Les grandes lignes de l`histoire géologique des Pyrénées

Les grandes lignes de l’histoire géologique des
Pyrénées
Emmanuelle BOUTONNET
Bibliographie :
Livres :
-
Roches métamorphiques et leur signification géodynamique, J Kornprobst, Eds
Masson
Métamorphisme et géodynamique, C Nicollet, Eds. Dunod => métamorphisme
Pyrénéen
Géologie et Géodynamique de la France, J. Dercourt, Eds. Dunod => histoire globale
Comprendre et enseigner la planète Terre, JM Caron et al., Ophrys => Géodynamique
Cartes géologiques :
-
France Sud 1/1000000e
Pyrénées
1/50000e
o Rivesaltes
o Lavelanet
o Quillan
o Saint-Girons
o Tuchan
o Foix
o Lézignan – Corbières
o St Chinian
PLAN DETAILLE.
LES GRANDES LIGNES DE L’HISTOIRE GEOLOGIQUE DES PYRENEES
I – STRUCTURE DES PYRENEES EN LIEN AVEC SON HISTOIRE
A – Structure horizontale des Pyrénées.
B – Structure verticale des Pyrénées.
C –. Répartition et âge des terrains : histoire géologique
II – LES TEMOINS DE L’HISTOIRE PROTEROZOIQUE ET MESOZOIQUE
A – Témoins des orogenèses primaires (hercynienne et cadomiennes)
B – Fin de l’orogenèse hercynienne dans les Pyrénées
C –. Ouverture d’un bassin sédimentaire au mésozoïque
III – L’HISTOIRE MESO-CENOZOIQUE A L’ORIGINE DE LA STRUCTURE
ACTUELLE
A – Le métamorphisme Pyrénéen au début du Crétacé.
B – Les déformations compressives à la fin du Crétacé et au Tertiaire
C –. Les causes géodynamiques de ces déformations.
CORRECTION – INTRO
LES GRANDES LIGNES DE L’HISTOIRE GEOLOGIQUE DES PYRENEES
Introduction :
-
Accroche :
Carte de la sismicité en France métropolitaine : Pyrénées sont une zone sismique. De plus,
hauts reliefs : point culminant = Pic Aneto (3404m).
chaîne de montagnes active.
-
Annonce du sujet et limitations :
Histoire des Pyrénées : se limite-t-on à l’histoire qui a formé les reliefs actuellement visibles
(i.e. tertiaire), ou parle-t-on aussi de l’histoire des roches qui forment la majeure partie des
Pyrénées (i.e. primaire) ? Ne pas se limiter à l’histoire « alpine » des Pyrénées, mais étendre à
l’histoire « hercynienne ».
-
Annonce du plan :
Conclusion :
Intérêt économique : histoire géologique complexe qui aboutit à la formation de différentes
ressources naturelles aujourd’hui exploitées, surtout dans les bassins d’avant-pays
- Le bassin Aquitain : dômes de sel (trias), hydrocarbures (gaz et pétrole) dans les
bassins crétacé Inférieur. Favorisé par les structures en plis et les alternances marnocalcaire. Roche mère : calcaires/ dolomies du Jur. Sup. qui ont migré pour s’accumuler
sous les argiles étanches de l’Aptien (Cr. Inf).
o Bassin de Parentis : Pétrole. Gisements à Parentis-en-Born, Cazaux, Lavergne
= majorité des ressources en pétrole de la France Métropolitaine.
o Bassin de l’Adour : Gaz Naturel. Gisements à Lacq, Meillon et Saint-Marcet.
Avec 220 milliards de m3, le bassin de l’Adour recèle la quasi-totalité des
ressources en Gaz naturel de la France.
I – STRUCTURE DES PYRENEES EN LIEN AVEC SON HISTOIRE
A – Structure horizontale des Pyrénées.
-
-
Etendue : Atlantique – Méditerranée
Limites = failles majeures
o Nord : Chevauchement frontal Nord Pyrénéen délimite Pyr et bassin Aquitain
o Sud : Chevauchement frontal Sud Pyrénéen délimite Pyr et bassin Ebre.
Vergence opposée = structure en fleur
Autres failles importantes :
o Autres chevauchements : vergence variable
o Faille Nord Pyrénéenne : pas de figuré, mais tracé vertical = décrochement.
Documents : carte France au 10-6.
B – Structure verticale des Pyrénées.
-
-
Gravimétrie : Anomalie négative au centre des Pyrénées = racine crustale
Profil Ecors : On voit le Moho s’enfoncer à 50km => chevauchements majeurs
accommodent l’épaississement.
croûte épaisse = caractéristique des zones de collision
structure en fleur confirmée.
Tiroir : Question de la relation de la FNP et des chevauchements ?
Documents : carte Pyrénées = carte Bouguer, profil ECORS (où ?)
C –. Répartition et âge des terrains : histoire géologique
-
-
Zonation du Nord au Sud relié à l’âge des terrains :
o Bassin Aquitain : cénozoïque
o Zone Nord Pyrénéenne : mésozoïque
o Zone Axiale : paléozoïque
o Zone Sud Pyrénéenne (réduite) : mésozoïque
o Bassin Ebre : cénozoïque.
Chaque unité est séparé des unités autour par des failles majeures.
Zone axiale : la plus élevée = exhumation des parties profondes de la chaîne.
Documents : carte France au 10-6.
