Cette cache s'insère dans la série de cache plus globale "L'Hérault à vélo". Cette dernière a été initié par Evid3nce et mise en place par de nombreux géocacheurs héraultais.
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La faille normale responsable
de la source du Lez
Localisation géographique
L’hydrosystème du Lez se trouve dans le département de l’Hérault au Sud de la France. Il appartient au vaste système karstique des garrigues nord-montpelliéraines qui s’étend sur 850 km2. Ce vaste système est drainé au Nord par les sources de Sauve qui alimentent le Vidourle, à l’Ouest par les sources de l’Hérault (comme celle de la Vernède) et à l’Est par la source de Fontbonne.
La source du Lez constitue le principal exutoire pérenne situé au Sud. Située à 15 km au Nord de Montpellier, cette source donne naissance à un fleuve côtier pérenne de 26 km de long qui se jette dans la mer Méditerranée à Palavasles-Flots.
Contexte géologique
D’un point de vue tectonique, l’hydrosystème du Lez a subi 2 épisodes tectoniques importants : la phase pyrénéo-provençale due à la compression pyrénéenne à l’Eocène et la distension responsable de l’ouverture du golfe du Lion à l’Oligocène. Ces épisodes tectoniques sont à l’origine des accidents tectoniques responsables de la structure du bassin hydrogéologique (ou aquifère) du Lez. Ils se manifestent tant à l’échelle régionale que locale. La compression pyrénéenne a notamment engendré, à l’échelle régionale, la création de plis E-W comme l’anticlinal du Pic Saint-Loup et le « pli de Montpellier ». A l’échelle de l’affleurement, des stylolithes de compression, subverticaux, de direction E-W, ont pu être identifiés au captage de la source du Lez. Ces derniers ont probablement été créés lors de cette phase pyrénéenne.
La distension oligocène a, quant à elle, entraîné, à l’échelle régionale, la création ou le rejeu de nombreuses failles de direction NNE-SSW comme la faille de Corconne, longue de 50 km, qui traverse l’aquifère du Lez en son centre. Ces failles ont joué en failles normales, abaissant les compartiments orientaux. Elles sont ainsi à l’origine des structures en demigraben correspondant aux bassins de Tréviers, Prades-Le-Lez et Assas. A l’échelle de l’affleurement, cette distension a permis de créer des fentes de distension, observées sur le site du captage de la source du Lez. Celles-ci sont subverticales et plus ou moins colmatées par de la calcite.
L’aquifère du Lez a également subi plusieurs phases de karstification dues à la tectonique et aux variations eustatiques de la mer Méditerranée. Les études anciennes comme celle de Dubois (1964) ou celle de Marjolet et Salado (1976) mentionnent plusieurs phases de karstification du Crétacé moyen à aujourd’hui : le Crétacé moyen, l’Eocène, le Miocène, le Pliocène et Quaternaire ancien, et enfin le Quaternaire moyen et récent. Une phase majeure doit être ajoutée : la karstification liée à la crise de salinité messinienne, mise en évidence dans les années 1980. Au Messinien, la fermeture du détroit de Gibraltar entraîne un assèchement brutal de la mer Méditerranée dont le niveau baisse de 1500 m. Les cours d’eau creusent alors de profondes galeries et de profonds canyons pour atteindre la mer entraînant de ce fait une karstification importante et profonde des massifs calcaires du pourtour méditerranéen comme les systèmes karstiques d’Ardèche. Au Pliocène, le niveau de la mer remonte noyant les galeries souterraines profondes créées au Messinien et colmatant les rias (canyons noyés) par des sédiments pliocènes. Des aquifères possédant une grande capacité de stockage voient alors le jour comme celui de la fontaine de Vaucluse ou l’aquifère du Lez. En surface, le Lez s’écoule en amont sur des roches essentiellement imperméables : marnes et calcaires marneux du Crétacé inférieur et argiles à bancs de grès de l’Oligocène. Il creuse ensuite, à hauteur de Castelnau le Lez, des gorges dans les calcaires du Jurassique supérieur du « pli de Montpellier ». Il débouche, plus en aval, sur la plaine littorale constituée par les sables de Montpellier de la fin du Tertiaire, et les alluvions rhodaniennes. Son cours se poursuit enfin sur les sédiments plus récents de la plaine littorale ainsi que sur ses propres sédiments.
