Itinéraires géologiques autour de Beyrouth

2011 Itinéraires géologiques autour de Beyrouth Pr. GEZE Raymond, Université Libanaise, Beyrouth. Pr. PAICHELER Jean-Claude, Université de Reims Champagne-Ardenne. Dr. VELTZ Isabelle, Lycée Roosevelt, Reims. 13/04/2011-15/04/2011 Pilotage du stage : Dr.COMTE Laurence, conseillère pédagogique

Au cours de ces deux journées de terrain, vous serez amené(e)s à rencontrer différents objets géologiques dont les dimensions sont très variables (du minéral au paysage). Les sites que nous avons sélectionnés correspondent à des éléments exploitables avec des élèves et intégrables dans les programmes collège et de lycée (annexe 1). Ce stage se déroulera sur trois journées dont deux sur le terrain et la troisième en salle dans les locaux du GLFL où nous exploiterons les données recueillies de manière à les inclure dans nos pratiques pédagogiques. Première journée : le Sud-Est du Mont Liban Deuxième journée : le Sud du Mont Liban et le Chouf Fig.1 : Géologie de la bordure levantine du Moyen Orient (Extrait de la carte géologique internationale de l Afrique, Choubert & Faure-Muret, 1985-1990) VELTZ-I 2

Première journée : le Sud-Est du Mont Liban 1 2 3 4 5 6 5 km Fig. 2 : Situation géographique, géologique et arrêts prévus (ordre indicatif sur le montage des extraits de cartes de Beyrouth et de Zahlé (50.000 ème, Dubertret 1945) VELTZ-I 3

دوار DOUAR ARRET 1 : AFFLEUREMENT D ED (33 53 57,15 N - 35 41 41,90 E ; entre 988 et 1069 m d altitude). Fig. 3 : Emplacement de la coupe. (localisation satellitale (Google Earth) et topographique sur l extrait de la carte de Beyrouth, 1962) P.a. c i VELTZ-I 4

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 VELTZ-I 5 11 12 Fig. 4: Photographies de quelques lames minces.

Fig. 5 : Log de la coupe. VELTZ-I 6

الصفصاف عین ARRET 2 : AFFLEUREMENT D AIN AL SOUFSAF (33 54 07,05 N - 35 44 05,71 E ; alt. 1054 à 1088 m) Fig. 6 : Emplacement de la coupe (localisation satellitale (Google Earth) et topographique sur l extrait de la carte de Beyrouth, 1962) Fig. 7 Log de la coupe VELTZ-I 7

1 2 3 4 Fig. 8 : Photographies de quelques lames minces de la coupe. 1 km VELTZ-I 8 Fig. 9 : Fond de carte simplifiée de la zone.

Fig. 10 : Synthèse et corrélations des travaux effectués dans la région de Bikfaya et de Douar. [Noujaim-Clark & Boudagher-Fadel, 2002 (1) et 2001 (2) ; Toland, 2000 (3)] VELTZ-I 9

ترشیش TARCHICH ARRET 3 : AFFLEUREMENT DE (33 52 11,06 N 35 49 42,54 E, Flanc Nord du Rouaisset en Natour ; alt : 1780 m) Fig. 11 : Site de Tarchîch. (localisation satellitale (Google Earth) et topographique sur l extrait de la carte de Beyrouth, 1962) 1 2 Fig. 12 : Lames minces de la coupe. VELTZ-I 10

2 1 80 m Fig. 13 : Schéma synthétique de la coupe. N 1 km Figure 14 : Fond de carte simplifiée de la zone de Tarchich. VELTZ-I 11

سھل البقاع- ARRET 4 : POINT DE VUE SUR LA BEQAA N Figure 15 : Localisation des failles majeures et du réseau complexe de fractures du Liban central (Dubertret, 1975) VELTZ-I 12

