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Le site recoupe trois unités de la chaîne pyrénéenne .
(i) Au Nord, l'unité sous-pyrénéenne subautochtone, formant la couverture mésozoïque du massif paléozoïque du Mouthoumet, est faite pour l’essentiel par des faciès de plate-forme du Cénomanien-Turonien-Campanien, alternant marnes et calcaires gréseux, le tout discordants sur une série jurassique-crétacé inférieur très inégalement préservée, dilacérée par l’extension crétacée moyen et posée sur un matelas de Keuper. L’ensemble est structuré par l’extension crétacée en demi horsts à regard Nord, pratiquement intacts car peu affectés par l’inversion pyrénéenne (blocs du Roc Fourcat et du Roc de Tirtacou).
(ii) Au centre l’unité des écailles intermédiaires de Camps-Peyrepertuses-Cucugnan, formée de plusieurs sous-unités allochtones à matériel de plate-forme externe ou de talus, voire de bassin, qui chevauchent la couverture du Mouthoumet. La lame de Peyrepertuses est faite de marnes et de calcaires à rudistes du Santonien, reployés en deux magnifiques charnières synclinale et anticlinale. La lame de Cucugnan comporte une série albienne marneuse (flysch noir) surmontée des calcaires à floridées du Roc Pounchut, le tout en position renversée ; d’importants olistolites de Trias et Lias s’interstratifient dans le flysch albien (Roc Pouyrit).
(iii) Au Sud, l’unité nord-pyrénéenne offre une coupe complète, avec un épais Keuper basal, du Lias calcaire et dolomitique, un Lias supérieur marneux souvent très étiré, les dolomies noires du Jurassique, les calcaires blancs massifs et très épais qui arment la crête principale et s’échelonnent du Jurassique supérieur à l’Aptien (faciès récifal Urgonien). Le Keuper gypseux forme la semelle du chevauchement nord-pyrénéen ; il est très épais et résulte de la reprise en compression d’un diapir lié à l’extension crétacée (Ford & Vergés, 2020), peut-être amorcé dès le rifting jurassique (diapir de Cucugnan, largement préservé entre le ravin de Granan et le col du Triby, au Sud des routes D123 et D14 ; anciennes exploitations de gypse).
(iv) Une quatrième unité, plus localisée sur 3 km de long, au SE de Cucugnan et recoupée par la D123, est faite de sédiments continentaux de faciès garumnien, plus précisément attribués au Vitrollien (Paléocène) par la présence de microcodium : limons argileux rouge vif, à bancs de galets abondants, surmontés vers l’Est (La Bouzole, Roc de Mouillet) par des calcaires lacustres blancs reployés en synclinal couché sous le chevauchement. L’unité (iv) est très tectonisée, voire schistosée pour les marnes, donc postérieurement au Paléocène, par la phase majeure de l’orogenèse pyrénéenne. Mais ces affleurements ont alimenté une longue controverse, sur leur âge (attribué au Maastrichtien sur la feuille géologique Tuchan) et surtout sur leur position structurale. On les a décrits discordants à la fois sur le Keuper et sur l’Albien, ce qui impliquerait un âge crétacé supérieur pour le jeu majeur du Chevauchement nord-pyrénéen (Charrière & Durand-Delga, 2004). D’autres auteurs (Bilotte & Canerot, 2006) ont cependant montré que tous les contacts étaient mécaniques et non stratigraphiques, assimilant l’unité à une écaille tectonique coincée dans le Front nord-pyrénéen par la phase orogénique majeure de l’Eocène. Ils admettent cependant, l’existence d’un diapir précoce , qui a exposé le Trias et la suite de la série Nord-Pyrénéenne, ainsi qu’un jeu limité du chevauchement au Crétacé supérieur, justifiant l’existence d’un piémont conglomératique avec des galets échantillonnant toutes les niveaux stratigraphiques de la Zone Nord-Pyrénéenne.
