaire de Ribaute En remontant la bute de Ribaute vers le Sud-Ouest. décrochement de plus de 500m (l'axe de décrochement est le même que celui des contraintes principales : cf B.). Il disparaît en contre-bas de la falaise bordant la route (falaise présentant un affleurement de Formation de Lagrasse) et réapparaît par moment au bord de l’Orbieu en raison de son inclinaison de 12° vers le Nord. reposant sur l'Ilerdien Marneux sub-horizontal. La faille chevauchante sub-horizontale. argument supplémentaire en faveur d'une faille chevauchante. on trouvera sans surprise de l'Ilerdien Marneux. on trouve la série inverse de la structure du Pas de l'Abeille : d'abord du Calcaire de Ribaute avec un pendage de 45SE50 sur une dizaine de mètres .1. 3.Au sommet de la bute. longeant le Calcaire de Ribaute (visible en (3)(i) par exemple) disparaît sous la végétation non loin du Thanétien Calcaire. Cette frontière entre les structures de Lagrasse-Ribaute et du Pas-de-l'Abeille ne réapparaît pas au-delà du Thanétien Calcaire 15 . A cela s'ajoute l'observation de schistosités en (3)(ii). Caractérisation de la frontière Lagrasse-Ribaute/Pas-de-l'Abeille En (3)(ii). il est possible d'observer une faille chevauchante.7. En effet. dont la pente est légèrement plus forte que le pendage du Calcaire de Ribaute. puis de la Formation de Lagrasse avec un pendage de 45SE30 jusqu'à trouver du Thanétien Calcaire (on omet la singularité du roc de la Cagalière) avec un pendage de 58SE45. Il est entouré par un réseau de failles qui s’entrecoupent et qui le limitent des blocs avoisinants.2. limite entre l'Ilerdien Marneux de la structure Lagrasse-Ribaute et le Calcaire de Ribaute de la structure du Pas-de-l'Abeille se poursuit dans la direction NE jusqu'en (1)(i). Bloc de Terre-Rouge Le bloc Terre-rouge est une portion d’un pli anticlinal. Affleurements de Thanétien Calcaire Le réseau de failles du secteur de Terre-Rouge est très complexe. notamment pour la partie Est aux frontières avec les structures « Les Caunes Hautes » et « Tournissan ». on trouve un bloc de Rognacien de pendage quasi-horizontal caractérisé par quelques affleurements et une végétation basse. Il est en effet fréquent qu'une faille plongeante « court » le long des séries rocheuses les plus denses (en l’occurrence du Calcaire de Ribaute) sur des distances plus ou moins grandes. Ceci suggère que la faille plonge avant.1. Au centre. 16 . 3. allant du Rognacien au Thanétien Calcaire. le reste se voit facilement sur la photo aérienne. la faille chevauchante. Description des structures à l’échelle de l’affleurement et du paysage : Terre-Rouge 3.lorsqu'on emprunte le chemin de la Cagalière au Sud du cirque. Plus à l’Est. une zone inaccessible de Thanétien Calcaire avec quelques affleurements visibles de loin.2. La série affleurante est une série normale non lacunaire. Quoi-qu'il en soit. avant de plonger et suivre l'axe des contraintes principales. 2. il y avait une légère végétation. et au cœur du Thanétien Marneux au Nord-Est. Le Nord-Est est caractérisé par une série normale allant du Vitrollien à la Formation de Lagrasse. Leurs présences se justifient par le changement de pendage entre le grand bloc de Rognacien (sub-horizontal) et l’ensemble Vitrollien-Thanétien Marneux (35SE45 dans le plan de la coupe) (cf annexe 3 : Coupes géologiques. La faille (b) NE-SW est une faille verticale (de pendage 0S78) qui part de la Jasse à Le Pech. on peut aussi noter le changement de pendage de part et d’autre de la faille (35SE45 pour le Vitrollien contre 70S40 pour le Thanétien Marneux). Le Nord est marqué par la faille (a) le séparant de Terre-Rouge et la faille (c) le séparant du bloc des Caunes Hautes. Zones cultivées du secteur de Terre-Rouge 3. Elle est marquée par la présence de colluvions au Nord. Caractérisation de la frontière Terre-Rouge/Lagrasse-Ribaute Le chemin qui passe par le point 2(vii) a été le plus difficile de toute la carte.3. Cette faille passe entre le Vitrollien et le Thanétien Marneux au Sud-Ouest. 