Abstract
La modélisation tridimensionnelle permet de valider les interprétations que le géologue fait en deux dimensions. Ce travail s’inscrit dans la continuité du développement d’une méthodologie de représentation tridimensionnelle des bassins sédimentaire dans le but (1)de comprendre la géométrie profonde de la couverture sédimentaire dans une zone de tectonique polyphasée ou la densité de données varie, par la construction d’un modèle tridimensionnel à partir de coupes structurales.(2)de tester ce modèle3D en calculant son effet gravimétrique pour imager la géométrie de l’interface socle/couverture.(3)de construire un modèle tridimensionnel du bassin Tertiaire d’Alès sur le logiciel de visualisation et de réprésentation3D GOCAD, afin de le comparer avec le modèle déjà construit sur l ‘éditeur géologique à partir des mêmes données.La zone étudiée est composée d’un ensemble de structures géologiques aux géométries complexes qui résultent principalement de la tectonique compressive d’âge Eocène et de la tectonique extensive Oligocène. Ce sont les bassins Tertiaire d’Alès et de Saint-Chaptes, la zone plissée des Garrigues, et le dôme de Lédignan (fig5). Les données utilisées pour la construction du modèle 3D sont (fig7) :- 11 profils de sismique réflexion qui nous ont été gracieusement fournis par Elf Aquitaine - Les forages pétroliers datant des années 60- Une carte structurale d’ensemble d’une partie de la zone des Garrigues et du Bassin de Saint-Chaptes obtenue par photo-interprétation (Planche1). Notre méthode consiste à extrapoler en 3 dimension des coupes construites au vu des modèles tectoniques de base, et à partir de données multiples (sismique, terrain et forages) ou uniques (seulement la carte interprétative). Nous montrons que la géométrie des structures au nord de la faille de l’Arlésienne, qui est une faille de transfert orientée NW-SE qui a segmenté la marge passive du Golfe du Lion à l’Oligocène, est attribuable aux jeux de failles néoformées ou réactivées pendant les différentes phases tectoniques. Nous distinguons ainsi trois phases :(1) La phase compressive pyrénéenne qui s’accompagne du déplacement de la couverture Mésozoïque à Eocène, ainsi que du jeu en décrochement senestre de la faille de socle des Cévennes (fig25’A). La déformation de la couverture associée répond à deux modèles d’interaction entre failles et plissements pour la formation de l’Anticlinal de Belvezet. A l’ouest, le modèle cinématique est le plissement sur propagation de faille dans la zone à couverture peu épaisse (fig10). A l’est le modèle cinématique est le plissement sur courbure de faille de mode 1 dans la zone à couverture épaisse (fig14 et 17). Nous mettons en évidence un découplage multiple de la couverture sédimentaire qui conduit a la construction de la géométrie des plis à partir de ces modèles de base. L’acquisition de la géométrie des plis observables en surface se fait à partir de niveaux de décollements qui migrent vers le haut au cours du temps. Aucune faille ne contrôle la totalité de la géométrie d’un plis sur l’extension latérale de la structure (fig25).(2) Pendant l'Eocène terminal (Sannoisien inférieur) un régime en décrochement permet la formation du bassin Tertiaire d’Alès à la faveur de la néoformation de la rampe de la faille d’Alès à partir du niveau régional situé dans les évaporites du Trias. Cette rampe remonte vers le nord-ouest à la faveur d’un escalier de socle et recoupe les failles pyrénéennes (Eocène). Le niveau de décollement dans le Néocomien peut être toujours actif et générer les géométries en compression observées sur les structures orientées EO (fig13). L’interprétation structurale du bassin Tertiaire d’Alès à montré que dès cette période la faille de socle des Cévennes est inactive (Sanchis et Séranne, 2000) (fig 25’B) (3) Pendant l’extension Oligocène (Sannoisien supérieur à Stampien terminal la couverture glisse vers le sud-est et les structures antérieures sont transportées passivement vers cette direction (fig 25’C). Les failles pyrénéennes et les séries Mésozoïques du toit de la faille d’Alès sont affectées par le plissement sur sa géométrie listrique (fig22). La modélisation gravimétrique n’a pas pu être réalisée dans le cadre de ce rapport parce que le modèle 3D peut encore progresser sans son utilisation. De nombreuses données de densité de roches ont tout de même été acquises et sont disponibles pour le futur.La modélisation tridimensionnelle du bassin Tertiaire d’Alès sur GOCAD n’a montré aucun avantage scientifique par rapport à la modélisation déjà réalisée sur l’éditeur géologique. Ce dernier demeure un outil très proche de la démarche du géologue et beaucoup plus utile pour des interprétations en domaines peu fournis en données. GOCAD est quand à lui un outil puissant d’exploitation des modèles qui nécessitent l’emploi de données3D.D’un point de vue régional cette étude en mis en évidence les éléments suivants :-Un découplage dans la série Mésozoïque lors de la compression pyrénéenne.-La rampe de la faille d’Alès recoupe vers le nord-ouest les failles pyrénéennes obliques.-Le plat de la faille d’Alès est situé sous le décollement pyrénéen dans la moitié nord de la zone d’étude.-Un régime probablement décrochant pendant le Sannoisien inférieur qui doit être confirmé par des études de terrains plus précises.