Du fait de la succession de plusieurs épisodes tectoniques intenses, cet aquifère est entrecoupé de failles plus ou moins importantes qui lui confèrent un caractère compartimenté. Cette séparation en plusieurs blocs est due notamment, à l’Oligocène, au jeu de failles normales NNE-SSW comme celle des Matelles, du Lez ou de Restinclières qui ont, par ailleurs, mis en contact des terrains perméables avec des terrains imperméables. Elles forment ainsi des karsts barrés donnant naissance à des sources de débordement. C’est le cas aux Matelles où la faille met en contact des terrains calcaires perméables du Jurassique du Causse de Viols-le-Fort avec les terrains marneux imperméables du Valanginien inférieur. Ce karst barré a entraîné la création de la source du Lirou. C’est le cas également à la source du Lez dont l’existence est due à la mise en contact par la faille du Lez, de terrains calcaires perméables du Berriasien inférieur et de terrains imperméables marneux du Valanginien inférieur. Cette géométrie de karst barré et la présence d’un réseau karstique important sous la source du Lez, en font un aquifère karstique vauclusien possédant une ressource en eau permanente non négligeable.
Ce que l’on voit
D’ouest en est se succèdent des bancs de calcaires jurassiques, puis une faille normale avec des stries de glissement, des calcaires crétacés avec un crochon (bancs pliés au contact de la faille), enfin des marnes jaunes éocènes (de l’autre côté du ruisseau), séparées des calcaires crétacés par une faille normale. Des fissures remplies de calcite, des brèches (roche broyée dans la faille), sont les autres indices tectoniques visibles.
C’est une faille qui met en contact calcaires à l’ouest et argiles à l’est par affaissement du compartiment sud-est. Lors de la tectonique en distension à l’Oligocène, la croûte terrestre s’étire, des effondrements se produisent le long de failles orientées nord-est/ sud-ouest en Languedoc.
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1. Quelle est la taille de la faille normale principale [point de référence 01] ?
2. Quelle est la taille de la brèche de faille [point de référence 02] ?
3. Comparez les zones calcaires fissurées de garrigues aux dépressions argileuses visibles autour, sur le plan de l’occupation des sols, de la végétation et du relief. Expliquez avec vos propres mots.
4. [Optionnel] Une photo de vous et/ou de votre GPS sur un des sites (à inclure dans le log.)
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Geographical location
The Hydrosystem of Lez is located in the Hérault Department in the South of the France. It is the extensive karst system of North Montpellier scrubland that spans 850 km2. This vast system is drained to the north by sources of Sauve that feed the Vidourle, to the west by the sources of Hérault (such as the Vernède) and to the east by the source of Fontbonne.
The source of the Lez is the main perennial outlet located in the South. Located 15 km north of Montpellier, this source gives birth to a perennial coastal 26 km long river which flows into the Mediterranean Sea in Palavasles-Flots.
Geological context
From a tectonic point of view, the hydrosystem of the Lez has undergone two major tectonic episodes: the Pyrenean-Provençal phase due to the Pyrenean compression in the Eocene and responsible distension of the opening of the Gulf of Lion in the Oligocene. These tectonic episodes are at the origin of tectonic accidents responsible of the structure of the groundwater basin (or aquifer) of the Lez. They manifest both regional and local levels. The Pyrenean compression has generated, at the regional level, the creation of E-W folds as the anticline Pic Saint-Loup and the "fold of Montpellier". At the scale of the outcrop, compression stylolites, subvertical, E-W direction, have been identified at the harnessing of the source of the Lez. They were probably created during this Pyrenean phase.