3. on relève du Thanétien Marneux à peine visible et puis juste après de gros blocs de Thanétien Calcaire. Le reste est composé de terres cultivées. coupe globale Lagrasse-Prat Neuf Métérie p. Elle est clairement remarquable: au point 2(vi).4. qui recouvre la couche de Thanétien Calcaire. des vignes en majorité. Quelques mètres au Nord. Bloc Tournissan C’est un grand bloc dans lequel toute la partie Sud est une formation superficielle. 17 . la molasse de Tournissan.3. Caractérisation de la frontière Terre-Rouge/Tournissan Il s’agit d’un ensemble de plis et de failles. Le pendage quasi-horizontal de la structure laisse supposer que l’on ne peut pas avoir une hauteur de Thanétien Marneux aussi faible et donc on est en présence d’une faille. Aux bords.2.29). juste un peu de calcaire sur la route.2.2. il n’y avait pas d’affleurements. 18 . la descente du bloc de Tournissan est donc beaucoup plus prononcée ici.Faille (b’) venant croiser la faille (b) On remarque l’existence d’une brèche (cataclasite) qui traverse le bloc de calcaire présent au milieu du Thanétien Marneux. La faille (c) met en contact le Thanétien Marneux 6(i) et la Formation de Lagrasse. Bloc les Caunes Hautes C’est un petit bloc délimité par la faille (a) au Nord et la faille (c) au Sud composé de Thanétiens Marneux et Calcaire.5.2. 3. On peut aussi le visualiser sur la photo suivante: Brèche (cataclasique) En revanche. la faille (a) met en contact deux formations assez lointaines (Rognacien et Formation de Lagrasse). est clairement visible sur la photo aérienne.2. 19 . Du fait du changement de pendage. Interprétation générale Tous les éléments collectés permettent de retracer l’historique des déformations et de déduire les mouvements relatifs des blocs. difficilement visible sur le terrain car elle passe à travers le Thanétien Calcaire sans varier les pendages.7. le compartiment supérieur (le bloc de Tournissan) (Thanétien Calcaire + Formation de Lagrasse) est descendu audessous du compartiment Les Caunes Hautes (Thanétien Marneux + Thanétien Calcaire).3.6. Caractérisation de la frontière Les Caunes Hautes/Tournissan Il s’agit d’une faille inverse additive de pendage moyen (55SE60). on peut également affirmer qu’il s’agit d’un pli anticlinal (Rognacien au centre) – (cf annexe 3 : Coupes géologiques.2. coupe globale Lagrasse-Tournissan p.31) On peut modéliser cela par le schéma suivant: Frontière Tournissan/Caunes-Hautes 3.3. 3. En effet. Caractérisation de la frontière Les Caunes Hautes/Terre-Rouge La faille (a). on peut déduire qu’il y a eu une phase de compression qui résulte d’une force de sens Sud-Nord. et ensuite à une faille suite aux grands efforts appliqués. 20 . Calcaire et Vitrollien par rapport au Rognacien. qui a donné lieu au pli. La faille a fait descendre le bloc de Tournissan ce qui a permis de créer une vallée. C’est ensuite qu’a eu lieu la sédimentation de quelques couches puis une érosion (qui explique l’absence des couches intermédiaires entre la Formation de Lagrasse et la Formation de Tournissan) et enfin le dépôt de la molasse de Tournissan. la molasse de Tournissan vient les recouvrir. En effet.Phase 1: Compression 1. * Une force de même orientation est présente entre le bloc de Tournissan et le bloc de Terre-Rouge suite aux pendages du Thanétien Marneux.Au niveau du contact entre le bloc Tournissan et le bloc Terre Rouge D’après la coupe générale. Elle permet d’expliquer la présence d’un contact anormal entre une série inverse (bloc du Pas-de-l’Abeille) et une série normale (bloc de Terre-Rouge). A cela vient s’ajouter la disparition prématurée du Vitrollien et la présence d’une faille bien visible au niveau du Pas-de-l’Abeille (cf description bloc du Pas-del’Abeille).Descente du Bloc Tournissan 2. A mesure que le pli se forme.Au niveau du contact Pas-de-l’Abeille – Terre-Rouge Ce même mouvement de compression entraîne la formation du pli anticlinal à l'origine de la série inverse caractérisant le bloc du Pas-de-l'Abeille. Différents arguments viennent étayer l’hypothèse de chevauchement. 