II – LES TEMOINS DE L’HISTOIRE PROTEROZOIQUE ET MESOZOIQUE
A – Témoins des orogenèses primaires (hercynienne et cadomiennes)
-
-
Témoins d’une tectonique anté-cénozoïque : difficile de différencier la tectonique
Hercynienne de la tectonique Alpine
o Pic d’Anie : on voit les plissements anté-crétacé sup = anté-pyr
o Hors Pyrénées plus facile : exemple Montagne Noire
Orogenèse Hercynienne.
Métamorphisme Hercynien
o Repérer sur la carte géol de France au 10-6.
o Exemple de métamorphisme régional: carte de Giron ou Rivesaltes = isogrades
du Métamorphisme. Dans un diagramme P-T, définit un trajet HT-BP.
o Exemple de métamorphisme de contact autour plutons.
Documents : carte France au 10-6, carte de Girons ou Rivesaltes, métapélite à And/ Sill
B – Fin de l’orogenèse hercynienne dans les Pyrénées
-
-
Magmatisme dans la zone axiale carte géol de France au 10-6 :
o Magmatisme tardi Hercynien à –300Ma
o Magmatisme tardi-cadomien à –500Ma
Plutonisme lié au métamorphisme de HT-BP à la fin de l’orogenèse hercynienne
o Effondrement gravitaire, détachement de slab => remontée isothermes
Extension tardi-Hercynienne :
o Peu visible dans les Pyrénées car failles normales reprises en compression
o Région de Lodève : bassin Permien bordé par une faille normale
Orogenèse Hercynienne terminée au Permien, ensuite extension
et ouverture de bassins sédimentaires.
Documents : carte France au 10-6, photos du bassin de Lodève (où ?)
C –. Ouverture d’un bassin sédimentaire au mésozoïque
-
-
Dépôt de sédiments commence au Permien et se poursuit jusqu’au Crétacé inférieur.
o Permien : lacs peu profonds (Lodève)
o Transgression marine au Trias (peu profond = évaporites).
o Jurassique – Crétacé : approfondissement du bassin : calcaires de + en + fins
o Crétacé : présence de Turbidites (flyshs) = bassins à forte instabilité
Tectonique :
o Blocs basculés dans les calcaires Jurassiques.
o Amincissement crustal = Anomalies Bouguer positives dans le Golfe de
Gascogne
o Présence de matériel mantellique = Lherz
Océanisation maximale au Crétacé.
Documents : log stratigraphique sédiments Pyrénéens – Géol Sud France ou notice carte géol
Saint Girons, carte de Oloron-Sainte-Marie, carte géologique des Pyrénées.
III – L’HISTOIRE MESO-CENOZOIQUE A L’ORIGINE DE LA STRUCTURE
ACTUELLE
A – Le métamorphisme Pyrénéen au début du Crétacé.
-
-
Mise en évidence :
o Carte de France au 10-6 = âge Pyrénéen, localisé autour de la FNP, degré : MT
à HT - BP.
o Présence de minéraux de HT-BP = scapolite.
Lié au jeu de la FNP :
o Scapolites définissent une linéation horizontale
-
o Plis dans les Marbres de la FNP / Schistosité dans les Ardoises FNP
Décrochement dans des conditions de HT.
Age du métamorphisme Pyrénéen : affecte toutes les roches jusqu’à K inf. Pas K sup
Métamorphisme mi-crétacé.
Causes :
o Amincissement crustal très localisé près de la FNP = sillon étroit (0-5km)
d’amincissement lithosphérique :
Explique métamorphisme de HT-BP (granulites, rifting
continental), turbidites Aptien-Albien, et lherzolites localisées
que là.
o Jeu transtensif de la FNP : Ibérie coulisse vers l’est (jeu sénestre) en
s’éloignant de la France.
Documents : carte France au 10-6, marbre à scapolites, photos plis axes verticaux marbres,
reconstitution coupe Pyrénées à l’Aptien – Albien (où ?)
B – Les déformations compressives à la fin du Crétacé et au Tertiaire
-
-
-
Mise en évidence de la tectonique Pyrénéenne :
o Carte de Lavelanet / Oloron Saint Marie : plis orientés E-W.
o Chevauchements (carte de France au 10-6) orientés E-W
Compression N-S : remontée de l’Ibérie vers le N.
Age et chronologie des chevauchements
o Chronologie relative failles / sédiments : les chevauchements sont + récents à
l’extérieur de la chaîne (exemple ; relation avec oligocène « g »)
o Propagation des fronts de chevauchements vers l’extérieur de la chaîne (Jura)
Niveau décollement :
o Nappe des Corbières (Quillian) repose sur un niveau de trias : évaporites
o Toujours le cas (carte de France au 10-6)
Trias composé de roches tendres : failles inverses s’y localisent.
Documents : carte France au 10-6, carte au 1 :50000 de Tuchans ou Quillian / Lavelanet… ,
bloc diagramme Quillian
C –. Les causes géodynamiques de ces déformations.
-
-
Données magnétisme Atlantique nord :
o Anomalie 34 : ouverture E-W et ouverture N-S dans le golfe de Gascogne
Ouverture golfe Gascogne au jurassique et Crétacé inf.
Lié à l’anomalie positive gavimétrique, à l’extension et à la
transgression marine.
o direction paléomagnétiques : Ibérie et France s’éloignent en coulissant au K
inf = trans-tension.
Collision Alpine
o K sup : Début de la collision Afrique/ Ibérie et Europe
o Coulissage Ibérie s’accompagne d’un mouvement compressif = trans-pression
o Puis compression N-S pure au cénozoïque = exhumation du manteau et des
structures profondes.
Documents : carte anomalies magnétiques Atlantique Nord et Gascogne, directions paléomagnétiques Pyrénées, reconstitutions paléo- géographiques,