Hostname: page-component-76fb5796d-zzh7m Total loading time: 0 Render date: 2024-04-26T06:05:03.477Z Has data issue: false hasContentIssue false
  • English
  • Français

Recent active faults in Belgian Ardenne revealed in Rochefort Karstic network (Namur Province, Belgium)

Published online by Cambridge University Press:  01 April 2016

S. Vandycke  and
Y. Quinif
S. Vandycke*
Affiliation:
Géologie Fondamentale et Appliquée, Faculté Polytechnique de Mons, Rue de Houdain, 9, B-7000 Mons, Belgium
Y. Quinif*
Affiliation:
Géologie Fondamentale et Appliquée, Faculté Polytechnique de Mons, Rue de Houdain, 9, B-7000 Mons, Belgium Centre d’Etudes et de Recherches Appliquées au Karst (CERAK), Faculté Polytechnique de Mons, Rue de Houdain, 9, B-7000 Mons, Belgium
*
Corresponding author: sara.vandycke@fpms.ac.be., yves.quinif@fpms.ac.be.
Corresponding author: sara.vandycke@fpms.ac.be., yves.quinif@fpms.ac.be.
Rights & Permissions [Opens in a new window]

Abstract

Core share and HTML view are not available for this content. However, as you have access to this content, a full PDF is available via the ‘Save PDF’ action button.

This paper presents observations of recent faulting activity in the karstic network of the Rochefort Cave (Namur Province, Belgium, Europe). The principal recent tectonic features are bedding planes reactivated as normal faults, neo-formatted normal faults in calcite flowstone, fresh scaling, extensional features, fallen blocks and displacement of karstic tube. The seismo-tectonic aspect is expanded by the presence of fallen blocks where normally the cavity must be very stable and in equilibrium. Three main N 070° fault planes and a minor one affect, at a decimetre scale, the karst features and morphology. The faults are still active because recent fresh scaling and fallen blocks are observable. The breaking of Holocene soda straw stalactites and displacements of artificial features observed since the beginning of the tourist activity, in the last century, also suggest very recent reactivation of these faults. This recent faulting can be correlated to present-day tectonic activity, already evidenced by earthquakes in the neighbouring area. Therefore, karstic caves are favourable sites for the observation and the quantification of recent tectonic activity because they constitute a 3-D framework, protected from erosion. Fault planes with this recent faulting present slickensides. Thus a quantitative analysis in term of stress inversion, with the help of striated faults, has permitted to reconstruct the stress tensor responsible for the brittle deformation. The principal NW-SE extension (σ3 horizontal) is nearly perpendicular to that of the present regional stress as illustrated by the analysis of the last strong regional earthquake (Roermond, The Netherlands) in 1992. During the Meso-Cenozoic, the main stress tectonics recorded in this part of the European platform is similar to the present one with a NE-SW direction of extension.

The discrepancy between the regional stress field and the local stress in the Rochefort cave can be the result of the inversion of the σ2 and σ3 axes of the stress ellipsoid due to its symmetry or of a local modification at the ground surface of the crustal stress field as it has been already observed in active zones.

Keywords

Ardennekarstrecent faultsRochefort Cavestress analysistectonics
Type
Research Article
Information
Netherlands Journal of Geosciences , Volume 80 , Issue 3-4 , December 2001 , pp. 297 - 304
Copyright
Copyright © Stichting Netherlands Journal of Geosciences 2001