N Fig. 16 : Structure crustale du Liban (d après Khair et al., 1993) VELTZ-I 13

فلوغة FALOUGHA ARRET 5 : AFFLEUREMENTS AUTOUR DE 1 1 2 N 0,5 km 2 N 0,5 km Fig. 17 : Affleurements d origine volcanique dans la région de Falougha. 1 : affleurement dans l Ouadi El Hassan (33 50 25,27 N, 35 44 29,06 E, alt. 1244m) 2 : affleurement de Râan es Sâleh (33 49 46,51 N, 35 43 53,01 E, alt. 1095m) (localisation satellitale (Google Earth) et topographique sur le montage des cartes topographiques de Bhamd et de Beyrouth, Dubertret, 1945) 1 2 3 4 Fig. 18 : Photographies de lames minces et d échantillons de productions volcaniques. VELTZ-I 14

Stage de Géologie-LIBAN 2011 Fig. 19 : Composition chimique des basaltes libanais (d après Raad, 1979(1) ; Saint Marc, 1975(2)). Période selon l auteur Période selon la charte 2009 Datation K.Ar (Ma) Localité Composition minéralogique (%) Olivine magnésienne (chrysolite) [19,2 ± 5] (altérée en iddingisite) Feldspaths : plagioclases (phénocristaux et microlithes de labrador) [42,8 ± 2] ; feldspaths alcalins (plages dans la pate sanidine ou anorthose) Clinopyroxène (salite) [35,2 ± 3] Minéraux opaques [1,8] Olivine magnésienne (chrysolite) et ferromagnésiennes (hyalosidérite) (altérée en iddingisite) [20 ± 3] Feldspaths : plagioclases (phénocristaux et microlithes : andesine labrador) [40 ± 3] Pyroxène (salite - augite titanifère) [33 ± 2] Minéraux opaques (magnétite en cube, ilménite en baguette) [2] Vacuoles de calcite et de zéolites (analcime) [5] Olivine [24 ± 2] Feldspath : plagioclase (oligoclase) [40 ± 2] Clinopyroxène (augite titanifère) [31 ± 2] Minéraux opaques [5 ± 1] Olivine magnésienne à ferromagnésiennes (phénocristaux : chrysolite microcristaux : hyalosidérite- microlites : hortonolite) (altérée) [30 ± 2] Feldspath : feldspath alcalin : sanidine sous forme de plage dans la pate et plagioclase (andésine-bytownite) [38 ± 4] Clinopyroxène (variable selon les générations : salite ou augite titanifère) [22 ± 3] Chlorites [1,5] Minéraux opaques (magnétite et ilménite ) [8 ± 2] Zéolite (analcime), apatite [0,5] Présence de Néphéline Quaternaire Pléistocène Gelasian 2 ± 0,2 Hasbaya Néogène Pliocène Zanclean 4,6 ± 0,23 Akkar Miocène (1) Néogène Miocène Tortonian 7,5 ± 0,37 Hermel Crétacé (1) Crétacé inf. Aptien 118±6 Meyrouba Crétacé inf. Limite Valanginien Hauterivien. 139 3 Ghazîr Dolérite (pas d analyses effectuées) Chebaa Olivine (phénocristaux : chrysolites, microlithes : hyalosidérite) (très altérée) [8 ± 3] Feldspath : plagioclase (andésine-labrador) [39 ± 4] Clinopyroxène (augite - salite) [10 ± 4] Chlorites [32 ± 4] Minéraux opaques (magnétite et ilménite en baguette ou en granules) [9 ± 2] Vacuoles de calcite et de zéolites [2] Pliocène (1) Jurassique (2) Jurassique (1) VELTZ-I Jurassique supérieur Oxfordien Kimméridgien - 15

ARRET 6 : AFFLEUREMENT DE HAMMANA حمانا. (près du lieu-dit El Mdairej 33 48 18,59 N 35 43 54,29 E, alt. 1335 m) 5 km N Figure 20 : Site de Hammana. (localisation satellitale (Google Earth) et topographique sur l extrait de la carte de Bhamd, 1962) VELTZ-I 16

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Fig. 21 : Photographies de chironomes et de lames minces (jusqu aux pisolites). VELTZ-I 17

11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 VELTZ-I 18 21 22 Fig. 22 : Photographies des affleurements et de lames minces (sous les pisolites).

VELTZ-I 19 Fig. 23 : Log de la coupe de Hammâna.

