Dépliage 3-D des anticlinaux bordant le synclinal fermé de la vallée des Ponts, Jura central, Suisse

Abstract.

The Ponts valley syncline is a closed basin within the Neuchâtel Jura fold and thrust belt. This syncline, apparently uplifted to an altitude of around 1000m is closed in the SW by an anticline with an oblique WNW-ESE direction. The 3-D geometry of the entire structure is examined and unfolded in detail. This syncline is filled with an unexpectedly thick series (~400m) of Tertiairy Molasse, as revealed by the CS-AMT (controlled source audio-magneto-telluric) and a reflexion seismic line. The latter also documents internal compressional structures within the well layered upper freshwater Molasse series. The 3-D configuration of the top Malm limestones has been constructed for the entire area based on new detailed geologic and structural mapping, hundreds of dip measurements, as well as geophysical data. The Malm marker bed displays three distinct types of structures: 1) Thrust faults with shallow dips, vergent to the NW and/or SE that are associated with folds interpreted as fault bend folds; 2) high angle inverse faults, mostly with a SE vergence are interpreted as inverted normal faults, inherited from a modest Oligo-Miocene extensional phase in a NW-SE direction; and 3) tear faults with a dominant N-S direction, probably inherited from an Oligocene extensional phase in association with the opening of the Rhine and Bresse grabens. Tear faults accommodate important lateral changes in fold geometry during the Late Miocene main folding-and-thrusting phase. All deformations are easily explained in an entirely thin-skinned fashion, taking place above a thick detachment horizon within Triassic evaporite series.

Resume.

La vallée des Ponts est un synclinal fermé de direction générale NE-SW dans la Haute Chaîne du Jura neuchâtelois plissé et chevauché. Ce synclinal, apparemment perché à 1000 m d’altitude, est fermé à son extrémité SW par un anticlinal oblique de direction WNW-ESE. La géométrie 3-D de cette structure est analysée et dépliée en détail. Le remplissage Tertiaire du synclinal a une épaisseur de près de 400 m (Molasse) selon des sondages CS-AMT (controlled source audio-magneto-telluric) ainsi qu’une ligne sismique réflexion. Cette dernière révèle aussi un plissement sur rampe dans les séries bien litées de la Molasse d’eau douce supérieure. La configuration 3-D du toit du Malm est construite pour l’ensemble de la vallée des Ponts à partir de nouvelles cartes géologiques et structurales en intégrant des centaines de mesures de pendage ainsi que les données géophysiques. Le toit du Malm montre trois types de structures distinctes: 1) des failles chevauchantes de faible pendage, à vergence SE et NW, responsables pour la formation des anticlinaux majeurs, interprétés comme plis sur rampe (fault bend fold). 2) Des failles inverses de fort pendage, essentiellement à vergence SE sont interprétées comme réactivation d’anciennes failles normales, issues d’une modeste phase d’extension NW-SE d’âge Oligo-Miocène. 3) Des failles décrochantes N-S, probablement héritées de la phase d’extension Oligocène Rhin-Bresse sont réutilisées en tant que «tear faults» pour accomoder des changements latéraux importants lors du plissement au Miocène tardif. L’ensemble des déformations: chevauchements, plis, failles inverses et «tear faults» s’expliquent par une implication de la couverture uniquement, au dessus d’un niveau de décollement dans les évaporites du Trias.