References

Angelier, J., 1990. Inversion of field data in fault tectonics to obtain the regional stress . III. A new rapid inversion method by analytical means. Geophysical Journal. International 103: 363–376.Google Scholar
Angelier, J., 1994. Fault slip analysis and palaeostress reconstruction. In: Hancock, P., ed.: Continental Deformation., Pergamon Press: 53–100.Google Scholar
Angelier, J. and Bergerat, F., 1983. Systèmes de contraintes et extension intracontinentale. Bulletin Centre Recherches Exploration Production Elf Aquitaine 7 : 137–147.Google Scholar
Atkinson, T.C., Harmon, R.S., Smart, P.L., Waltham, A.C., 1978. Paleoclimatic and geomorphic implications of 230Th/234U dates on speleothems from Britain Nature 272: 24–28.Google Scholar
Bastin, B., 1978. L’analyse pollinique des stalagmites : une nouvelle possibilité d’approche des fluctuations climatiques du Quaternaire. Annales Société Géologique Belgique 101: 13–19.Google Scholar
Bevan, T.G., Hancock, P.L., 1986. A late Cenozoic regional mesofracture system in southern England and northern France. Journal of the Geological Society of London, 143: 355–362.Google Scholar
Bergerat, F., Gudmundsson, A., Angelier, J., Rögnvaldsson, S., 1998. Seismotectonics of the central part of the South Iceland Seismic Zone. Tectonophysics, 298 :319–335.Google Scholar
Bini, A. and Cappa, G., 1978. Considerazioni sulla morfologia delle cupole. Quaderni Museo Speleologia, L’Aquila IV : 47–62.Google Scholar
Bini, A., Quinif, Y., Sules, O. & Uggeri, A., 1992. Evidences de tectonique récente dans les grottes du M. Campo de Fiori (Lombardie, Italie). Karstologia 19 : 23–30.Google Scholar
Bretz, J.H., 1942. Vadose and phreatic features of limestone caves. Journal Geological 50 : 675–811.Google Scholar
Camelbeeck, T., 1994. Mécanismes au foyer des tremblements de terre et contraintes tectoniques: le cas de la zone intraplaque belge. - Série géophysique n° hors-série, Observatoire Royal de Belgique, Bruxelles.Google Scholar
Camelbeeck, T. and van Eck, T., 1994. The Roer Valley graben earthquake of 13 April 1992 and its seismotectonic setting. Terra Nova 6: 291–295.Google Scholar
Camelbeeck, T. and Meghraoui, M., 1996. Large earthquakes in northern Europe more likely than once thought. Eos 77, 42 : 405–409.Google Scholar
de Heinzelin, J., 1963. Le réseau hydrographique de la région gallo-belge au Néogène. Essai de reconstitution. Bulletin de la Société Belge de Géologie, Paléontologie et hydrologie 72 : 137–148.Google Scholar
Delvaux De Fenffe, D., 1985. Géologie et tectonique du Parc de Lesse et Lomme au bord sud du Bassin de Dinant (Rochefort, Belgique). Bulletin Société Belge de Géologie 94 : 81–95.Google Scholar
Demoulin, A., 1989. Quaternary tectonics in the northern Ardennes, Belgium. Tectonophysics 163: 315–321.Google Scholar
Ek, C., 1976. Les phénomènes karstiques. In: Pissart, A., ed : Géomorphologie de la Belgique : 138–158.Google Scholar
Ford, D.C. & Williams, P., 1989. Karst geomorphology and hydrology. Hyman, Unwin eds., London.Google Scholar
Forti, P. and Postpischl, D., 1984. Seismotectonic and paleoseismic analysis using karst sediments. Marine Geology 55 : 145–161.Google Scholar
Fourmarier, P., 1954. Tectonique. In: Prodrome d’une description géologique de la Belgique. Société Géologique de Belgique, Ed., Liège, Vaillant-Carmanne.Google Scholar
Gilli, E., 1986. Néotectonique dans les massifs karstiques, un exemple dans les Préalpes de Nice : la grotte des Deux Gourdes. Karstologia 8 : 50–52.Google Scholar
Gordon, D., Smart, P.L., Ford, D.C., Andrews, J.N., Atkinson, T.C., Rowe, P. & Christopher, N.S.J., 1989. Dating of Late Pleistocene Interglacial and Interstadial Periods in the United Kingdom from Speleothems Growth Frequency. Quaternary Research 31 : 14–26.Google Scholar
Jeannin, P.Y., 1990. Néotectonique dans le karst du Nord du lac de Thoune (Suisse). Karstologia 15 : 41–54.Google Scholar
Ivanovitch, M., Latham, A.G. and Ku, T.L., 1992. Uranium-series disequilibrium in geochronology. In: Ivanovitch, M. & Harmon, R.S., eds : Uranium series disequilibrium -Applications to environmental problems, Clarendon, Oxford : 62–94.Google Scholar
Lauritzen, S.E., 1995. High Resolution Paleotemperature Proxy Record for the Last Interglaciation Based on Norwegian Speleothems. Quaternary Research 43 : 1–14.Google Scholar
Michot, P., 1980. Belgique. In: Géologie des pays européens; France, Belgique, Luxembourg, Ed. Dunod, Paris.Google Scholar