Deuxième journée : le Sud du Mont Liban et le Chouf 5 1 2 5 km 3 4 Fig. 24 : Situation géographique, géologique et arrêts prévus (ordre indicatif) sur la carte de Jezzine (50.000 ème, Dubertret & Hoybroek, 1945) VELTZ-I 20

زحاتا عین ZHALTA ARRET 1 : AFFLEUREMENT D AIN (33 36 17,35 N 35 38 36,74, alt. 1288m) N 0,05 km Fig. 25 : Site d Ain Zhalta. (localisation satellitale (Google Earth) et topographique sur l extrait de la carte de Rachaïya, 1962) Fig. 26 : Log de la coupe. VELTZ-I 21

1 2 3 4 5 6 c 7 8 Fig. 27: Lames minces de la coupe. Fig. 28 : Répartition des gisements de fer sur le territoire libanais (extrait Metallogenic map of the Middle East, Aghanabati & Ghorbani, 2009) VELTZ-I 22

باروك - BAROUK ARRET 2 : AFFLEUREMENT D EL (lieu dit Chaif El Atrack 33 42 20,26 N 35 41 33,43 E ; alt. 1200 m). 0,25 km N Fig. 29 : Site d El Bâroûk. (localisation satellitale (Google Earth) et topographique sur l extrait de la carte de Rachaïya, 1962) Fig. 30 : Log de la coupe. Fig. 31 : Schéma interprétatif de la coupe. VELTZ-I 23

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Fig. 32: Lames minces de la coupe. VELTZ-I 24

نیحا NIHA ARRET 3 : AFFLEUREMENT DE (lieu dit El Himi 33 36 16,63 N 35 38 31,25 E, alt. 1291m) Fig. 33 : Site de Niha. (localisation satellitale (Google Earth) et topographique sur l extrait de la carte de Rachaïya, 1962) Fig. 34 : Log de la coupe VELTZ-I 25

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Fig. 35 : Lames minces de la coupe. Fig. 36 : Schéma interprétatif du site VELTZ-I 26

جزین JEZZINE ARRET 4 : AFFLEUREMENT DE entre Jezzine et Azzour (33 33 00,46 N 35 32 58,44 E, alt. 920 m ) N 0,3km Fig. 37: Site de Jezzine. (localisation satellitale (Google Earth) et topographique sur l extrait de la carte de Saghbîne, 1962) N 0,3km Fig. 38 : Log de la coupe. VELTZ-I 27

12 34 Fig. 39 : lames minces. 4 3 1 2 5 5 Fig. 40: Emplacement des sites utilisés pour la synthèse sedimento-tectonique du site de Jezzine. (extrait de la carte géologique de Djezine ; Dubertret & Hoybroek, 1945 sur la vue satellitale Google Earth) VELTZ-I 28

5 5 4 1 Fig. 41 : Synthèse sedimento-tectonique du site de Jezzine. VELTZ-I 29

جیسر القاضي QADI ARRET 5 : AFFLEUREMENT DE JISR EL Flanc Ouest de la vallée de l Ouadi El Jerbane (33 43 28,24 N 35 33 21,17 E, alt. 283 m. N 0,2km 0,2km Fig. 42 : Observation satelliale et carte topographique des coupes Jisr El Qâdi. (localisation satellitale (Google Earth) et topographique sur l extrait de la carte Rachaïya, 1962) Fig. 43 : Log de la coupe. VELTZ-I 30

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Fig. 44 : Photographies des lames minces et de l affleurement. VELTZ-I 31