21 . les contraintes sur les matériaux sont telles qu'elles entraînent la rupture progressive du pli selon une faille chevauchante : la faille délimitant le bloc du Pas-de-l'Abeille et le bloc de Terre-Rouge est née. La direction de cette contrainte serait compatible avec une contrainte cisaillante. Plus encore. protubérance bien présente sur la carte géologique au niveau de La Pascale (275m). comme évoqué plus haut. De plus.Phase 2 : Cisaillement et distension Des contraintes de cisaillement. on constate que la barre rocheuse homogène de Thanétien-Calcaire s'étalant de Lagrasse au Pas-de-l'Abeille est légèrement concave avec un rayon de courbure de direction NW-SE. un tel décrochement devrait entraîner l'apparition d'une faille de direction E-W traversant Lagrasse mais nous n'avons malheureusement pas pu constater sa présence. en étudiant l'architecture globale du bloc du Pas-de-l'Abeille. Malheureusement. permettraient ensuite d’expliquer la discontinuité du Thanétien Calcaire au niveau du bloc du Pas-de-l’Abeille et la succession Thanétien-Calcaire – Thanétien-Marneux – Thanétien-Calcaire – Thanétien-Marneux visible à l'Est de Lagrasse. et qui entraîneraient un décrochement du bloc du Pas-de-l’Abeille. un léger pli anticlinal aux alentours du Pas-de-l'Abeille témoigne de la présence à un moment donné d'une contrainte de direction SW-NE. 22 . on se rend compte qu'un tel mouvement de cisaillement entraînerait nécessairement la formation d'une protubérance sur le bloc de Terre-Rouge. postérieures au mouvement de compression à l’origine du pli anticlinal. Quoiqu’il en soit. Cependant.De plus. On pourrait tout à fait imaginer que cette dernière ait été tout simplement plus rapide et plus localisée dans le temps que la phase 1 de compression. Enfin. ce mouvement relatif entre les blocs a créé une distension. En outre. cette dernière ayant persisté pendant toute la durée du décrochement du bloc. on peut aussi supposer que le mouvement de cisaillement qui a donné lieu à la faille (a) vient après la création des failles (b) et (c). Phase 3 : Chevauchement du bloc du Pas-de-l'Abeille. cela ne signifie pas que cette phase ait été complètement dissociée dans le temps de la phase 2. la plus grande vitesse de déplacement est au niveau du contact entre Tournissan (ii) et Terre-Rouge comme expliqué sur le schéma. les failles (b) et (c) seraient une seule et même faille. contrainte NW-SE Cette dernière étape est nécessaire pour expliquer le fait que le Thanétien Calcaire issu du décrochement soit si proche dans l'espace du Thanétien Calcaire du bloc du Pas-de-l'Abeille. Ce mouvement de cisaillement est alors en accord avec le mouvement constaté entre les blocs « Pas-de-l’Abeille » et « Terre-Rouge ». élément qui peut expliquer aussi l’affaissement du bloc Tournissan. 23 . En effet. s’accompagnant d’importantes compressions dans la direction NW-SE. Ceci s’explique par la migration à l’Est de la Corse et de la Sardaigne permettant la mise en place d’un golfe marin. aplanie. avant qu’elle ne remonte sous l’influence de la plaque Afrique. Au cours du Paléocène et de l’Eocène. L’accroissement des fonds marins a ensuite laissé place à des dépôts vaseux. limons) issus de fleuves.4. au début de l’Eocène s’est ouvert un golfe marin où des organismes vivants comme des huîtres. se transformant en marnes de couleur terne. suivant un axe NW-SE. Géodynamique régionale Géologie : L’histoire géologique des Corbières débute à la fin du Crétacé. CONCLUSION 4. Enfin.1. de rivières et de plaines d’inondation se déposent dans la dépression. grès et conglomérats fluviatiles provenant du Sud. Cette région constitue une terre émergée depuis plus de 200Ma. qui a alors donné naissance aux Pyrénées. de -70 à -56Ma (du Maastrichtien au Thanétien). et aux différentes déformations visibles sur le terrain des Corbières. Puis. lié à l’ouverture de ce bassin. la subsidence des terrains va permettre une nouvelle période de sédimentation. caractéristiques des dépôts de nature marine. L’amincissement de la croûte continentale. entre -140 et -110Ma. les Corbières subissent des déversements de limons. puis d’une rotation de la plaque Ibérique. 