BCPST 2 Année 2020-2021

LA CARTE GÉOLOGIQUE DE FRANCE AU MILLIONIÈME (Tout-en-un, Dunod, 2008, modifié)

Ce document expose deux types d’informations géologiques : - Une information principale, l’âge des terrains indiqué par la gamme des couleurs et un

code alphanumérique pour les terrains sédimentaires, la nature (couleur) et l’âge (code numérique) pour les terrains magmatiques.

- Une information à caractère structural indiquée par des figurés en surimpression (les failles et les faciès métamorphiques par exemple).

La carte peut donc se lire à deux niveaux :

- Une lecture globale, à distance, les couleurs mettant en évidence les grands ensembles régionaux et structuraux ;

- Une lecture détaillée, rapprochée, les différents figurés permettant de retrouver les événements géodynamiques successifs.

Cependant ce document ne peut supporter la totalité des informations sous peine de devenir illisible. Ainsi, l’utilisation complémentaire d’une carte physique, de photographies de paysages, de photographies satellitaires, de données géophysiques permet de compléter les informations apportées. La présentation qui suit reprend l’ordre des données fournies par la légende de la carte.

I. PRÉSENTATION GÉNÉRALE DE LA CARTE ET GUIDE DE LECTURE 1.1 L’âge des terrains a) Le codage utilisé Comme pour les cartes au 50 000e, les divers caissons colorés ou cartouches situés sur la gauche de la feuille indiquent l’âge des terrains selon une succession verticale chronologique, du plus ancien en bas vers le plus récent en haut : la succession chronostratigraphique à gauche concerne les terrains sédimentaires, la succession radiochronologique à droite les terrains magmatiques. Généralement, plus les terrains sont anciens, plus les teintes qui leur sont affectées sont foncées. Des caissons plus allongés, disposés en colonnes verticales à l’extrême gauche, représentent soit des unités géologiques non divisibles à l’échelle de la carte (terrains sédimentaires des chaînes plissées récentes notamment), soit des unités géologiques chronologiquement mal délimitées (terrains métamorphiques des massifs anciens et récents par exemple).

b) Les différents types de terrains Les terrains sédimentaires et volcaniques sont caractérisés par leur âge stratigraphique. Des lettres et des chiffres en indice complètent l’identification par les couleurs. Les terrains plutoniques sont caractérisés par leur âge radiochronologique ; des chiffres identifient les caissons. Le côté droit de l’échelle chronologique mentionne quatre orogenèses (icartienne, cadomienne, varisque et alpine). Les terrains métamorphiques sont caractérisés selon le même principe : leur couleur indique l’âge de leur protolithe. L’incertitude concernant l’âge de ce dernier conduit à des regroupements chronostratigraphiques plus ou moins étendus pour les massifs varisques (ou hercyniens) : “ko” pour Cambrien à Ordovicien ou “bo” pour Briovérien à Ordovicien par exemple. Deux cas particuliers sont à noter :

- Le volcanisme associé aux rifts péri-alpins couvrant la fin du Mésozoïque et l’ensemble du Cénozoïque est plus particulièrement détaillé dans la colonne centrale ;

- Les terrains immergés des marges continentales sont représentés par leurs couleurs “chronologiques” attenuées et la lettre symbole correspondante. Ceci peut être illustré dans le Golfe de Gascogne, à l’Ouest de la pointe de Grave, où les terrains de l’Eocène moyen et supérieur (e2), de l’Oligocène (g) et du Miocène (m) sont bien représentés.

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1.2 Les informations complémentaires Caractérisées par des figurés en surcharge sur les couleurs, ces données concernent certains faciès sédimentaires particuliers, des caractères métamorphiques et magmatiques.

a) Les faciès sédimentaires spécifiques On peut distinguer des faciès spéciaux du Quaternaire et quelques faciès particuliers à forte identité régionale.

