voyage geologique en crete

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Voyage géologique en Crête, ENSG 2015
VOYAGEGEOLOGIQUEEN CRETE
Ecrit par les élèves de 3A des sections Géosciences pétrolières (GP) et Ingénierie des réservoirs (IHR)
Voyage organisé par le student chapter SPE Université de Lorraine et financé par différent sponsors
1
Table des matières
Introduction............................................................................................................................................. 4
Remerciements aux différents sponsors................................................................................................. 5
Brève présentation de la Crête ............................................................................................................... 6
Brève histoire géologique de la Crête ..................................................................................................... 7
Tectonique régionale........................................................................................................................... 7
Géophysique régionale.................................................................................................................... 7
Géologie régionale par nappes........................................................................................................ 8
Géologie globale de la Crête ............................................................................................................... 9
Géologie de Crête............................................................................................................................ 9
Evolution tectonique de la Crête................................................................................................... 12
Carte globale des points géologiques ................................................................................................... 14
Sommaire des différents points géologiques observés ........................................................................ 15
Détails des points géologiques étudiés ................................................................................................. 17
Partie Ouest de la Crête - Jour 1........................................................................................................ 18
Arrêt 1 : Kissamos
......................................................................................... 18
Arrêt 2 : Topolia Village et Gorges.............................................................................................. 19
Arrêt 3 : Koutsomatados ............................................................................................................... 23
Arrêt 4 : Elafonisi ........................................................................................................................... 24
Arrêt 5 : Route entre Kamatera et Voutas .................................................................................... 25
Partie Ouest de la Crête - Jour 2........................................................................................................ 28
Arrêt 1 : Les Paléo-Shore Lines entre Elafonisi et Paleochora :..................................................... 28
Arrêt 2
de Lissos ainsi que les différents contacts anormaux ................................................................... 29
Arrêt 3 : Cône alluviaux de Lissos .................................................................................................. 32
Partie Ouest de la Crête Jour 3
......................................................................... 33
Partie Ouest de la Crête Jour 4 : Ophiolites ................................................................................... 35
Partie Ouest de la Crête Jour 5 : Matala ......................................................................................... 37
Partie Est de la Crête Jour 1 ............................................................................................................ 39
Arrêt 1 : en face de la station Shell, 6 km après Paralia-Fodele.................................................... 40
Arrêt 2 : sur la route sur la gauche à Sises vers Talea Oris Mts, à 3,5 km après le croisement, là
où un panneau de site géologique présente les dolomites .......................................................... 41
Arrêt 3 : Bali, dans une ancienne petite carrière .......................................................................... 42
Arrêt 4 : Plage accessible par un chemin sur droite, à 1,8 km après Lavris .................................. 43
Arrêt 5 : Vue vers l'Ouest, 500 m après Archea Eleftherna, sur la route vers Kinigiana ............... 44
Arrêt 6: 700 m après Pigouniana, sur la route vers Orthes........................................................... 45
Arrêt 7 : 1,5 km après Gonies, sur la route vers Tylissos............................................................... 46
2
Deuxième jour ................................................................................................................................... 47
Arrêt 1
.................................................................................................... 47
Arrêt 2 : Panorama sur les différentes nappes de chevauchements ............................................ 48
Arrêt 3 : Col des moulins ............................................................................................................... 49
Arrêt 4 : Plateau du Lassithi........................................................................................................... 50
Arrêt 5 : Plis et chevauchement .................................................................................................... 52
Arrêt 6 : Paysage depuis les plis du Plattenkalk ............................................................................ 53
