2.2.3.1. Les grands ensembles géologiques de la plaine de Persépolis

La région de Persépolis est située au sud de la zone de contact, appelée Zagros Thrust, entre la plaque arabique et la plaque eurasiatique⁷⁶. La Zagros Thrust est d’orientation nord-ouest/sud-est et traverse toute la chaîne du Zagros. L’espace compris entre cette zone de collision et le Golfe Persique correspond à la Suture du Zagros, ensemble structural auquel se rattache la région étudiée. La tectonique de cette zone est encore très active comme en témoigne les nombreux tremblements de terre qui frappent régulièrement cette frange sud-ouest de l’Iran. Le contact entre les deux plaques tectoniques a impliqué l’élévation du Zagros et a déplacé sous forme de nappe du nord-est vers le sud-ouest les séries sédimentaires à partir de la fin du Crétacé (période maastrichtienne-70 Ma B.P.)⁷⁷. La coupe géologique (Pl. 4) à travers la plaine montre cette succession d’ensembles sédimentaires d’âge décroissant en direction du sud-ouest, illustrant ce déplacement des grandes unités géologiques à partir de la zone de compression Zagros Thrust.

La carte géologique simplifiée de la plaine de Persépolis (Pl. 4) montre donc une succession de formations calcaires, datées du Jurassique au sud-est, du Crétacé au centre de la plaine et du Tertiaire à l’ouest. Ces formations présentent des faciès différents liés aux milieux de dépôts sédimentaires puis aux processus de diagenèse et de métamorphisme particuliers à chacune.

De manière à simplifier la présentation de la géologie de la région de Persépolis, seules les grandes formations calcaires ont été prises en compte. Au sein d’une même formation, il peut cependant exister une grande variabilité de faciès. De la nature géologique des différents massifs dépendent les différentes formes de reliefs rencontrés dans la plaine (Fig. 2-3) :

• Les formations datées du Jurassique correspondent à des reliefs peu élevés présentant une succession d’assez fines couches de calcaires durs (de l’ordre du mètre à la dizaine de mètres)⁷⁸. Les dépôts du Jurassique se composent également de radiolarites, roches sédimentaires siliceuses très litées à grains fins. Ces roches ne se rencontrent que dans le sud-est de la plaine, essentiellement au nord du lac Tashk⁷⁹.
• Les formations du Crétacé correspondent à des bancs de calcaire plus denses et plus épais. Ces massifs sont donc les plus élevés de la région de Persépolis, pouvant atteindre les 3000m et présentent des reliefs plus accidentés avec, pour certains niveaux de calcaire très dur, la présence des pentes abruptes ou des falaises. Suivant les périodes de formation, ces calcaires crétacés peuvent être plus ou moins marneux et donc plus ou moins massifs, avec des variations de couleur allant du blanc au noir. C’est dans ces formations calcaires massives du Crétacé que se retrouvent les carrières de pierre, modernes ou anciennes⁸⁰. D’un point de vue hydrogéologique, ces reliefs renferment des aquifères peu importants du fait de leur faible karstification⁸¹.
• A l’ouest de la plaine, une série de massifs est constituée d’une succession de couches sédimentaires plus récentes datées du Tertiaire, correspondant à des dépôts mis en place dans des milieux marins ou lacustres beaucoup moins profonds et plus changeants, où le plissement des niveaux plus anciens avait alors déjà commencé. Ces reliefs sont donc constitués d’une succession de couches d’épaisseurs variables, marneuses, sableuses voire calcaires assez massives et présentent un relief plus doux et plus érodé. Ces formations sont très perméables et constituent des réservoirs d’eau plus importants que les reliefs du Crétacé⁸². Les sources sont effectivement nombreuses le long de la limite occidentale de la plaine de Persépolis, au pied de ces massifs du Tertiaire⁸³.

Figure 2‑3 : Les différents types de formations calcaires de la plaine de Persépolis, en haut à gauche formations tertiaires du Kuh-e Lapui, en haut à droite formations crétacées du massif du Kuh-e Hussein, en bas formations jurassiques à proximité du lac Tashk.

L’ensemble des formations marno-calcaires est largement recouvert de dépôts quaternaires. Sur les versants des massifs montagneux, ils correspondent à des dépôts de pente, des cônes de déjection, nés de l’érosion des massifs puis des déplacements gravitationnels ou fluviatiles le long des pentes des reliefs⁸⁴. Les différents synclinaux issus des plissements des couches plus anciennes se sont remplis de sédiments fins éoliens, des lœss, et de dépôts alluviaux transportés par les rivières. Leur accumulation progressive a abouti à la création de la plaine de Persépolis⁸⁵.