Les craies blanches fracturées – indurées de la « Craie Blanche » de Champagne. Nouvelles hypothèses sur leur histoire géologique

Fractured-indurated chalks of the « White Chalk » from the Champagne region (East of the Paris basin). New hypotheses on their geological history
Auteurs: 
Jacques Allouc, Franck Hanot, Christian Hibsch
Année: 
2020
Numéro revue: 
1
Numéro article: 
4

Les craies du Turonien supérieur et du Sénonien de Champagne comportent de très nombreux affleurements de craie fracturée-indurée (CFI). Ces craies atypiques résultent de modifications diagénétiques corollaires de leur hydrofracturation. Les affleurements de CFI peuvent être isolés ou groupés mais ils s’organisent généralement en « structures CFI » linéaires sensiblement NNE-SSW (dominantes) et NNW-SSE à NW-SE (subordonnées). Bien que présentes dès le Turonien supérieur, les CFI sont préférentiellement localisées dans le Coniacien et la base du Santonien. Au contraire, elles se raréfient puis disparaissent dans les assises supérieures du Campanien, à l’approche du toit de la « Craie blanche ». À l’échelle régionale, les « structures CFI » s’organisent selon un réseau plus ou moins dense permettant de définir des « secteurs CFI » mais, partout, le motif de base est un quadrilatère proche d’un parallélogramme. Les cartes structurales en isohypses révèlent que les concentrations de « structures CFI » peuvent être corrélées à des déformations locales. Cependant, la comparaison entre la répartition des « structures CFI » et l’allure des isochrones au toit du Trias montre l’absence de relation systématique avec des failles d’importance régionale. De plus, l’examen de deux profils sismiques recoupant une zone à haute densité surfacique de CFI indique que les « structures CFI » ne sont pas enracinées sous le Turonien. L’analyse des mesures microtectoniques publiées antérieurement sur des populations de fractures de différents sites confirme que les deux directions de « structures CFI » résultent d’une réactivation extensive oligo-miocène d’un réseau de fractures préexistant mais fait apparaître que ce réseau ne peut avoir pour seule origine les failles décrochantes néoformées lors de l’épisode pyrénéo-provençal de raccourcissement subméridien. L'existence d’une fracturation primaire antérieure de type réseau polygonal de failles est proposée. Quelques indices de relation syngénétique entre des failles et du silex ou de la marcasite (?) suggèrent en effet que ce type de fracture existait lors de la diagenèse d’enfouissement. La réinterprétation met en relief que lors de l’extension oligo-miocène - comprise entre les raccourcissements NNE-SSW à NE-SW du régime pyrénéen et WNW-ESE à NNW-SSE du régime alpin - la direction d’extension primitivement WNW-ESE devint ENE-WSW. C’est durant cette période intermédiaire que furent acquis les caractères des réseaux de « structures CFI ».

 

Mots-clés : Champagne, Craie, Fracturation, Induration, Réseau polygonal de failles, Crétacé supérieur

 

The Upper Turonian and Senonian chalks of the Champagne area exhibit numerous outcrops of fractured-indurated chalks (CFI). These atypic chalks result of diagenetic processes which are consequences of their hydrofracturing. The outcrops can be isolate or arranged in local clusters but they generally constitute linear structures referred to as « CFI structures », directions of which are mainly NNE-SSW (dominant) and NNW-SSE to NW-SE (subordinate). Outcrops of CFI begin within the chalks belonging to the Upper Turonian but their distribution displays a preferential concentration in the Coniacian and the lower part of the Santonian. On the contrary, they become scarce and then disappear in the upper part of the Campanian, towards the top of the « White Chalk ». At regional scale, the « CFI structures » display a network organization. Depending on the places, the density and maturity of the network are variable, allowing to distinguish different “CFI areas”, but everywhere the basic pattern is a quadrilateral closely related to a parallelogram. The isohypse structural maps drawn from foraminiferal biozones suggest that the areas with a large number of “CFI structures” can be connected to local deformations. However, the comparison between the distribution of the “CFI structures” and the isochron lines at the top of the Trias points to the lack of one-to-one relation with faults of regional importance. Moreover, the examination of two seismic reflection profiles crossing a “CFI area” with a high density of “CFI structures” shows that these deformations are not seated below the Upper Cretaceous. A reappraisal of ancient microtectonical data analyses from different places of the studied area is performed. It leads to question the hypothesis considering the two main directions of “CFI structures” as the consequence of the oligo-miocene rejuvenations of the only strike-slip faults generated during the Pyrenean-Provençal tectonic phase of submeridian shortening. The existence of a primary non-tectonic network of normal faults more or less similar to a polygonal fault system (PFS) is proposed. Some evidences of syngenetic relation between faults and silex or marcasite (?) suggest that this type of fracturation occurred during the burial diagenesis. The reinterpretation brings out that the oligo-miocene extensional stages - occurring between the NNE-SSW to NE-SW shortening of a Pyrenean phase and WNW-ESE to NNW-SSE shortening of an Alpine phase – was a period during which the trending extension originally WNW-ESE was followed by an ENE-WSW extension. The geometrical characteristics of the “CFI structures” networks were acquired during this midway period.

 

Keywords: Chalky Champagne, fracturation, induration, polygonal faults system, Upper Cretaceous

Dernière mise à jour le 06.10.2020