Arrêt 7 : Brèches de chevauchement : .......................................................................................... 54
Arrêt 1 : Gorge de Kritsa................................................................................................................ 55
Arrêt 2 : Plaine alluviale, arrêt pique-nique (10 km environ après Istro)...................................... 56
Arrêt 3 : Ophiolites/carbonates..................................................................................................... 57
Arrêt 5 : Carrière de gypse ............................................................................................................ 58
Arrêt 6 : Faille normale dans le paysage ....................................................................................... 59
Arrêt 7 : Observations des roches hercyniennes........................................................................... 60
Arrêt 1 : Zakros et Kato Zakros, randonnée dans la Gorges des Morts......................................... 61
Arrêt 2 : Golfe de Kato Zakros ....................................................................................................... 63
Arrêt 3 : Entre Kato Zakros et Xerocampos, contact entre les Flyschs de Tripolitza Middle Eocène
et les dolomies Early Eocène ou du Trias. ..................................................................................... 64
Arrêt 4 & 5 : Plage et Panorama à Xerokampos ............................................................................ 65
Arrêt 6 : Plan de faille de Chametoulo (Sitia 3.2.2) ....................................................................... 67
Arrêt 7 : Contact entre la nappe de Tripolitza et de Pindos (Sitia 2.1.6)....................................... 68
................................................................................. 69
Arrêt 2: Lignite près du Monastère de Toplou .............................................................................. 70
Arrêt 3: Tafoni, dans les gorges de Toplou, en contre bas du monastère .................................... 71
Arrêt 4 : Plis de Profitis Ilias entre le hameau de Kalamaki et le monastère de Toplou ............... 72
Arrêt 5 : Chevauchement de la presque-île................................................................................... 73
Arrêt 6: Au début de la géoroute, sur les hauteurs au sud de la plage de Vaï.............................. 74
Arrêt 7: Succession falaise plage à partir de la plage de Vaï en allant vers le Sud........................ 75
Arrêt 8: Le long de la route entre Toplou et Agios Nikolaos ........................................................ 76
3
Introduction
Comme nous le verrons par la suite, la géologie de la Crête est très complexe mais relativement
avec de nombreuses failles normales, inverses et des multiples chevauchements mais aussi par sa
diversité sédimentologique avec majoritairement des carbonates de divers âges comprenant de
rencontrée en Crête : roches silicoclastiques et évaporitiques mais aussi des roches métamorphiques
dû à la présence de la subduction en dessous de la Crête. Pour toutes les raisons énumérées
précédemment, la Crête
Notre étude de la Crête
Nationale Supérieure de Géologie) de Nancy :
-la section Géosciences pétrolières (GP) : 6 élèves
-la section Ingénierie et hydrodynamisme des réservoirs (IHR) : 5 élèves
Le « field trip
Crête dans sa
étude de la partie Est. Les différentes équipes ayant une répartition homogène entre les deux sections
pétrolières.
ement du stage terrain a aussi été soutenu par des professionnels de
laboratoire de recherche permettant de valider dans notre étude : M. Carpentier Cédric,
sédimentologue spécialisé dans les carbonates et M. Bourlange Sylvain, structuraliste nous ont suivi
dans notre voyage géologique en Crête.
sponsors tels que TOTAL en se focalisant sur des roches réservoirs ou roches mères potentielles. La
Crête
des régions étudiées depuis peu par de nombreuses
compagnies pétrolières tel que TOTAL ou GDF Suez.
Pour toutes questions concernant ce déplacement en Crête,
contacter :
ALLARD William, élève de Géosciences pétrolières
Mail : [email protected]
Port : 06.08.69.00.82
4
Remerciements aux différents sponsors
déplacement géologique en Crête.
d à nos différents sponsors qui ont financés intégralement le
différentes entreprises et notre association :
-M. Laurent Escaré chez GDF Suez EP
-M. Pascal Le Nen chez TOTAL EP
-M. Pierre-Emmanuel Dhuart de la SPE France
-M. Olivier Peyret chez Schlumberger
-M. Alain Gubian chez EMGS
-Les membres du BDE (Bureau des élèves)
Scientifique pour la Géologie et ses Applications)
Enfin, nous remercions nos encadrants M. Cédric Carpentier, sédimentologue et M. Sylvain Bourlange,
structuraliste qui nous ont accompagnés en Crête et apportés leur savoir permettant de bien
comprendre la géologie complexe de la Crête. Leur aide a aussi été importante lors de la rédaction de
ce rapport. Tous deux faisant partie du laboratoire de recherche, Géoressources et donnant des cours
5
Brève présentation de la Crête
La Crête est une île au sud de la Grèce séparant la mer Egée de la mer Méditerranée et allongé
sur un axe Est; trois massifs montagneux dominent
l'île : les Lefká Óri (2 453 m) ou montagnes Blanches à l'ouest, le massif du mont Psiloritis (2 456 m) ou
mont Ida au centre (le point culminant de l'île) et le massif du Mont Dikti (2 148 m) à l'est. À l'ouest de
l'île se trouvent des gorges, les gorges de Samaria. Les massifs calcaires sont karstifiés et abritent des
cavités remarquables par leurs dimensions, telles que Mavro Skiadi
Figure 1:Localisation de la Crête
Par ailleurs, l'île de Crète a une histoire très ancienne avec les bases de la mythologie grecque ainsi
c la naissance de la culture minoenne.
On peut citer notamment deux mythes populaires
Elle est le lieu où Zeus est né, protégé par sa mère Rhéa, contre l'appétit de son père Cronos.
