Cours Bassin sedimentaire .pdf



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D. Mouralis – LGO39B2 – Nov. 2010

Morphologies 
des bassins sédimentaires

1. Morphologies
2. Evolutions sur le long terme
3. Le réseau hydrographique

Introduction
En France :
- Bassin Parisien
- Bassin
B
i A
Aquitain
it i
- Bassins
d’effondrement
(Limagne)

¾Quelles morphologies caractéristiques ?
¾ Quelles évolutions morphologiques ?

D. Mouralis – LGO39B2 – Nov. 2010
U.S.G.S

1 Morphologies
1 ‐

1.1. Paysages caractéristiques
1.2. Structures
1.3. Morphologies

D. Mouralis – LGO39B2 – Nov. 2010

1.1. Paysages lorrains






Plaines
Plateaux
Talus
Vallées

D. Mouralis – LGO39B2 – Nov. 2010

Ex. : La Lorraine
Stenay

WÖEVRE
Verdun

Metz

Moselle

10 km

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La Wöevre

1 km

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La Meuse et les « Hauts de Meuse »

D. Mouralis – LGO39B2 – Nov. 2010

1 2 Structure
1.2. Structure
• Stratigraphie
• Lithologie
• Tectonique

D. Mouralis – LGO39B2 – Nov. 2010

Le Bassin parisien
Le Bassin parisien

Un bassin subsident depuis le secondaire.
p
de transgressions
g
marines et du dépôt
p des roches
Subsidence responsable
sédimentaires
D. Mouralis – LGO39B2 – Nov. 2010
D’après Encyclopædia Universalis, © 2007, modifié.

Le Bassin parisien
Le Bassin parisien
~3 km

•Stratigraphie :
– Structure sédimentaire
– Discordante sur le socle
– Présentant parfois des lacunes, concordante ou non ;
D. Mouralis – LGO39B2 – Nov. 2010
D’après Encyclopædia Universalis, © 2007, modifié.

D. Mouralis – LGO39B2 – Nov. 2010
D’après Encyclopædia Universalis, © 2007, modifié.

Bassin aquitain

© 2007, Encyclopædia Universalis.

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© 2007, Encyclopædia Universalis.

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Lithologie
Les roches sédimentaires : 
– Présentent des contrastes de résistance ;
Présentent des contrastes de résistance ;
– Selon les milieux de sédimentation
J3 – Argiles
g
de la Wöevre
Callovien sup.
WÖEVRE

J6-5 – Calcaires coralliens
Oxfordien moyen (~120 m)

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Hauts
de Meuse
WÖEVRE

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Tectonique

– Structure aclinale au centre des B sédimentaire
– Et monoclinale sur les marges.
– Accidents tectoniques : failles et boutonnières.
D. Mouralis – LGO39B2 – Nov. 2010
D’après Encyclopædia Universalis, © 2007, modifié.

Bloc diagramme schématique 
d’une boutonnière simple

© 2007, Encyclopædia Universalis.

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Coupe transversale du Bray central

© 2007, Encyclopædia Universalis.

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1.3 ‐ Morphologies
p
g
1.3.1 – Les talus
• Les
Les talus sont des talus d
talus sont des talus d’érosion
érosion différentielle
différentielle
(exploitant l’inégale résistance des roches).
• On
On distingue deux cas selon le pendage (et donc 
distingue deux cas selon le pendage (et donc
la tectonique) :

D. Mouralis – LGO39B2 – Nov. 2010

En structure aclinale : relief de côte.
Morphologie des abrupts à corniche en
structure aclinale et contrôles
lithologiques.
a. Schéma général inspiré du cas des régions
semi arides (Plateau du Colorado) d’après
semi-arides
d après
Hamblin (1992), redessiné;
B à d. Morphologie des abrupts et épaisseur
relative des couches résistantes et tendres :
b : profil massif,
massif tracé peu découpé ; c : profil
délié, tracé indenté ; d : profil émoussé
correspondant à un faible contraste couches
dures/couches tendres.
Ces schémas s’appliquent
s appliquent également aux
cuestas.

