Pliocene and Quaternary surface uplift evidenced by sediments of the Loire Allier river system (France) [ Mise en évidence du soulèvement des surfaces continentales au Quaternaire et au Pliocène d'après les sédiments du système Loire-Allier (France).] - article ; n°1 ; vol.15, pg 103-115

Rob Westaway

Description

Quaternaire - Année 2004 - Volume 15 - Numéro 1 - Pages 103-115
Long-timescale river terrace staircases are widely observed in central France along the River Loire and its major tributary, the Allier. They are also present within the Seine system, draining into the English Channel farther north, to which the Loire was formerly connected before its diversion westward to the Atlantic Ocean Many aspects of the Pliocene-Quaternary fluvial record from this system can be explained by rheological modelling, as consequences of vertical crustal motions caused by coupling between surface processes and the resulting induced lower-crustal flow Compared with other parts of Europe that have previously been investigated in this manner, this study region is more complex because crustal rheologies vary laterally due to the outward decrease in heat flow, away from the Massif Central heat-flow high Surface loads, and negative loads caused by erosion, also vary laterally, due to the distribution of Massif Central volcanism. The history of adjustment of the course of the lower Loire between the English Channel and Atlantic Ocean can thus be simply explained as a consequence of north-south variations m the timing of uplift across France, caused by the observed lateral variations in heat flow. There is thus no requirement for any independent process, such as the presence of an upwelling mantle plume beneath the Massif Central, to explain its observed uplift
Des systèmes de terrasses couvrant une longue période de temps sont largement observés dans le centre de la France le long de la Loire et de l'Allier. Ils sont aussi présents au nord dans le bassin de la Seine, bassin débouchant dans la Manche, auquel la Loire était raccordée avant son changement de cours en direction de l'Atlantique. De nombreux aspects de l'enregistrement fluviatile plio-quaternaire de ce système peuvent être expliqués par la modélisation rheologique, comme réésultant de mouvements crustaux verticaux causes par le couplage entre les processus de surface et le flux subordonné de la base de la croûte. En comparaison avec d'autres régions d'Europe ayant fait l'objet de travaux comparables, cette région est plus complexe car les rhéologies de la croûte varient latéralement en fonction de la décroissance du flux de chaleur vers l'extérieur à partir du Massif Central. Les charges de surface et les allégements causés par l'érosion varient aussi latéralement en fonction de la distribution du volcanisme centralien. L'histoire de l'ajustement du cours inférieur de la Loire entre la Manche et l'Océan Atlantique peut être expliquée comme une conséquence des modifications nord-sud du soulèvement dans le temps, modifications causées par les variations latérales dans le flux de chaleur. II n'est pas nécessaire de faire appel à des processus indépendants, comme la présence d'un panache mantellique sous le Massif Central pour expliquer le soulèvement observé
13 pages
Source : Persée ; Ministère de la jeunesse, de l’éducation nationale et de la recherche, Direction de l’enseignement supérieur, Sous-direction des bibliothèques et de la documentation.

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• Publié par: QUATERNAIRE
• Publié le: 01 janvier 2004
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Extrait