Mocchiutti, A. & Valent, M., 1998. Evidences morphologiques de mouvements tectoniques récents dans les grottes du Friuli (Nord-est Italie), avec référence particulière aux mouvements postérieurs au tremblement de terre de 1976. Speleochronos hors-série: 123–125.Google Scholar
Müller, B., Zoback, M.L., Fuchs, K., Mastin, L.,Gregersen, S., Pavoni, N., Stephansson, O. & Ljungren, C., 1992. Regional Patterns of tectonic stress in Europe. Journal of Geophysical Research 97 : 783–803.CrossRefGoogle Scholar
Overlau, P. & Quinif, Y., 1979. La région d’Eprave et de Han-Sur-Lesse. Annales Société Géologique Belgique 102 : 168–170.Google Scholar
Plenefisch, T. & Bonjer, K.P., 1994. The stress tensor in the Rhine Graben area derived from earthquake focal mechanisms. Geologie en Mijnbouw 73, 169–172.Google Scholar
Postpischl, D., Agostini, S., Forti, P. & Quinif, Y., 1991. Palaeoseis-micity from karst sediments : the ‘Grotta del Cervo’ cave case study (Central Italy). Tectonophysics 193 : 33–44.Google Scholar
Quinif, Y., 1973. Contribution à l’étude morphologique des coupoles. Annales de Spéléologie 28 : 565–573.Google Scholar
Quinif, Y., 1977. Essai d’étude synthétique des cavités karstiques de Belgique. Revue Belge de Géographie 101 : 115–173.Google Scholar
Quinif, Y., 1984. Les grottes. In: Le karst belge, Kõlner geographische Arbeiten 45 : 31–38.Google Scholar
Quinif, Y., 1989. Paleokarsts in Belgium. In: Bosak, P., Ford, D.C., Glazek, J., Horacek, I., eds : Paleokarst : A Systematic and Regional Review, Elsevier and Academia, Amsterdam and Praha 35–50.Google Scholar
Quinif, Y., 1990. La datation des spéléothèmes (U/Th) appliquée aux séquences sédimentaires souterraines pour une mise en évidence des ruptures paléoclimatiques. Karstologia Mémoires 2 : 23–32.Google Scholar
Quinif, Y., 1996. Enregistrement et datation des effets sismo-tec-toniques par l’étude des spéléothèmes. Annales Société Géologique de Belgique 119 : 1–13.Google Scholar
Quinif, Y. & Bastin, B., 1994. Datation uranium/thorium et analyse pollinique d’une séquence stalagmitique du stade isotopique 5 (Galerie des Verviétois, Grotte de Han-sur-Lesse, Belgique). Compte Rendus Académie des Sciences de Paris 318 : 211–217.Google Scholar
Quinif, Y. & Genty, D., 1997. Sedimentary recording and dating of seismotectonic events by speleothems. Aardkundige Mededelingen 8: 149–152.Google Scholar
Quinif, Y., Vandycke, S. & Vergari, A., 1997a. Chronologie et causalité entre tectonique et karstifîcation. L’exemple des paléokarsts crétacés du Hainaut (Belgique). Bulletin Société Géologique de France 168 : 463–472.Google Scholar
Quinif, Y., Van Ruymbeke, M., Camelbeeck, T. & Vandycke, S., 1997b. Les failles actives de la Grotte de Rochefort (Ardenne, Belgique) sont-elles sismogéniques? Installation d’un laboratoire souterrain. Aardkundige Mededelingen, 8: 153–155.Google Scholar
Renault, P., 1958. Eléments de spéléomorphologie karstique. Annales de Spéléologie 13 : 23–48.Google Scholar
Renault, P., 1968. Contribution à l’étude des actions mécaniques et sédimentologiques dans la spéléogénèse. Annales de Spéléologie 23 :259–596.Google Scholar
Vanara, N., 2000. Le karst des Arbailles. Karstologia, mémoires, n°8, 320 p.Google Scholar
Vanara, N., Maire, R. & Lacroix, J., 1997. La surface carbonatée du massif des Arbailles (Pyrénées-Atlantiques) : un exemple de paléoréseau hydrographique néogène déconnecté par la surrection. Bulletin de la Société Géologique de France 168 : 255–265.Google Scholar
Van den Broeck, E., Martel, E.A. & Rahir, E., 1910. Les cavernes et rivières souterraines de la Belgique. Lamertin, Bruxelles.Google Scholar
Vandycke, S., 1992. Tectonique cassante et paléo-contraintes dans les formations crétacées du Nord-Ouest européen. Implications géodynamiques. Ph.thesis, University of Paris VI.Google Scholar
Vandycke, S. & Bergerat, F., 1989. Analyse microtectonique des déformations cassantes dans le Bassin de Mons. Reconstruction des paléo-champs de contrainte au Crétacé-Tertiaire. Annales Société Géologique de Belgique 112 : 469–478.Google Scholar
Vandycke, S., Bergerat, F. & Dupuis, C., 1991. Meso-Cenozoic faulting and inferred paleostresses of the Mons basin (Belgium). Tectonophysics 192 :261–271.Google Scholar
White, W.B., 1988. Geomorphology and Hydrology of Karst Terrains. Oxford University Press, New York, Oxford.Google Scholar