D. Mouralis – LGO39B2 – Nov. 2010

En structure monoclinale : relief de cuesta
En structure monoclinale : relief de cuesta

D. Mouralis – LGO39B2 – Nov. 2010

En structure monoclinale : relief de cuesta
En structure monoclinale : relief de cuesta

D. Mouralis – LGO39B2 – Nov. 2010

1.3 ‐ Morphologies
1.3.2 – Les revers
‐ Surface structurale ;
‐ Surface sub
Surface sub‐structurale
structurale ;;
‐ Surface d’érosion (Cf. Infra).

D. Mouralis – LGO39B2 – Nov. 2010

Surface structurale
Si la surface topographique correspond au toit de 
la couche dure
la couche dure. 
E
Exemple
l : au centre
t d
du b
bassin
i parisien
i i

Attention : le pendage a été exagéré !

D. Mouralis – LGO39B2 – Nov. 2010
© 2007, Encyclopædia Universalis.

Plates‐formes structurales du centre 
du Bassin parisien
du Bassin parisien

© 2007, Encyclopædia Universalis.

D. Mouralis – LGO39B2 – Nov. 2010

Surface d’aplanissement
Si lla surface
f
ttopographique
hi
recoupe d
des roches
h
d’âge et de nature variés
Cuesta de Meuse vers Andelot

© 2007, Encyclopædia Universalis.

D. Mouralis – LGO39B2 – Nov. 2010

2 Evolution sur le long terme
2 –
Evolution sur le long terme
2.1. L’érosion différentielle ;
2.2. Les aplanissements
2.2. Les aplanissements

D. Mouralis – LGO39B2 – Nov. 2010

2 1 LL’érosion
2.1 –
érosion différentielle
différentielle

L’érosion différentielle exploite les différences de 
résistance des roches
‐ Ell
Elle peut se réaliser dans toutes les structures 
t
é li d
t t l t t
(y compris sédimentaires)
‐ Mais elle est relative (ex. des buttes de sable 
de Champagne)
de Champagne)
D. Mouralis – LGO39B2 – Nov. 2010

2 2 Les aplanissements
2.2 –
Les aplanissements
• Il faut différencier les petits aplanissements 
(
(versants aplanis en glacis, pédiments) des 
p
g
p
)
grands aplanissements (à l’échelle 
continentale : pénéplaine ou pédiplaine)
continentale : pénéplaine ou pédiplaine)
• Il existe plusieurs théories
– Cycle d’érosion de DAVIS (pénéplaine)
– Evolution géochimique de MILLOT (Pédiplaine)
g
q
(
p
)

D. Mouralis – LGO39B2 – Nov. 2010

Cycle d’érosion de DAVIS

Trois stades d’un cycle d’érosion.
A : jeunesse ; B : maturité ; C : vieillesse
En pointillé, alluvions ; M, monadnock.
D’ap. DAVIS, in DERRUAU, M., 1990, p.
25.

D. Mouralis – LGO39B2 – Nov. 2010

Cycle d’érosion de DAVIS
Trois stades d’un cycle d’érosion.
A : jjeunesse ; B : maturité ; C : vieillesse

Repose sur trois principe :
1) L’érosion normale
2) La stabilité tectonique
3) La stabilité eustatique

D. Mouralis – LGO39B2 – Nov. 2010

L’assouplissement 
du Cycle d’érosion
du Cycle d
érosion de DAVIS
de DAVIS
• évolution polycyclique, à surface étagée :
Ex. : le Limousin d’ap. A. Demangeon, 1910.
• surfaces polygéniques, lorsque les formes ne sont pas 
f
l é i
l
l f
t
étagées : 
Ex : Contact de la Marche avec la Brenne, d
Ex.
: Contact de la Marche avec la Brenne d’ap
ap. Klein, 1973.
Klein 1973
• surface acyclique : la surface initialement en équilibre
échappe à la dissection et se maintient indéfiniment :
pp
Ex. : L’ouest du Bassin Parisien, le Massif Armoricain.


