Resumen de Kinematic consequences of an angular unconformity in simple shear: an example from the southern border of the Lower Palaeozoic Rocroi inlier (Naux, France)

Hervé Van Baelen, Manuel Sintubin

• English

  The presence of an angular unconformity in combination with complex structures in the basement, lacking in the cover, is commonly seen as an indication for an orogenic event pre-dating the unconformity. The recognition of such an older orogenic event becomes, however, less evident in areas where both cover and basement were deformed together during an orogen post-dating the angular unconformity.

  The validity of this common interpretation has been evaluated at the southern border of the Lower Palaeozoic Rocroi basement inlier (Naux, northern France), where the basement-cover interface is very well exposed. This basement-cover interface, showing an angular unconformity, has classically been interpreted as evidence for an early Palaeozoic tectonometamorphic event, called the Ardennian orogeny, though only one penetrative cleavage, co-genetic with the structures present in both cover and basement, can be observed.

  A detailed geometrical study shows, however, that the presence of a tilted basement, involving the angular unconformity, provokes a rheological heterogeneity that causes a contrasting response of basement and cover with respect to the Variscan shortening. While Variscan progressive deformation gave rise to a rather regular cleavage refraction pattern in the subhorizontal multilayer cover sequence, a complex deformation, expressed by non-cylindrical folds, boudinage and shearing developed in the basement. The basement-cover interface itself played no rheological role, but has been passively sheared and folded as a consequence of the deformation of the basement. This study proves that the deformed basement-cover interface, allowing to link deformation in basement and cover, is a necessary tool to properly interpret complex deformation in the basement. With respect to the regional geodynamic evolution of the northern parts of the Central European Variscides, our kinematic model indeed demonstrates that this classical outcrop area bears no evidence for an early Palaeozoic orogenic event, and that the angular unconformity reflects the late Silurian -- early Devonian onset of the Ardenne-Eifel basin development, rather than a middle Ordovician Ardennian orogeny.

• français

  La présence d'une discordance angulaire et d'une structuration complexe dans le socle comparée à celle de la couverture est couramment interprétée comme un argument en faveur d'une phase orogénique antérieure à la discordance. L'identification d'une telle déformation devient moins évidente là où le socle et sa couverture sont déformés ensemble lors d'un événement postérieur à la discordance.

  La véracité de ce postulat relativement courant a été testée au sud du massif cambro-ordovicien de Rocroi (Naux, nord de la France) où l'interface socle-couverture est bien exposée. Bien que les structures omniprésentes dans le socle soient contemporaines de la schistosité affectant le socle et la couverture, cette interface socle-couverture a été classiquement interprétée comme l'indice d'une phase tectonométamorphique d'âge paléozoïque inférieur, appelée « phase ardennaise ».

  Une étude géométrique détaillée met en évidence que la présence d'un socle basculé, à l'origine de la discordance angulaire, a provoqué une hétérogénéité rhéologique, menant à un comportement mécanique contrasté du socle par rapport à la couverture lors du raccourcissement varisque. Dans la couverture, la déformation progressive varisque a causé une réfraction de la schistosité plutôt régulière, alors que dans le socle cette même déformation a entraîné la formation de structures plus complexes telles que des plis à axes courbes, du boudinage et du cisaillement. L'interface socle-couverture n'a joué aucun rôle rhéologique, mais a cependant subi passivement le plissement et le cisaillement induits par les déformations dans le socle. L'analyse de la déformation de l'interface socle-couverture est une étape indispensable pour l'interprétation des déformations complexes dans le socle, associant les structures observées dans le socle aux structures dans la couverture. Concernant le contexte géodynamique de la zone externe septentrionale des Variscides d'Europe centrale notre étude démontre clairement qu'il n'existe aucun argument structural en faveur de l'existence d'une phase orogénique d'âge paléozoïque inférieur. La discordance angulaire présente dans le secteur d'étude peut être due soit à la phase Ardennaise durant l'Ordovicien moyen, soit à l'extension à l'origine du bassin rhénohercynien au Silurien supérieur -- Dévonien inférieur.