Zeus serait né dans une caverne du mont Dicté (ou du mont Ida selon les auteurs). Il y aurait
été élevé par des nymphes et des Curètes.
La ruse et le courage de Thésée et d'Ariane permirent de tuer le Minotaure et de ressortir du
Labyrinthe.
6
Brève histoire géologique de la Crête
La Crête
niveau des Alpes. La mer
:
- des îles non volcaniques telles que la Crête ou Rhodes dans la partie externe
u bassin.
La subduction est majoritairement dans la partie offshore sud mais est aussi présente avec une
Figure 2: Zones de subduction à la mer Méditerranée
Tectonique régionale
Géophysique régionale
Du fait la subduction, la Crête
compressive mais on note la présence de décrochement dû au déplacement du front vers le Nord-Est.
De plus, le pourtour de la mer Egée et donc la face nord de Crête est majoritairement extensive.
Figure 3: Séismes enregistrés. Rouge : Inverse Vert : Décrochant Bleu : Normal
7
Géologie régionale par nappes
Les différentes nappes tectoniques de la Crête apparaissent aussi sur la plaque Anatolienne
particulièrement dans la partie Ouest de la Crête. Ces différentes plaques ont parfois des noms
différents selon leurs situations géographiques mais ont été reliés par (Bonneau, 1984). Ainsi, la Crête
possède 4 nappes chevauchantes majeures appelées :
-Nappe Ionienne appelée Plattenkalk en Crête
-Nappe Gavrovo appelée Tripolitza en Crête
-Nappe Pindos
-Nappe Phyllite-Quarzite
Figure 4: Carte géologique du bassin hellénistique
8
la Grèce. Ainsi, notre étude de Crête
Comme la Crête
entourant celle-ci.
Géologie globale de la Crête
Géologie de Crête
La Crête est constitué d
unités tectoniques et de leur histoire métamorphique, les nappes chevauchantes crétoises sont à
séparées en deux groupes : les nappes inférieures et supérieures. Par ailleurs, ces deux unités
métamorphisme HP/BT pour
Figure 5: Localisation globale des différentes nappes crétoises (Pour plus de détails voir les cartes
géologiques))
Dans la suite du rapport, vous trouverez les points géologiques étudiés avec leur âge et
p15 ainsi que leur localisation à la page p14. La suite met en contexte
nos observations avec la géologie régionale de la Crête (à partir de Field guide to the geology of
Crete, Fassoulas 2007).
Les nappes chevauchantes
e est constituée de trois nappes :
-Plattenkalk :
principalement carbonatées. A la base, des schistes Permien et quelques sédiments clastiques
apparaissent. Puis, des carbonates (calcaires mais aussi dolomies) du Permien supérieur (formation )
reposent en discordance sur la formation précédente. Après apparaissent en continuité des
9
carbonatées avec une composante clastique (formation
dolomie facilement caractérisable par ces stromatolithes se dépose au Norian (Trias supérieur).
Finalement, durant le Jurassique moyen apparaissent les calcaires plats (platy limestones) présent
dans de nombreux localisations et recouvert par de fins Flyschs
plateforme à un environnement pélagique.
-Tripali
Crête, cette nappe est constituée
majoritairement de carbonates (calcaires et dolomites), ainsi que de conglomérats recristallisés datant
du Trias et du Jurassique inférieur.
-Phyllite-Quarzite :
deux grandes formations : la partie supérieure (A) avec les phyllites, les schistes, les quartzites et la
partie inférieure (K) constituée
Permien au Trias supérieur. Le métamorphisme est particulièrement v
:
Glaucophane, aragonite, carpholite ou encore du chlorite
Crête (Sitia) a subi une étape de métamorphisme durant
De façon générale, les nappes du Plattenkalk et des phyllites quartzites sont identifiables sont
identifiable dans tout le bassin de la mer Egée. La nappe du Plattenkalk est plus globalement sous le
nom de nappe Ionienne
tectoniques de la Grèce et des Cyclades. Au-dessus du principal détachement reposent deux nappes
non métamorphisées : La nappe de Tripolitza (appelée aussi nappe de Tripoli ou nappe de Gavrovo sur
le continent) et la nappe de Pindos.
-Tripolitza : Elle est constituée de dolomies, de schistes et de sédiments clastiques à la base
(R) à la base. Une série mésozoïque de carbonates néritiques se déposent sur ces derniers en se
finissant avec des sédiments de
Tripolitza sont intensément
karstifiés.