24 . où apparaissaient des reliefs de plus en plus importants (les futures Pyrénées). C’est alors que des sédiments continentaux (grès. et recouverte d’une couche argileuse similaire à celle observée sur le continent africain actuel. ou des foraminifères (nummulites. Des fossés d’effondrement comme ceux présents entre l’Alaric et le chaînon de Lagrasse (direction NE-SO) en sont aujourd’hui les témoins. Pendant le Crétacé. conglomérats. alvéolines) ont pu se développer. Tectonique : L’histoire tectonique des Corbières est sous-jacente de celle des Pyrénées. Schéma représentatif de la formation des Pyrénnées Puis. s’est accompagné d’un décrochement senestre. le Golfe du Lion. des lacs d’eau douce prennent place dans le bassin. un rift s’est progressivement ouvert entre les plaques Europe et Ibérique. Aussi. Ceci a permis l’ouverture du Golfe de Gascogne. le massif des Corbières s’affaisse. à l’Oligocène. permettant la mise en place de bancs de calcaire lacustre. Ce paysage est issu du déboisement et était entretenu par l’élevage des animaux. l’Ouest est caractérisé par des précipitations plus importantes. ou reboisée en résineux. avant de changer de direction à l’Est vers la mer Méditerranée. des averses abondantes l’automne. ainsi que des hivers plutôt doux. dû aux reliefs nord et sud qui forment un couloir. Le fleuve Aude traverse le département du Nord au Sud.Géodynamique de la région Pyrénées-Corbières L’histoire tectonique du secteur semble s’interrompre au Miocène. 4. Dans le Nord et l’Ouest. comme la formation de Tournissan (-15Ma).2. Climat et ressources en eau : Le climat de l’Aude est un climat méditerranéen. Le maquis et la garrigue dominent le paysage des zones sèches des Corbières (Ouest). Ces vents réguliers ont permis d’installer des parcs éoliens. l’Orbieu est le principal cours d’eau du secteur des 25 . au niveau de la Montagne Noire. le climat y est plus montagnard. La flore y est variée et typique (Lis des Pyrénées. propice à la culture des vignes et des oliviers. continuent à se mettre en place. prêle des bois). La région de l’Aude est également soumise au vent. tandis que des dépôts fluviatiles. les forêts sont constituées de chênes et de hêtres. Plus localement. Géologie de l’environnement Occupation du sol : La végétation y est basse et épineuse. Caractérisé par de fortes chaleurs (30 à 40°C) et peu de précipitions l’été. il existe toutefois quelques contrastes au sein même des Corbières : par exemple. les Corbières sont sensibles à ces divers phénomènes. il le traverse du Sud-Ouest au Nord-Ouest et passe à l’Ouest du village de Lagrasse et au Nord de celui de Ribaute. En effet. Les 12 et 13 novembre 1999. sa morphologie. Enfin. le secteur est aussi soumis à d’importants risques d’inondation dus aux dépressions méditerranéennes.Costades. dans l’Aude. de par la géologie de la région. il est tombé jusqu’à 550mm en 24h. effondrement. éboulement. Les mouvements de terrain (affaissement. avant de se jeter dans l’Aude au Nord-Ouest de Narbonne. Risques naturels : Les Corbières orientales. soumises aux influences méditerranéennes. accentuée par la nature des formations basses. connaissent une forte sensibilité aux feux de forêts. coulée de boue. l’occupation des sols. et l’infiltration de l’eau dans le sous-sol.…) sont également un autre risque naturel à prendre en compte. 26 . ANNEXES Annexe 1 : Carte géologique du secteur des Costades Annexe 2 : Schéma structural des Costades Annexe 3 : Coupes géologiques Annexe 4 : Cahier des charges du logiciel GOCAD 27 . Carte géologique du secteur des Costades 28 . Schéma structural des Costades 29 . Coupes géologiques 30 . 