Rob Westaway
Pliocene and Quaternary surface uplift evidenced by sediments
of the Loire Allier river system (France) [ Mise en évidence du
soulèvement des surfaces continentales au Quaternaire et au
Pliocène d'après les sédiments du système Loire-Allier
(France).]
In: Quaternaire - Volume 15 - Numéro 1-2 - 2004. pp. 103-115.
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Westaway Rob. Pliocene and Quaternary surface uplift evidenced by sediments of the Loire Allier river system (France) [ Mise
en évidence du soulèvement des surfaces continentales au Quaternaire et au Pliocène d'après les sédiments du système Loire-
Allier (France).]. In: Quaternaire - Volume 15 - Numéro 1-2 - 2004. pp. 103-115.
doi : 10.3406/quate.2004.1758
http://www.persee.fr/web/revues/home/prescript/article/quate_1142-2904_2004_num_15_1_1758Résumé
Des systèmes de terrasses couvrant une longue période de temps sont largement observés dans le
centre de la France le long de la Loire et de l'Allier. Ils sont aussi présents au nord dans le bassin de la
Seine, bassin débouchant dans la Manche, auquel la Loire était raccordée avant son changement de
cours en direction de l'Atlantique. De nombreux aspects de l'enregistrement fluviatile plio-quaternaire de
ce système peuvent être expliqués par la modélisation rheologique, comme réésultant de mouvements
crustaux verticaux causes par le couplage entre les processus de surface et le flux subordonné de la
base de la croûte. En comparaison avec d'autres régions d'Europe ayant fait l'objet de travaux
comparables, cette région est plus complexe car les rhéologies de la croûte varient latéralement en
fonction de la décroissance du flux de chaleur vers l'extérieur à partir du Massif Central. Les charges de
surface et les allégements causés par l'érosion varient aussi latéralement en fonction de la distribution
du volcanisme centralien. L'histoire de l'ajustement du cours inférieur de la Loire entre la Manche et
l'Océan Atlantique peut être expliquée comme une conséquence des modifications nord-sud du
soulèvement dans le temps, modifications causées par les variations latérales dans le flux de chaleur. II
n'est pas nécessaire de faire appel à des processus indépendants, comme la présence d'un panache
mantellique sous le Massif Central pour expliquer le soulèvement observé
Abstract
Long-timescale river terrace staircases are widely observed in central France along the River Loire and
its major tributary, the Allier. They are also present within the Seine system, draining into the English
Channel farther north, to which the Loire was formerly connected before its diversion westward to the
Atlantic Ocean Many aspects of the Pliocene-Quaternary fluvial record from this system can be
explained by rheological modelling, as consequences of vertical crustal motions caused by coupling
between surface processes and the resulting induced lower-crustal flow Compared with other parts of
Europe that have previously been investigated in this manner, this study region is more complex
because crustal rheologies vary laterally due to the outward decrease in heat flow, away from the
Massif Central heat-flow high Surface loads, and negative loads caused by erosion, also vary laterally,
due to the distribution of Massif Central volcanism. The history of adjustment of the course of the lower
Loire between the English Channel and Atlantic Ocean can thus be simply explained as a consequence
of north-south variations m the timing of uplift across France, caused by the observed lateral variations
in heat flow. There is thus no requirement for any independent process, such as the presence of an
upwelling mantle plume beneath the Massif Central, to explain its observed upliftQuaternaire, 15, (1-2), 2004, p 103-115
PLIOCENE AND QUATERNARY SURFACE
UPLIFT EVIDENCED BY SEDIMENTS
OF THE LOIRE- ALLIER RIVER SYSTEM (France)
Rob WESTAWAY*
ABSTRACT
Long-timescale river terrace staircases are widely observed in central France along the River Loire and its major tributary, the Allier They are
also present within the Seine system, draining into the English Channel farther north, to which the Loire was formerly connected before its diversion
westward to the Atlantic Ocean Many aspects of the Pliocene-Quaternary fluvial record from this system can be explained by rheological modelling,
as consequences of vertical crustal motions caused by coupling between surface processes and the resulting induced lower-crustal flow Compared with
other parts of Europe that have previously been investigated in this manner, this study region is more complex because crustal rheologies vary laterally
due to the outward decrease in heat flow, away from the Massif Central heat-flow high Surface loads, and negative loads caused by erosion, also vary
laterally, due to the distribution of Massif Central volcanism The history of adjustment of the course of the lower Loire between the English Channel
and Atlantic Ocean can thus be simply explained as a consequence of north-south variations m the timing of uplift across France, caused by the observed
lateral variations in heat flow There is thus no requirement for any independent process, such as the presence of an upwelhng mantle plume beneath the
Massif Central, to explain its observed uplift
Key-words: France, Loire, Pleistocene, uplift, river terraces
RÉSUMÉ
MISE EN ÉVIDENCE DU SOULÈVEMENT DES SURFACES CONTINENTALES AU QUATERNAIRE ET AU PLIOCÈNE D'APRÈS LES SÉD
IMENTS DU SYSTÈME LOIRE-ALLIER (France)
Des systèmes de terrasses couvrant une longue pénode de temps sont largement observés dans le centre de la France le long de la Loire et de
l'Allier Ils sont aussi presents au nord dans le bassin de la Seine, bassin débouchant dans la Manche, auquel la Loire était raccordée avant son change
ment de cours en direction de l'Atlantique De nombreux aspects de l'enregistrement fluviatile pho-quaternaire de ce système peuvent être expliqués
par la modélisation rheologique, comme réésultant de mouvements crustaux verticaux causes par le couplage entre les processus de surface et le flux
subordonne de la base de la croûte En comparaison avec d'autres régions d'Europe ayant fait l'objet de travaux comparables, cette région est plus comp
lexe car les rhéologies de la varient latéralement en fonction de la décroissance du flux de chaleur vers l'extérieur à partir du Massif Central Les
charges de surface et les allégements causes par l'érosion vanent aussi latéralement en fonction de la distribution du volcanisme centrahen L'histoire de
l'ajustement du cours inférieur de la Loire entre la Manche et l'Océan Atlantique peut être expliquée comme une consequence des modifications nord-
sud du soulèvement dans le temps, modifications causées par les vanations latérales dans le flux de chaleur II n'est pas nécessaire de faire appel à des
processus indépendants, comme la présence d'un panache mantelhque sous le Massif Central pour expliquer le soulèvement observé
Mots-clés : France, Loire, Pleistocene, soulèvement, terraces fluviatiles.
INTRODUCTION can be applied to dating its deposits, as well as the other
techniques that are usually applicable within fluvial systems.
The Loire is the principal river system located entirely Furthermore, the overall disposition of fluvial sediments, and
within France. From a source in the SE Massif Central it the presence in them of volcanic minerals derived from the
flows initially north then west for ~1000 km to the Atlantic Massif Central, indicates that the Loire has alternated between
Ocean (fig. la). The Allier, a major left-bank tributary, also its present westward course to the Atlantic and an alternative
flows through the Massif Central (fig. lb), one of the main northward course along the middle and lower Seine to the
regions of Western Europe with large-scale Neogene and English Channel (fig. Id). However, the physical mechanism
Quaternary volcanism. The significant input of volcanogenic that has caused these regionally-significant drainage adjus
material into this river system means that the K-Ar system tments has not previously been identified.
* 16 Neville Square, DURHAM DH1 3PY, England
r w c westaway@ncl ac uk
Manuscrit reçu le 25/02/2003, accepté le 06/01/2004 104
Fig. 1: Regional maps, (a) Map of France, showing the present-
day geometry of the Loire and Seine rivers and the positions of
localities that feature in this study, (b) Map of the Massif Cent
ral and its immediate surroundings, showing the positions of
the Allier and middle-upper Loire rivers in relation to upland
regions that have (solid outlines) or may have (dashed outlines)
experienced Pleistocene glaciation. Adapted from Veyret (1986,
fig. 1). (c) Map of variations in surface heat flow (in mW m 2)
across France, adapted from Lucazeau et al. (1984, fig. 3). Note
the high heat flow in the Ma