-Pindos : Sédiments pélagiques du Trias et du Jurassique contenant des cherts, radiolarites,
des calcaires et des siltstones (R), recouvert par des flysch du Crétacé supérieur, eux-mêmes en base
de calcaires plats pélagiques du paléocène. Enfin, la partie sommitale de la nappe ; contient une
deuxième série de flysch du Paléocène / Eocène.
-Le mélange tectonique
de plusieurs unités : Vatos, Arvi, Miamou, Spili et Préveli. Les trois premières unités : Vatos, Arvi et
i contient de
constituée
de schistes et marbres, i.e. des roches HP/BT qui ont subi un métamorphisme durant le Paléocène /
Eocène.
-Seul la formation Asteroussia comporte un métamorphisme différent de type HT/BP de la fin
du Crétacé avec
-être retrouvé dans les Cyclades et en Turquie avec des
minéraux caractéristiques : Silimanite, Cordiérite, Hornblende, Grenat et Biotite
10
-La dernière nappe est la
gabbros datant de la fin du Jurassique.
comprenant de la serpentine, des péridotites et des
Les roches post-chevauchement
Ces roches datent du Néogène et du Quaternaire et sont présentes dans les bassins extensifs orientés :
Nord/ Sud ou Estgroupes.
Les plus vieux sédiments, ceux du néogène appartiennent au Prina groupe. Ils sont construits
de calcaires noirs brèchiques et de conglomérats avec parfois une matrice carbonatée. Cette
sur des roches du socle.
Au Serravallien supérieur/ début du Tortonien, les roches terrigènes clastiques du groupe Tefeli se
déposent sur deux environnement : soit en discordance sur les roches du socle soit sur le groupe
précédent Prina. Le groupe comprend des conglomérats, des sables et des argiles qui se sont déposés
dans un milieu marin ouvert et fermé en provenance du Nord-Est.
bioclastiques souvent des coraux ou algues récifales avec
laminées constituant le groupe Vrysses
marnes marines peu profond
Hellinikon.
fluviaux-lacustre ainsi
Au Messinien, les pr
que lagunaire avec parfois du gypse.
Puis au début du pliocène, la formation Finikia se dépose en discordance sur les sédiments du Miocène
avec à la base des marnes brèchiques puis avec peu à peu un environnement marin ouvert : marnes
blanches, argiles et localement des intercalations de lits bruns ainsi que de diatomites. A cette période,
Agia Galini.
Le Pléistocène avec ces variations du niveau marin entraine la création de terrasses marines et de
calcaires avec parfois des dépôts terrigènes
11
Figure 6: Distribution temporelle des principales nappes géologiques crétoises
Evolution tectonique de la Crête
La déformation la plus ancienne enregistrée apparaît dans les nappes supérieures. A la fin du Crétacé,
même époque un métamorphisme similaire a été retrouvé dans des dépôts des Cyclades et de Turquie.
Concernant le métamorphisme HP/BP du groupe Preveli qui est considéré du Jurassique ou de
;
affectant toutes les nappes supérieures à la fin de
permet la superposition de
A la
,
à une composante Sud. Les nappes inférieures se superposent à cette époque et un métamorphisme
HP/BT apparaît. Ce changement de convergence pourrait être dû au changement de convergence
qui devient
cène. Ce
Crête causant un stacking et un
métamorphisme HP/BT apparaît.
12
Carte globale des points géologiques
Figure 8: Localisation des différents affleurements géologique étudiés: Partie Ouest en Carré et Partie Est en Cercle ; Jour 1 Violet ; Jour 2 Rouge ; Jour
3 Orange ; Jour 4 Yellow ; Jour 5 Brown
14
Détails des points géologiques étudiés
17
Partie Ouest de la Crête - Jour 1
la Crète, entre Kissamos et
Elafonisi puis entre Elafonisi et Paleochora (cf. Figure 1).
Figure 9: Localisation de la zone d'étude du jour 1.
Arrêt 1 : Kissamos
Le premier arrêt du jour a été réalisé le long de la côte Nord, à proximité de la ville de Kissamos au
appréciation globale du site.
au test acide quasiment nulle). De nombreux
bien visible pour évaluer un pendage mais il est quand même à noter un pendage Nord
18
W
Aphrodite beach
Figure 10: arrêt n°1: près de la plage d'Aphrodite. Grès coquillé du
Néogène.
Kissamos
Arrêt 2 : Topolia Village et Gorges
parcourant la zone du Nord au Sud, on se déplace du pôle distal vers le pôle proximal. Les différents
arrêts sont présentés dans la Figure 4.