31 . Les pixels de l’image (à l’échelle de cette dernière) ont alors dû être « drapés » dans un repère (u . de concevoir la surface supérieure de la formation de Thanétien Calcaire. nous avons utilisé un fichier Excel comportant un nombre fini de points de coordonnées (X. nous avons appliqué des contraintes de bord. Il est également utilisé par de nombreuses compagnies pétrolières. Gocad offre la possibilité d’affecter des contraintes physiques aux points de la surface. notamment pour la représentation d’environnements géologiques (structures. à l’université de Lorraine. i. et choisi un maillage adéquat afin de coller les points de coordonnées (X. Le maillage de celleci peut alors être densifié. ainsi que des contraintes de nœuds. affectés par des évènements tectoniques (plis. failles. imposer un mouvement selon Z pour que la surface s’adapte aux points. En effet. L’idée du projet Gocad est issue de l’incapacité des systèmes de cartographie traditionnels à modéliser des objets géologiques complexes. Gocad est exploité dans les domaines de l’archéologie. nous avons importé une image (à partir du site Géoportail) en référençant deux points précis du secteur.e. il représente une source fiable de modélisation de réservoirs en 3D. 2. affecté au secteur des Auzines.Y.v) pour aboutir à une échelle réelle. Z) (coordonnées Lambert) de la région. c’est pourquoi l’image a été importée en tant que « Voxset 2D ». Dans le but de créer une surface dans Gocad.e. Enfin. en directions de plongement et en 32 . Présentation Gocad (Geological Object Computer Aided Design) est un logiciel qui permet de modéliser des environnements souterrains en trois dimensions. ou encore de l’imagerie médicale. Y. Pour ce faire. Le second objectif fut.Cahier des charges du logiciel GOCAD 1. Exploitation des données de terrain Suite au camp de terrain réalisé dans les Corbières au début du mois de septembre 2013.Z) à l’image précédemment importée.…). i.…). Il est alors possible de régler le maillage de cette surface de telle sorte que Gocad génère des facettes triangulaires. qui a ensuite été importé en tant qu’ « objet Gocad » dans le logiciel. nous avions besoin de convertir les valeurs de pendage relevées sur le terrain (qui sont des valeurs planes). pour exploiter l’interpolation DSI du logiciel Gocad. à partir de cette surface. Mais la puissance du logiciel réside dans sa technologie de « Discrete Smooth Interpolation » (DSI). La question à se poser est : comment relier les points entre eux avec le moins de « rigidité » possible. Nous avons interpolé sur toute la surface et nous avons densifié le maillage pour plus de précision : la surface 3D du secteur des Auzines a donc été créée. Puis. et l’objet 3D est défini avec plus de précision. en coordonnées Lambert. afin d’en obtenir une modélisation 3D. mines. imposer l’immobilité dans l’espace des points au bord de la surface. Enfin.e. nous avons exploité les données récoltées au cours du stage par le groupe 2A. Gocad connaît de nombreuses applications. nous avons créé l’enveloppe de cette surface par digitalisation d’une courbe fermée. tout en conservant l’aspect naturel des objets géologiques ? En effet. Ce logiciel est basé sur l’interpolation discrète des points d’une surface (présents en nombre fini). Ensuite. i. Cet outil a été développé dans les années 90 par l’équipe de recherche Gocad. nous avons importé le fichier Excel correspondant dans Gocad.le Thanétien Calcaire a une épaisseur constante sur toute la zone (120m) . De la même manière que précédemment. de la formation considérée. Puis. nous avons créé des puits virtuels passant par les points où ont été réalisées les mesures de pendage (les puits les plus utiles sont ceux situés au niveau des frontières géologiques. nz) de ces points. 5. en tant qu’ « objet Gocad ». 9.Les pendages et les azimutes récoltés sont des constantes. à partir de ces données. Limites supérieures du Thanétien Calcaire matérilisées par les courbes rouges Nous avons fait deux hypothèses : .orientations de pôles (valeurs 3D). soient les puits 3. Nous avons alors obtenu les points avec leur pendage (matérialisé par des disques). 11. il a fallu établir les propriétés vectorielles (nx. 27). ny. nous avons digitalisé sous forme de courbe les limites. Il s’agit maintenant de se demander si la surface va effectivement coller aux pendages. . 