Contemporaneous multi-scale structures in the Montagne des Mémises (Préalpes du Chablais, Haute-Savoie, France)

Abstract

The Montagne des Mémises, which lies to the south of Lake Geneva between Thonon-les-Bains (France) and the Rhone Valley (Switzerland), belongs to the frontal part of the Préalpes du Chablais klippe. It is composed of an upright syncline with a curved axis that is bordered by two left-lateral strike-slip faults, the Bonnevaux-Col du Pertuis fault to the west, and the Rhone Valley fault to the east. The south-western part of the syncline is characterized by tilted blocks separated by listric and sinistral strike-slip faults that trend N 20° E and dip West. These faults are well developed and clearly visible only along the north-western part of the syncline, that is, along the outer part of the fold. Moreover, asymmetrical and conical metre-sized folds are present within early Cretaceous limestones close to the N to NNE-trending faults. Bedding plane relationships and fault population analyses confirm that the compressive-strike slip structures and the normal faults are contemporaneous.

The faults were formed under a strike-slip regime with σ₁ between N 150° E and N 160° E. The strike-slip movement was mostly along sinistral faults oriented N to NNE. A population analysis of the normal faults indicates directions of extension parallel to the fold structures (σ₃ between N 40° E and N 60° E). It shows that the extension is the result of the permutation of the σ₁ and σ₂ stresses of the strike-slip phase (σ₃ remaining constant).

During the multiphase tectonic evolution of the Prealps, the deformations described in the present article contributed, within a continuum, to the formation of the klippe and created an exemplary set of structures in the Massif des Mémises. From a more general point of view, it appears likely that such contemporaneous multi-scale structures exist along the entire length of the western Alpine arc.

Résumé

Le présent travail est une contribution à la connaissance structurale des Préalpes du Chablais (France). Il concerne la partie frontale de la klippe et plus précisément le massif des Mémises (Préalpes Médianes Plastiques). Ce massif est essentiellement formé par un synclinal perché, à axe courbe à concavité tournée vers l’est, plongeant vers le sud-ouest à l’ouest et vers le nord-est à l’est, et limité par deux accidents décrochants senestres, la faille col de Bonnevaux – col du Pertuis à l’ouest et l’accident du Rhône à l’est.

Les nouvelles études multidisciplinaires d’ordre tectonique, hydrologique et hydrogéologique que nous avons menées révèlent trois grands types de structures, de nature et d’échelle différentes, dont l’analyse démontre la contemporanéité ou du moins la compatibilité mécanique. La structure synclinale des Mémises apparaît, à plus petite échelle, découpée en blocs basculés par des failles listriques. Celles-ci sont quasi perpendiculaires à l’axe du pli et particulièrement bien observables sur son flanc nord. Des mouvements décrochants sénestres sont par ailleurs identifiés sur ces fractures et sur d’autres, toujours de direction N à NNE. Ces accidents s’accompagnent enfin de petits plis métriques asymétriques et coniques, bien individualisés dans les calcaires en plaquettes du Néocomien. L’analyse structurale, et notamment l’analyse des populations de failles, accrédite la compatibilité mécanique et la probable contemporanéité des structures compressives-décrochantes et extensives. L’extension locale résulterait alors d’une adaptation de la déformation plicative. Les failles ont fonctionné en régime décrochant avec σ₁ compris entre N 150° E et N 160° E et un mouvement décrochant principalement sur des failles sénestres orientées N à NNE. L’analyse des failles normales révèle une direction d’extension parallèle aux structures plicatives (σ₃ compris entre N 40° E et N 60° E). Elle montre que l’extension résulte de la permutation des contraintes σ₁ et σ₂ de la phase décrochante (σ₃ restant constant).

Dans l’évolution tectogénétique polyphasée des Préalpes, les déformations décrites participent, au cours d’un continuum, à la structuration de la klippe et confèrent au massif des Mémises un cadre exemplaire d’observations. D’un point de vue plus général, il est vraisemblable que de telles structures multi-échelles, contemporaines, existent tout au long de la courbure de l’arc alpin occidental.