Stage de Géologie-LIBAN 2011 ANNEXES Annexe 1 Géologie-paléontologie-évolution dans les programmes du secondaire. Socle commun du collège Classe de 5ème Evolution des paysages Chapitres Items Le modelé actuel du paysage résulte de l action de l eau sur les roches. Les formes topographiques résultent de l érosion. Erosions : phénomènes externes qui enlèvent tout ou partie des terrains existants. Processus chimiques - processus physiques, désagrégation des roches et enlèvement par un fluide. Action de l eau mise en solution des minéraux & mise en mouvement des particules (du bloc à la molécule). Ruissellement-infiltration. Part de l altération dans la fabrication d un sol Dépôt et formation des roches sédimentaires Notion de states à différentes échelles Fossiles formes actuels Reconstitution de paléoenvironnement par actualisme raisonné Fossile classification et évolution Fossilisation Prélèvement des matériaux géologiques et conséquences sur le paysage. Apparition de risques liés à l érosion. Les roches sédimentaires sont des archives permettant de reconstituer des éléments de paysage anciens. Classe de 4ème Activité interne du globe Classe de 3ème Evolution des êtres vivants et histoire de la Terre L action de l homme, dans son environnement géologique, influe sur l évolution des paysages. Les séismes Le volcanisme Tectonique des plaques Prévention des risques sismiques et volcaniques. Biodiversité, évolution, histoire de la terre Lycée (reforme) 2nd SVT Thème 1- La Terre, l univers, la vie et l évolution du monde vivant Chapitres Thème 2- Enjeux planétaires contemporains : énergie, sol. Les combustibles fossiles. Biodiversité, résultat d une étape de l évolution Le sol un patrimoine durable. 1ère S Thème 1 B La tectonique des plaques La lithosphère est découpée en plaque rigides Thème 2-enjeux planétaire contemporains Tale S tronc commun A-La Terre dans l univers, la vie et l évolution du vivant A la recherche des hydrocarbures B-Les enjeux planétaires contemporains Tale S Spécialité B-Les enjeux planétaires VELTZ-I Tectonique globale et ressources locales histoire des continents Terre échangeur thermique L évolution de l atmosphère Les risques sismiques ou volcaniques Manifestations observées en surface failles, modification déformations de surface, transmission des ondes dans différents milieux. Magma d origine profonde et de différents types Limites, mobilité, mouvements d ouverture et de fermeture Risques pour l homme et ses constructions Comparaisons de faunes et de flores d époques différentes Phylogénie - parenté Succession de groupes apparition disparition échelle des temps géologique Comparaisons de deux écosystèmes Crises biologiques Items La biodiversité actuelle correspond à une étape de l histoire du monde vivant : les espèces actuelles représentent une infime partie du total des espèces ayant existé depuis les débuts de la vie. La sélection naturelle et la dérive génétique peuvent conduire à l apparition de nouvelles espèces. La présence de restes organiques dans les combustibles fossiles montrent qu ils sont issus d une biomasse. Une faible proportion de la matière organique échappe à l action des décomposeurs puis se transforme en combustible fossiles. La répartition des gisements de combustibles fossiles montre que la transformation et la conservation de la matière organique se déroulent dans des conditions bien particulières. La connaissance des mécanismes permet de découvrir les gisements et de les exploiter par des méthodes adaptées. Le sol résulte d une longue interaction entre les roches et la biosphère. Le sol est inégalement réparti et facilement dégradé Transformantes, divergence, décrochement, convergence positionnement GPS Position des bassins favorable au dépôt de matière organique Tectonique en cours de dépôt : subsidence enfouissement position géographique par rapport aux hydrocarbures. origine croûte continentales subduction obduction érosion desenfouissement tectonique conséquences sédimentaires mesure du temps archives géologiques et histoire de l atmosphère 32

Annexe 2 - Echelle stratigraphique 2009 VELTZ-I 33

Annexe 3 : Synthèse de la stratigraphie du Liban par Walley (2001) VELTZ-I 34

Annexe 4 : Classification des roches calcaires par rapport à leur texture microscopique selon Dunham (1962) et Embry & Klovan (1972). Classification basée sur la texture de la roche et sur le type de liaison entre les grains. Les différents termes de la classification sont ensuite combinés avec les noms des types de grains les plus abondants. On a: - contenant moins de 10% d'éléments > 2 mm: avec matrice micritique: mudstone: moins de 10% de grains; wackestone: plus de 10% de grains, mais texture non jointive ("mud-supported"); packstone: texture jointive, c'est-à-dire empilement des grains en équilibre mécanique ("grain-supported") avec ciment sparitique: grainstone: texture jointive; - contenant plus de 10% d'éléments > 2 mm: boundstones, constructions récifales, c'est-à-dire roches dont les éléments étaient liés d'une manière ou d'une autre dès le dépôt: VELTZ-I 35 bafflestone: organismes érigés piégeant le sédiment en suspension par ralentissement de l'écoulement du fluide transporteur (bryozoaires); coverstone: organismes lamellaires ou tabulaires stabilisant le sédiment par leur simple présence (tabulés lamellaires); bindstone: organismes stabilisant le substrat par encroûtement (algues corallines); framestone: organismes édifiant une charpente rigide (coraux); non construit: floatstone: texture non jointive; rudstone: texture jointive. (extraits des cours en ligne de l Université de Liège)

