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سبق لي نشر هذا المقال في 2 نونبر 2017، ونظر لأهميته

Que peut-on dire de la géologie de cette région, à partir de la photo ? C’est-à-dire, quelle est son histoire géologique succincte (abrégée) ?

NB – ce document a été publié le 2 Novembre 2017, sur mes pages.

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On va essayer de dresser une histoire la plus complète possible (mais très abrégée) uniquement à partir des informations et éléments de réponse fournis par la photo. 

La photo montre des « terrains » ou des « séries » sédimentaires, ou des formations sédimentaires…, mais le terme de « formation » ne peut pas être utilisé par ce qu’une formation géologique c’est l’ensemble de roches sédimentaires qui ont un même âge, ce qu’on ne peut pas faire à partir de la photo.

Donc, la photo montre des « terrains » sédimentaires qui sont profondément creusés et érodés par un cours d’eau, une rivière (vallée profonde Pourquoi ce sont des roches sédimentaires et non magmatiques ou métamorphiques ? Parce qu’on voit bien qu’elles sont constituées de couches distinctes par leurs résistances relatives à l’érosion. On parle également de la compétence des roches ; il y a des roches compétentes, c’est-à-dire dures (résistent plus à l’érosion),  qui alternent avec des couches ou des niveaux incompétents, c’est-à-dire ne sont pas durs (résistent peu aux facteurs de l’érosion mécanique par les eaux).

Si on fait nos observations au niveau de l’îlot (presque île, qui est isolé par le trajet méandriforme de l’oued ; on dit un méandre) entouré par l’oued de 3 côtés, on voit que les couches d’en haut (B) sont horizontales (tabulaires) et reposent sur des couches inclinées (A) (qui montrent un pendage). Elles présentent un pendage fort vers la droite de l’observateur de la photo (le soleil est sur la droite de l’observateur, comme l’atteste l’ombre ; si c’est l’après-midi comme le laisse penser la nature de l’éclairage ( !?), on peut dire que l’Ouest est vers la droite de la photo, par conséquent les couches inclinées sont de direction Nord – Sud et le pendage et vers l’ouest) . Il s’agit donc de l’existence d’une discordance angulaire majeure entre deux ensembles de « terrains » géologiques. Les terrains sédimentaires (A) déformés (fort pendage) forment donc un socle sur lequel reposent les terrains sédimentaires (B), non déformés (restées horizontales, donc tabulaires, sauf perturbations tectoniques mineures locales).

Concernant les « terrains » du socle, on voit donc bien des « couches » peu épaisses qui sont des bancs compétents épais (qui alternent avec des niveaux incompétents, généralement plus épais que les bancs et qu’on appelle des inter-bancs) qui nous renseignent sur le pendage. Dans l’ensemble, les roches sédimentaires qui constituent ce socle sont incompétentes, puisqu’elles résistent peu à l’érosion hydrique ; il s’agit d’une série monotone (c’est-à-dire qu’il n’y a pas des niveaux épais compétents et des niveaux épais incompétents comme dans le cas de B (comme on voit le voir).

Concernant les terrains sédimentaires tabulaires (horizontaux et subhorizontaux), on y observe plusieurs ensembles étagés, les uns les autres. Le premier ensemble (1), au niveau du méandre est surmonté par un deuxième (2) au fond du méandre. Puis un troisième ensemble (3) au fond de la photo (tout à fait au sud, si l’Ouest est vers la droite…). La caractéristique de (B) c’est la présence de niveaux épais compétents (qui ressortent dans le paysage) comme en témoigne leur résistance relative à l’érosion, par rapport aux niveaux épais incompétents (qui apparaissent en «creux» dans le paysage). Les niveaux compétents, épais, sont qualifiés de barres (une barre est d’épaisseur métrique, de quelques mètres à plusieurs dizaines de mètres, et elle est formée par la superposition de bancs épais d’épaisseur décimétrique à métrique), alors que les niveaux incompétents sont qualifiés d’inter-barres (c’est-à-dire entre les barres), et elles sont, aussi, d’épaisseur métrique à décamétrique, voire hectométrique.

Maintenant qu’on a ces données à partir de la photo, peut-on reconstituer l’histoire géologique de cette région ? Bien sûr qu’on peut tracer les grandes lignes de cette histoire à partir de ces données.

