La morphologie karstique dans le canyon de la Cèze et sur le plateau de Méjannes-le-Clap (Garrigues nord, Gard, France) – Rapports avec l'évolution paléogéographique mio-pliocène

L'étude du plateau calcaire de Méjannes-le-Clap, coupé par le canyon de la Cèze, apporte un éclairage nouveau sur l'évolution paléogéographique de la bordure sud-est du Massif Central français entre l'élaboration de la surface d'aplanissement miocène et le Pléistocène. L'assèchement de la Méditerranée au Messinien (5,9/5,3 Ma), responsable du creusement du canyon du Rhône (-236 m NGF au nord de la confluence avec la Cèze), ne saurait être la cause du creusement du canyon de la Cèze. En effet, l'érosion régressive messinienne est manifestement restée bloquée en bordure de la vallée du Rhône. Le canyon de la Cèze est donc antérieur au Messinien. Il date certainement du Burdigalien supérieur, selon le schéma d'évolution proposé par D. BESSON (2005) pour le bassin rhodano-provençal. Ce creusement a été suivi, au Miocène, par deux phases de déblaiement de sédiments (infra-tortonienne et messinienne), chacune venant après une phase de comblement.Les traces laissées par les lithophages à la suite de la mise en eau du canyon lors de la transgression pliocène, se trouvent à des altitudes variables, comprises entre 135 et 160 m, en raison des mouvements tectoniques ultérieurs. Au Pliocène, le canyon a été comblé par des dépôts continentaux qui subsistent jusqu'à 245 m d'altitude sous forme de galets essentiellement quartzeux emballés dans une matrice rougeâtre. Les épaulements et replats sur lesquels sont conservés les lambeaux des formations alluviales pliocènes, sont hérités de différentes phases de l'enfoncement de la Cèze. À certains de ces éléments du relief, sont associés des réseaux karstiques subhorizontaux entre 180 et 220 m NGF. Les cavités aux galeries ascendantes débouchant par des puits vers 280 m d'altitude sont liées, quant à elles, aux phases de transgression et/ou de comblement du Miocène. Les enseignements les plus utiles sur l'évolution messinienne et pliocène du secteur sont fournis par d'autres réseaux karstiques qui associent des galeries subhorizontales, des galeries déclives et des puits de liaison. Comme à la grotte Saint-Marcel en Ardèche (L. MOCOCHAIN et al., 2006-a, 2006-b), ces réseaux traduisent une évolutionascendante. Sous le plateau de Méjannes-le-Clap, les galeries subhorizontales situées vers 100 m NGF doivent être mises en relation avec le niveau atteint par le lit de la Cèze à la suite du creusement de son canyon. Ces galeries sont actuellement actives, le niveau de base se trouvant quelques mètres seulement en dessous du niveau correspondant au creusement fini-miocène. La transgression pliocène a ensuite provoqué la remontée de la karstogenèse jusque vers 140-150 m NGF. Enfin, une partie des réseaux s'est formée en réponse à l'accumulation des dépôts continentaux pliocènes. Entre 130 et 230 m NGF, certains de ces réseaux sont en partie colmatés par des formations allochtones. Des galeries profondes suivent grossièrement le tracé du canyon. À l'aval des gorges, les plongeurs ont atteint à ce jour la cote -35 m NGF dans le réseau de Marnade. L'élaboration de ce réseau profond est liée au creusement du canyon du Rhône. Comme sur la bordure méridionale des Cévennes (M. SÉRANNE et al., 2002), l'enfoncement du karst a réduit, voire même supprimé, les écoulements de surface, ce qui explique que l'érosion régressive n'ait pas pu remonter très loin dans la vallée de la Cèze. The limestone Méjannes-le-Clap plateau is incised by the Cèze canyon. A study of the plateau has shed new light on the paleogeographic evolution of the south-western edge of the French Massif Central between the development of the Miocenian erosion surface and the Pleistocene. The incision of the Cèze in the late Miocene cannot be attributed to the dessication of the Mediterranean Sea during the Messinian (5.9/5.3 Ma), which did result in the incision of the Rhône canyon (236 m bsl). It is clear that Messinian retrogressive erosion stopped at the edge of the Rhône valley. Therefore, the incision of the Cèze canyon predates the Messinian. It goes back certainly to the superior Burdigalian, in agreement with the model of evolution proposed by D. BESSON (2005) for the "Rhodano-Provençal" basin. This incision was followed in the Miocene by two phases of removing sediment (infra-Tortonian and Messinian), each occurring after a phase of filling.Traces left by lithophagous molluscs after flooding of the canyon during the Pliocene transgression can be found at various elevations between 135 and 160 m, due to later tectonic movements. During the Pliocene, the canyon filled up with land deposits that subsist today in the form of mostly quartzose pebbles embedded in reddish matrix rock, up to elevations of 245 m. Outliers of Pliocene alluvial formations subsist on shoulders and benches that are remnants from the Cèze canyon's different hollowing phases. Some of these topographical elements include subhorizontal karst systems at elevations of 180-220 m asl. The cavities with ascending passages that emerge by shafts at an altitude near 280 m are linked, for their part, to the Miocene transgression and/or filling phases.The most useful information about the sector's Messinian and Pliocene evolution is provided by other karst systems composed of subhorizontal and inclined passages with connecting-shafts. As with the Saint-Marcel Cave in Ardèche (L. MOCOCHAIN et al., 2006-a, 2006-b), these systems are the result of ascending karst genesis. The subhorizontal passages located at about 100 m asl under the Méjannes-le-Clap plateau must be interpreted in relation to the level reached by the Cèze canyon after it was hollowed out. These passages are currently functional, the base level being only a few metres below the level of superior Miocene hollowing. The Pliocene transgression caused karst formation to shift upwards to 140150-m asl. Some of the systems formed as a result of the accumulation of Pliocene terrestrial deposits. At elevations between 130 and 230 m asl, parts of some of the networks are filled in with allochthonous deposits. Deep galleries roughly follow the canyon layout. Downstream of the gorges, divers have reached depths of -35 m bsl in the Marnade system. This deep network developed in connection with the incision of the Rhône canyon. As along the southern edge of the Cévennes (M. SÉRANNE et al., 2002), the sinking of the karst reduced or even eliminated surface runoff, which explains why retrogressive erosion cannot have penetrated far back into the Cèze valley