D. Mouralis – LGO39B2 – Nov. 2010

D. Mouralis – LGO39B2 – Nov. 2010

Pédiplaine (Millot)
p

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Surface d’aplanissement

Elle témoigne d’une « longue » évolution :
1. Régression après le dépôt des couches sédimentaires
2 Déformation tectonique (basculement)
2.
3. Aplanissement
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Surface d’aplanissement

Ici, elle est :
ƒ postérieur aux derniers dépôts recoupés (j2c)
(c2 1)
ƒ et antérieur aux dépôts qui la fossilisent (c2-1)
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SPH

Calcaire marin (j)

P lé
Paléozoïque
ï

Le déblaiement partiel de calcaires marins du Jurassique moyen dans les régions de Caen et de Falaise fait affleurer la surface infrajurassique, dite aussi surface post-hercynienne, tronquant de façon imparfaite les conglomérats, les schistes et les Grès Armoricains du
Paléozoïque inférieur conservés dans les vigoureux synclinaux de May, d'Urville et de la zone bocaine. Participation probable de l'abrasion
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marine au nivellement avant l'enfouissement de la surface (cliché J.-P. Peulvast).

[Jean-Pierre Peulvast et Vanda Claudino Sales, 2005]

Surfaces d’aplanissement
Surfaces d
aplanissement
• Dans le bassin parisien :
– SA post‐hercynienne
p
y
– SA du Crétacé inférieur
– SA du Tertiaire (Oligo‐Miocène)
SA du Tertiaire (Oligo Miocène)

• Les preuves :
– Morphologiques
– Les formations superficielles (dépôts corrélatifs)
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Conclusion
• Quelque soit sont origine, ou la théorie 
q
p
p
invoquée, l’aplanissement peut être 
interrompu par un rajeunissement, d’origine :
‐ tectonique
‐ eustatique.

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3 – L’évolution du réseau hydrographique
3.1 – Réseau hydrographique et structure
3.2 – Les causes de l
3.2 
Les causes de l’inadaptation
inadaptation

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3.1 ‐ Le réseau 
hydrographique
Il
Il peut être 
t êt
• Adapté à la structure ;
Adapté à la structure ;
… à la tectonique (écoulement dans le sens 
du pendage) : cataclinal
du pendage) : cataclinal.
… ou à la lithologie (écoulement dans les 
terrain les plus « tendres »)) : orthoclinal
terrain les plus 
: orthoclinal et 
et
anaclinal

• Ou inadapté à la structure,
Quand il recoupe indifféremment les 
Quand
il recoupe indifféremment les
alignements lithologiques ou tectoniques.
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Réseau hydrographique adapté à la structure : 
- la structure lithologique
- la
l structure
t
t
tectonique
t t i

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Exemple de rivière adaptée à la structure : 
ll’Epte
Epte (Neuf‐Marché)
(Neuf Marché)

L’Epte coule dans le sens du pendage
(ce qui explique son passage de la 
dépression vers le plateau).
1 km
Dans la dépression du pays de Bray : rivière 
orthoclinale.
E it i iè
Ensuite, rivière cataclinale (Neuf‐Marché 
t li l (N f M hé
est situé au niveau d’un entonnoir de 
percée cataclinale).

D. Mouralis – LGO39B2 – Nov. 2010
D. MOURALIS – Univ. Rouen – LGO39B2 – Nov. 2009

La Meuse est inadaptée à la structure
p

D. Mouralis – LGO39B2 – Nov. 2010

D. Mouralis – LGO39B2 – Nov. 2010

D. Mouralis – LGO39B2 – Nov. 2010

3 2 Les causes de l
3.2 –
Les causes de l’inadaptation
inadaptation
• Sur‐imposition sur une surface 
p
d’aplanissement ou une surface discordante.
• Puis incision qui révèle les formes structurales 
(cuesta…)

• A
Antécédence par rapport à des mouvements 
té éd
tàd
t
tectoniques.

D. Mouralis – LGO39B2 – Nov. 2010

Formation d’une cluse par 
surimposition (a) et antécédence (b)
surimposition (a) et antécédence (b)

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© 2005 Encyclopædia Universalis France S.A.


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