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Type de faciès Symbolisation Quelques exemples de localisation Cordons dunaires littoraux Pointillés rouges fins Littoral atlantique

Littoral méditérranéen catalan Sable des Landes Pointillés rouges grossiers Partie Ouest du bassin aquitain

Dépôts fluvio-marins Tiretés bleus horizontaux

Marais poitevin et Vendée Camargue Baie du mont St Michel Baie de la Somme Littoral de la mer du Nord

Dépôts morainiques glaciaires Pointillés bleus grossiers Alpes, Pyrénées, Jura Parmi les faciès à spécificité régionale, on peut noter les sables de Fontainebleau, les dépôts fluvio-lacustres des bassins de Paris et d’Aquitaine, les flyschs et le faciès urgonien. Les flyschs sont des séquences détritiques résultant d’un empilement de turbidites, suite à des écoulements gravitaires en masse. Le faciès urgonien, du nom latin d’Orgon dans les Bouches du Rhône, correspond à d’importantes barres calcaires à Rudistes (Lamellibranches) qui arment les reliefs des massifs subalpins septentrionaux.

Type de faciès Symbolisation Quelques exemples de localisation Sables de Fontainebleau Pointillés bleu fins Bassin de Paris Dépôts fluvio-lacustres Pointillés marrons

grossiers Bassin de Paris et partie Sud du Bassin Aquitain

Flyschs Pointillés noirs grossiers Alpes (flysch à helminthoïdes) Versant Nord des Pyrénées

Faciès urgonien Pointillés orangés fins Massifs subalpins : Bornes, Bauges, Chartreuse, Vercors et massifs provençaux

b) Le métamorphisme La couleur des figurés indique l’âge du métamorphisme, leur forme traduit le faciès métamorphique et leur orientation illustre celle de la schistosité ou foliation régionale c’est-à-dire la direction de l’horizontale des plans de schistosité ou de foliation. Les âges des principales orogenèses sont identifiés par les couleurs suivantes : marron pour l’évènement cadomien, orange et rouge pour l’évènement varisque (méso si précoce, néo- si tardif) et bleu pour l’évènement alpin. Les faciès métamorphiques sont distingués en faciès de basse et moyenne pressions (schistes verts, amphibolites, granulite et zone anatectique) et en faciès de haute pression (schistes bleus, éclogites) voire d’ultra-haute pression (reliques à coésite). Les superpositions métamorphiques ne sont pas représentées mais le polyphasage peut être suggéré par des symboles ponctuels.

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c) Le magmatisme Les terrains magmatiques sont définis en quatre grands types d’environnements géodynamiques : marge active, extension continentale, accrétion océanique et orogène de collision. Le volcanisme autre que celui lié aux rifts péri-alpins est représenté en beige foncé, le plutonisme en rouge voire en vert “bouteille” (roches basiques et ultrabasiques des ophiolites varisques et alpines). Des figurés de couleur en surcharge indiquent la nature chimique.

Acide Basique Volcanisme Bleu Vert Plutonisme Blanc Noir

Les granitoïdes des domaines orogéniques, importants dans les massifs varisques, sont indiqués à part et sont subdivisés en deux groupes : peralumineux et calco-alcalins. Cette distinction permet de préciser leur origine. Les premiers sont d’origine crustale (anatexie de séries métamorphiques pélito-gréseuses), les seconds sont d’origine mantellique (fusion partielle d’un manteau hydraté suite à la subduction puis différenciation magmatique, ou décompression adiabatique en fin d’orogenèse). Quand les terrains magmatiques sont métamorphisés, seuls les attributs marqueurs du métamorphisme apparaissent.

1.3 Les informations structurales et tectoniques Des indications morphologiques diverses sont portées sur la carte comme :

- les structures sous-marines (éventails sous-marins autour de la Corse, cicatrices d’arrachement dans le golfe du Lion, diapirs de sel....etc.) ;

- les isobathes du toit du socle (traits continus marrons) ou de la base de séries sédimentaires (traits continus roses ou orangés) de la couverture, indiquées au niveau des bassins sédimentaires (bassins de Paris et d’Aquitaine, fossé Rhénan, bassin molassique suisse..) et des marges continentales immergées (golfe de Gascogne, golfe du Lion).

Les informations tectoniques sont de deux ordres : - La direction des schistosités et foliations régionales principales, marquée par l’orientation des

figurés du métamorphisme ; - Les accidents tectoniques dont l’épaisseur du trait traduit l’importance tandis que l’ornementation

du trait (triangles, flèches, rectangles) indique le type de déformation. Lorsqu’un accident se prolonge sous une formation discordante, il est représenté en pointillés.

1.4 Les cartouches structuraux : cycles varisque et alpin Ces deux cartouches sont situés à part, sur la droite de la carte. Les terrains sont figurés dans leur position actuelle.