D’après les données qu’on a établies, cette histoire peut être subdivisée en deux périodes ou en deux « temps » par l’existence de la discordance angulaire majeure entre un socle déformé et sa couverture restée tabulaire : – la période (A) qui correspond à l’histoire géologique du socle ; – la période (B) qui correspond à l’histoire géologique de la couverture.

(A) – deux données fondamentales : – roches sédimentaires ; – déformation (pendage fort).

Nous avons affaire à des roches sédimentaires : donc elles ont été déposées dans un bassin sédimentaire qui correspond certainement à un milieu marin (les sédiments ne sont pas rouges (Fer oxydé), sinon ils sont déposés dans un milieu continental à subcontinental). Ils ont été déposé horizontalement (fait naturel), dans un contexte en distension (cas général), ce qui correspond fort probablement à la première phase d’un cycle orogénique, qui est responsable de la création d’un rift continental (relief négatif), qui peut évoluer jusqu’au stade d’une mer, ou jusqu’au stade d’un océan. Puis, ils ont été déformés lors d’une compression (raccourcissement, puisqu’ils montrent un pendage fort), ce qui correspond fort probablement (logiquement) à la deuxième phase d’un cycle orogénique (phase orogénique, formation d’une chaîne de montagne ; relief positif). Puis, la chaîne de montagne a été érodée et pénéplanée (phase d’érosion et de pénéplanation), ce qui correspond à la troisième (dernière) phase d’un cycle orogénique.

Après l’érosion de la chaîne et la pénéplanation ; espèce de vaste pénéplaine, selon la dimension de la chaîne. La région peut rester émergée (exondée, c’est-à-dire au-dessus du niveau zéro de la mer) ; même plusieurs dizaines ou de centaines de millions d’années. La pénéplaine, peut subsider (c’est-à-dire s’affaisser ; mouvement épirogénique négatif) et passer en dessous du niveau « 0 » de la mer ; alors elle sera immerger. Cela peut arriver aussi, si le niveau de la mer remonte, pour une quelconque raison. Dans les deux cas, il y aura dépôt de sédiments sous forme de couches horizontales. Ces séries sédimentaires horizontales peuvent rester sous l’eau, ou bien elles vont émerger (sortir de l’eau). Dans notre cas, elles ont émergé et elles ont été érodées. Dans notre cas, elles ont émergé sans qu’elles soient déformées ; que s’est-il passé ? Elles ont émergé sans qu’elles soient déformées, et non comme dans le cas de la formation d’une chaîne de montagne (orogenèse). Quel est alors le processus (ou le phénomène) géologique qui est responsable de leur exondation sans déformation ? Sans trop réfléchir, on a affaire à deux cas de figures : – soit que le niveau de la mer a baissé progressivement ; soit que la région s’est soulevée progressivement. Un chercheur structuraliste doit chercher les arguments (pas toujours facile) pour trancher entre les deux éventualités, ou les deux à la fois. Dans notre cas, on a des reliefs accusés (vallée profonde) et, pour celui qui sera dans le fond de la vallée, il aura l’impression d’être dans les entrailles d’un relief montagneux ; montagne qui s’érode, surtout avec le niveau (A) déformé tectoniquement. Le phénomène de soulèvement d’une région (ou affaissement) sans déformation est qualifié d’épirogenèse. Donc, les reliefs que nous voyons sur la photo sont des reliefs épirogéniques, dus à l’érosion hydrique d’une région qui se soulève sans se déformer. La région se soulève progressivement et les eaux attaquent et érodent, ce fait s’est soldé par la création d’une profonde vallée.

Donc on a reconstitué l’histoire géologique d’une région juste à partir d’une photo. On n’a pas besoin de connaitre où se trouve dans le monde et on n’a pas besoin de connaitre les âges absolus de terrains géologiques et des phases tectoniques. Pour information, il s’agit ici d’un paysage du Colorado, vallée du Mississipi. Le socle est d’âge précambrien. La couverture est d’âge paléozoïque.

REMARQUE :

Question : Pourquoi l’ensemble sédimentaire (3) est plus érodé que l’ensemble (1) et (2) ? Si vous avez une réponse, vous pouvez la proposer en commentant cette « publication » ; la prochaine fois, in chaâ Allah, j’aborderai la réponse à cette question.

Remarque :

Il y a beaucoup de concepts géologiques qui posent de sérieux problèmes de compréhension ; j’essayerai la prochaine fois d’aborder ces concepts, notamment les âges des reliefs géologiques.

                 Pr. Abdellah Lakhloufi

                 Ecole Normale Supérieure

                 Université Mohamed V