10. Afin de répondre à cet objectif. 20. 8. Afin de dessiner la limite supérieure du Thanétien. Création de puits virtuels 33 . repérées sur la carte géologique des étudiants. dont nous ne nous servions pas au départ) jusqu’à ladite limite.Ils vont servir à asseoir la surface supérieure du Thanétien Calcaire. certaines zones très localisées ont fait l’objet de quelques mesures de pendages. Le seul bloc que l’on aurait éventuellement pu modéliser est celui de Terre-Rouge en raison de son pendage simple sub-horizontal. n’ayant pas de données sur la limite géologique du Thanétien situé de l’autre côté du pli du secteur des Auzines. De plus. Or ces marqueurs correspondent à l’intersection entre la limite géologique du Thanétien Calcaire et la surface topographique. nous n’étions pas en présence d’un pli d’une telle ampleur. Crétation des limites supérieures et inférieuresdu Thanétien Calcaire 3. le bloc du Pas-de-l’Abeille est construit en série inverse.e. i. de manière à obtenir la surface supérieure de Thanétien Calcaire la plus représentative possible de la réalité du secteur des Auzines. dans chaque puits est défini un marqueur. nous avons décalé quelques puits de la zone centrale (les puits 22 et 25. il n’aurait pas été possible de réaliser ce travail sur le secteur des Costades car les points où ont été réalisées les mesures de pendages n’ont pas été référencés avec leurs coordonnées GPS. Il a également fallu modifier l’orientation des marqueurs correspondants. or ces structures sont plus difficiles à modéliser. De plus. En effet. une surface qui indique un changement de faciès. il suffit de créer une surface passant par les marqueurs des puits en ajustant au mieux le maillage. Un ajustement de l’azimut de la direction de plongement a alors été nécessaire. De plus. Leur orientation n’est donc pas celle des pendages locaux. Pour finir. car contrairement à ce terrain. n’ayant pas couvert l’ensemble de la région. l’absence de connaissance quant à l’évolution des pendages rend impossible l’exploitation de ce secteur avec le logiciel Gocad. la région des Costades se serait moins bien prêtée à l’exercice que celle des Auzines. Si toutefois nous avions eu connaissance de ces coordonnées. Application au terrain des Costades Tout d’abord. 34 . alors que d’autres secteurs restent démunis de données. Concernant le bloc de Tournissan. nous avons eu recours à des puits artificiels. or ces éléments semblent plus adaptés au domaine pétrolier qu’à la géologie pure. le modèle dépend bien entendu de la précision des mesures réalisées sur le terrain. Limites Cette première approche de la modélisation en 3D a permis de découvrir un outil puissant. prenant en compte des données géologiques et géophysiques complexes. Les hypothèses posées. Cet outil montre des limites quant à la modélisation de surfaces géologiques : par exemple. nous ont facilité le travail. celles-ci doivent être en nombre important. et peuvent légèrement fausser le résultat final. notamment la constance de l’épaisseur de Thanétien et des valeurs de pendage. nous ajouterons qu’il faut analyser chaque étape de la réalisation du modèle 3D. et pour être davantage rigoureux. Il est également nécessaire que ces relevés soient répartis sur toute la zone étudiée de façon à éviter d’avoir des zones « vides » de données. car Gocad donne des résultats. 35 . la manipulation des différentes options proposées par Gocad met en évidence le fait que ce logiciel est davantage adapté à des études de sous-sols. mais pas nécessairement ceux que l’on attend (par exemple : inclinaison des marqueurs de puits relative à la topographie et non aux pendages). C’est pourquoi Gocad présente de nombreuses aptitudes dans les domaines de la géophysique. minier ou encore de la modélisation de réservoirs. pour représenter le pendage de la couche de Thanétien Calcaire. la mise en main est facilitée par un environnement convivial et relativement commode.4. Toutefois. De plus. Enfin. mais elles restent sans doute un peu simplificatrices. De plus.