Resumen de Stress induced by the Mio-Pliocene Alpine collision in northern France (5 fig., 1 tabl.)

Francis Lemeille, Marc Cushing, Muriel Rocher, Stéphane Baize

• English

  In most rocks, tectonic stress induces crystalline deformation, such as mechanical twinning. The inverse analysis of calcite twinning allows reconstruction of both directions and values of the paleostress field. The Etchecopar inverse method using calcite twinning has been improved in this paper, lowering the uncertainties on the calculated stress values. Calcite was sampled in the foreland of the western Alps, along a SE-NW section from the Jura Mountains to the Isle of Wight. The calcite twinning inversion has identified the successive Cenozoic tectonic events, named "Pyrenean" compression, "Oligocene" extension and "Alpine" compression.

  The distribution of the Mio-Pliocene Alpine orogenic stress was specified. This stress field varies in terms of stress regime, directions and values. The horizontal principal stress trends E-W in southern France, WNW in the centre, and NW in the North, which can be attributed to the Alpine indenter phenomenon. The tectonic stress regime roughly corresponds to a pure compression in the Jura and rapidly evolves to the NW to a strike-slip state of stress, then beyond the Paris basin's centre to a perpendicular extension. Unlike the Pyrenean or Appalachian foreland stress, the Alpine differential stress does not significantly decrease from the Jura front to the far field (30 to 25 MPa). Moreover, stress values vary from one area to another, low in the Burgundy high, fractured and uprising during this tectonic event, and high in Paris basin centre, poorly fractured and subsiding during this event. Three possible explanations are proposed : variation in crust thickness, crustal buckling during the Mio-Pliocene, and pre-existing fractures.

• français

  Dans la plupart des roches, les contraintes tectoniques induisent des déformations cristallines, telles que le maclage mécanique de la calcite. L'analyse de ces macles permet de reconstituer à la fois les directions et les valeurs des paléocontraintes. Cette note propose une amélioration de la méthode d'Etchecopar qui permet de réduire les incertitudes associées aux valeurs des contraintes. Cette méthode améliorée a été appliquée sur des échantillons de calcite, prélevés le long d'une section orientée SE-NW, allant du Jura à l'île de Wight, afin de déterminer les épisodes tectoniques successifs du Cénozoïque (appelés dans cette note compression "pyrénéenne", extension " ligocène", compression "alpine"), puis de caractériser le champ de contraintes alpin du Mio-Pliocène de l'avant-pays des Alpes occidentales.

  Le champ de contraintes alpin présente des variations de directions, de régime et de grandeurs des contraintes. La contrainte principale horizontale est orientée E-W dans le Sud de la France, WNW-ESE dans le centre, et NW-SE dans le Nord. Cette disposition en éventail peut être attribuée au poinçonnement des Alpes sur le Jura. Le régime de contrain-tes dominant est compressif dans le Jura et évolue rapidement en direction du NW vers un état de contraintes décrochant, puis vers une extension perpendiculaire au-delà du centre du Bassin parisien. Contrairement aux contraintes des avant-pays pyrénéen et appalachien récemment étudiés, les contraintes alpines ne décroissent pas de manière significative du Jura vers l'avant-pays (30 à 25 MPa). De plus, les valeurs des contraintes varient d'une région à une autre : elles sont faibles aux abords du seuil de Bourgogne, fracturé et en surrection durant cet épisode tectonique, et fortes dans le centre du Bassin parisien moins fracturé et subsident à la même époque. Ce contraste peut être expliqué par les variations d'épaisseur de la croûte, le gauchissement de la croûte au Mio-Pliocène et l'intensité de la fracturation préexistante.