Annexe 5 : Classification des roches calcaires selon Folk (1959). On considère que les constituants majeurs des calcaires sont: - les "allochems" : grains, corpuscules, éléments figurés les intraclastes : sédiments remaniés les pellets : grains ovoïdes de micrite de taille inframillimétrique les oolithes les fossiles, bioclastes et grains squelettiques - la matrice (micrite) - le ciment (sparite) Les appelations obtenues par combinaison d'un préfixe (intra-, pel-, oo-, bio-) et d'un suffixe (-micrite ou -sparite) peuvent être complétées par l'adjonction du terme "rudite" pour les grains dont la taille est supérieure à 4 mm (extraits des cours en ligne de l Université de Liège) VELTZ-I 36

Annexe 6 : Rappels minéralogiques. Fo100-Fo90 : forstérite ; Fo90-Fo70 : chrysolite ; Fo70-Fo50 : hyalosidérite ; Fo50-Fo30 : hortonolite ; Fo30-Fo10 : ferrohortonolite ; Fo10-Fo0 : fayalite. Salite VELTZ-I 37

Annexe 7 : carte pédologique des sols libanais (Gèze, 1954). VELTZ-I 38

Annexe 8 : légende des logs. Bibliographie : Dubertret, L. 1945. Carte géologique de Beyrouth (50.000 ème ). Ministère des Travaux Publics, Beyrouth. Dubertret, L. 1945. Carte géologique feuille de Zahlé (50.000 ème ). Ministère des Travaux Publics, Beyrouth. Dubertret, L. and Hoybroek, F., 1945. Carte géologique de Djezzine (50.000 ème ), Ministère des Travaux Publics, Beyrouth. Dubertret, L. 1975. Introduction à la carte géologique à 1/50.000 du Liban. Notes et Mémoires du Moyen Orient. 13. 345-403. Choubert, G. & Faure-Muret, A., 1985-1990. Carte géologique internationale de l Afrique 1/5000 000 ème, feuille n 3 : Afrique de l Est et Arabie. Aghanabati, A. & Ghorbani, M., 2009. Metallogenic map of the Middle East (5000000 ème ), Geological Survey of Iran, CCGM. Toland, C., 2000. A Sequence Stratigraphic Reference Section for the Tithonian of Lebanon. In : Middle East Models of Jurassic /Cretaceous Carbonate Systems, SEPM Society for Sedimentary Geology, Special Publication, 69,53-64. Noujaim Clark, G. and Boudagher-Fadel M., 2001. The larger benthic foraminifera and stratigraphy of the upper Jurassic/lower cretaceous of central Lebanon. Revue de Micropaleontologie, 44 (3), 215-232. Noujaim Clark, G. and Boudagher-Fadel M., 2002. Larger foraminiferal assemblages and stratigraphy of late Jurassic Bahnness complex, Central Lebanon. Revue de Paléobiologie, Genève, 21 (2), 679-695. Khair, K., Khawlie, M. Haddad, F. Barazangi, M., Seber, D. and Chaimov, T., 1993. Bouger gravity and crustal structure of the Dead Sea transform fault and adjacent mountain belts in Lebanon. Geology, 21, 739-742. Raad, K. 1979. Les formations volcaniques du Liban. Thèse Paris Orsay. 114pp. http://www2.ulg.ac.be/geolsed/sedim/sedimentologie.htm http://eusoils.jrc.ec.europa.eu/esdb_archive/eudasm/asia/lists/clb.htm VELTZ-I 39