The Oligocene distension has, meanwhile, led, regionally, the creation or the replay of numerous faults trending NNE-SSW as the fault of Corconne, 50 km long, crossing the aquifer of the Lez at its centre. These faults have played in normal faults, lowering the Oriental compartments. They are thus at the origin of the structures in half-graben corresponding to the basins of Tréviers, Prades-Le-Lez and Assas. At the scale of the outcrop, this distension has created extensional cracks observed on the harnessing site of the source of the Lez. These are near-vertical and more or less clogged by calcite.
The aquifer of the Lez also underwent several phases of karstification due to tectonic and eustatic variations of the Mediterranean Sea. Early studies like that of Dubois (1964) or of Marjolet and Salado (1976) mention several karstification phases of the Middle Cretaceous to present: Middle Cretaceous, Eocene, Miocene, Pliocene and early Pleistocene, and finally the middle and Late Quaternary. A major phase must be added: the karstification related to the Messinian salinity crisis, highlighted in the 1980s. At the Messinian, the closure of the Strait of Gibraltar leads a brutal drying of the Mediterranean sea level drop of 1500 m. Water courses then dig deep galleries and deep canyons to reach the sea, thereby causing an important and profound karstification of the calcareous massifs around the Mediterranean such as Karst systems of Ardèche. At the Pliocene, the sea level was drowning deep underground tunnels created at the Messinian and clogging the rias (drowned canyons) by Pliocene sediments. Aquifers with a large storage capacity then emerge as the fountain of Vaucluse or the aquifer of the Lez. On the surface, the Lez flows upstream on essentially impermeable rocks: marls and Marly limestones of the lower Cretaceous and Oligocene sandstone benches clays. It then digs at height of Castelnau le Lez, gorges in the limestone of the upper Jurassic of the 'fold of Montpellier. It leads, further downstream, on the coastal plain formed by the sands of Montpellier late Tertiary and the Rhône Valley alluvium. Its course finally continues on the more recent sediments of the coastal plain as well as on its own sediments.
Due to the succession of intense tectonic episodes, this aquifer is interspersed with more or less significant faults which give it a compartmentalized character.This separation into several blocks is due in particular to the Oligocene, to the set of normal faults NNE-SSW like the Matelles, Lez or Restinclières which have, Furthermore, brought into contact permeable soils with impervious land. They thus form crossed karsts giving birth to overflow sources. This is the case in the Matelles where the fault connects permeable limestone land of the Jurassic du Causse de Viols-le-Fort with Marly terrain waterproof the lower Valanginian. This crossed karst led to the creation of the source of Lirou. It is also the case at the source of the Lez whose existence is due to the placing in contact by the fault of the Lez, permeable limestone land of lower Berriasian and Marly waterproof land of the lower Valanginian. This crossed karst geometry and the presence of a major Karst system as the source of the Lez, make one vauclusien Karst aquifer with a significant permanent water resource.
What is seen
From West to East follow schools of Jurassic limestone, then a normal fault with streaks of landslide, Cretaceous limestones with a curvature (benches folded to the contact of the fault), finally the yellow marls Eocene (across the Creek), separated from the Cretaceous limestone by a normal fault. Cracks filled with calcite, gaps (crushed rock in the fault) are the other visible tectonic indices.
It is a flaw that puts in contact limestone to the West and clays on the East by collapse of the Southeast compartment.During the tectonic distension at the Oligocene, the Earth's crust stretches, collapses occur along faults oriented northeast / southwest in Languedoc.
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1. What is the size of the main normal fault? [reference point 01]
2. What is the size of the fault breccia? [reference point 02]
3. Compare fissured limestone areas of scrubland with clay depressions visible around in terms of land use plan, vegetation and relief. Explain in your own words.
4. [Optional] A picture of you and/or your GPS (to be included to the log)
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