Figure 11: Carte géologique schématique de la région de Topolia.
19
Nord Topolia
Quelques encablures avant Topolia, la construction de la route laisse apparaitre des affleurements qui
ressemblent au faciès vu à Kissamos. On note le même aspect de la roche et la même composition en
bioclastes. Contrairement à Kissamos, il est possible d
N010-65E.
En contrebas de Topolia
Une centaine de mètres avant le village de Topolia (En rouge sur la Figure 4), un terrassement a permis
a mise à nu des terrains sousvisible et
ables. Le pendage des strates est de N002-10E. A noter la présence de matière
organique dans cette formation.
Figure 13: Détail de l'affleurement visible en contrebas de Topolia.
Sud Topolia
montagne (en vert sur la Figure 4). Il s'agit d'un faciès de canyons de type brèche-conglomérat daté du
Miocène (cf. Figure 6). Il constitue des conglomérats cimentés contenant des galets du Calcaire de
leurement observé des
figures de cisaillement de type sigmoïdes.
21
Zone à faciès plus fin
Galet de calcaire de tripolitza
Figure 14: Photographie du faciès proximal du cône alluvial de Topolia.
Gorges de Topolia
En poursuivant la route vers Elafonisi, on arrive au niveau des gorges de Topolia à proprement dit. La
route creusée à fleur de montagne offre plusieurs points de vue intéressants (exemple en bleu sur la
rve le flanc opposé par rapport à la route, le panorama offert suggère la
présence de deux faciès (cf. Figure 15). Le premier, dans le fond de la vallée, est cohérent, bien loin de
ressemble à un faciès conglomérat-brèche, identique au faciès observé au sud de Topolia et
constituant la structure typique des gorges. La présence rapprochée de ces deux faciès suggère
orienté Est-Ouest.
E
Faciès brèchique, type
pôle proximal du cône
alluvial de Topolia.
Chevauchement supposé
Faciès cohérent
Figure 15: Panorama des gorges de Topolia vu depuis la route entre Topolia et Elafonisi, à une centaine de
mètres après le village de Topolia.
22
-ci
: un faciès grossier type conglomérat-brèche, typique du
la possibilité de mesurer des pendages : N65-40E et
N60-28E. On est dons en présence de strates à pendage vers le Sud-Est.
En
d'apprécier un modèle de cône à fort apport sédimentaire dont la transition graduelle entre les debrisflows et le système en tresse. Il s'agit également d'un exemple démontrant la possibilité de formation
de phénomènes gravitaires au sein de roches carbonatées (Figure 8).
Arrêt 3 : Koutsomatados
Figure 16: Représentation schématique de la morphologie des dépôts du cône alluvial de Topolia.
Peu de temps après être sortis des gorges de Topolia, un affleurement à proximité du lieu-dit
Koutsomatados
très fracturé, avec beaucoup de diaclases et un plan principal de cassure à pendage Nord. Il est possible
métamorphique type Quartzite-Phyllite (bien documentée dans la bibliographie). Cette roche
-Ouest de la Crète, est typique
Basse Température, en lien avec le contexte plus général de subduction
passée et actuelle de la région.
Au sein de cet affleurement est à noter la présence de niveaux beaucoup plus noirâtres, très
. Figure 18).
23
Banc calcaire
Interbanc argileux
noirâtre type lignite
Figure 17: Photo de détail de l'affleurement de Katsoumatados présentant des niveaux de lignite.
Arrêt 4 : Elafonisi
-Ouest de la Crête (cf. Figure 18). Ce site,
effet, ce site permet la parfaite appréciation de dunes de sables issues de processus éoliens. De plus,
: dans le passé, Elafonisi représentait
es deux éléments ont
courants et des vents, représente une vaste étendue au Sud-Ouest de la Crète.
Figure 18: Localisation et photo d'ensemble du site d'Elafonisi.
24
de quartzite et de calcite, qui peuvent être associés à des évènements post-dépôt, lors des différents
épisodes qui ont affecté la zone (cf. Figure 11).
Figure 19: Photographie de détail d'un affleurement visible sur la plage d'Elafonisi.
Arrêt 5 : Route entre Kamatera et Voutas
Sur la route entre Elos et Paleochora, le dernier arrêt de cette première journée a été réalisé un peu
avant Voutas, à proximité du lieu-dit Archontiko (cf. Figure 20).
Figure 20: Localisation du dernier arrêt du jour 1, sur la route de montagne menant à Paleochora.
25

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