- Dans le schéma structural varisque, l’ablation de la couverture mésozoïque et cénozoïque permet de mettre en évidence les structures sous-jacentes du bassin Parisien et du bassin Aquitain, révélées par la géophysique.

- Dans le schéma structural alpin, les structures majeures des chaînes alpine et pyrénéenne sont indiquées ainsi que leurs relations avec les bassins d’avant-pays. Les profondeurs actuelles du MOHO y sont reportées.

II. LA ZONATION GÉOLOGIQUE DE LA FRANCE MÉTROPOLITAINE L’analyse de la carte de France au millionième fait apparaître une grande diversité des formations géologiques, tant du point de vue de leur lithologie que de leur disposition relative et de leur âge. Le socle y est largement représenté. C’est au niveau du Massif Armoricain qu’il est possible d’y retracer au mieux son histoire. On y situe tout d’abord les roches les plus anciennes de la France continentale (plus de 2 Ga) et les meilleurs témoignages de l’orogénèse cadomienne, en grande partie épargnés par l’orogenèse varisque. Celle-ci y est également bien documentée et suggère la disparition d’au moins un paléo-océan à la suite de la collision de blocs continentaux septentrionaux et méridionaux. L’analyse de ces mêmes structures dans le Massif Central est rendue délicate par l’ampleur des charriages et l’intensité du métamorphisme associé qui a souvent conduit à l’anatexie les matériaux engagés.

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Ce socle, après une phase d’érosion permo-triasique, a été plus ou moins immergé au cours du Mésozoïque et du Cénozoïque. Il en est résulté une couverture ce qu’attestent les bassins sédimentaires qui se sont développés au niveau des zones subsidentes. Dans le Bassin Parisien, la sédimentation a débuté au Trias et s’est poursuivie jusqu’au milieu du Cénozoïque mais de manière discontinue en raison de la faible profondeur du bassin et des fluctuations eustatiques. On y distingue une disposition en auréoles des unités sédimentaires, les plus récentes étant au centre. Cette disposition en « pile d’assiettes » est la conséquence non seulement de la subsidence du centre du bassin mais également du soulèvement (ou épirogenèse) récent de ses bordures Nord et Est. Du coup, suite à l’érosion, toute la série sédimentaire affleure entre les Vosges et la région parisienne. Le Bassin Aquitain qui communique avec le Bassin Parisien par le seuil du Poitou et avec le Languedoc par le seuil du Lauragais est, à l’inverse du bassin de Paris, caché par des dépôts plus récents pour sa partie centrale. Sa connaissance doit donc beaucoup aux nombreux forages pétroliers. Sa partie Nord présente une organisation en auréoles alors que sa partie Sud est plus complexe par suite de son implication dans l’histoire pyrénéenne. Le socle y est à plus de 5000 m de profondeur contre 3000 m dans le bassin de Paris. Par ailleurs certains secteurs de socle voire de couverture ont été affectés d’une tectonique extensive E-O qui s’exprime à travers des fossés d’effondrement cénozoïques N-S comme les Limagnes d’Allier et de Loire, le fossé bressan ou le fossé rhénan. Des chaînes volcaniques récentes, souvent corrélé à ces évènements distensifs, sont implantées en partie en bordure des fossés d’effondrement péri-alpins oligocènes. Elles sont essentiellement distribuées dans le Massif Central ; il s’agit du massif du Cantal, plus grand volcan européen récent (80 km de diamètre à sa base), du plateau de l’Aubrac, du massif du Velay, du massif des Monts Dores, de la chaîne des Puys et plus modestement des volcans de l’Escandorgue dans le Languedoc. D’autres domaines, en marge de la plate-forme européenne mésozoïque, ont été fortement plissés lors de l’orogenèse alpine ce qui rend leur histoire complexe. C’est le cas des Pyrénées, de la Provence, des Alpes, du Jura et de la Corse qui constituent les chaînes alpines. A leur périphérie la Bourgogne, le Bas-Languedoc et le couloir Rhodanien constituent des régions de transition. Le secteur du Jura au Nord est un système de plis de couverture n’affectant que la série méso-cénozoïque qui a glissé sous l’effet de la poussée alpine sur les niveaux plastiques du Trias. Une large dépression ou bassin molassique suisse le sépare du front des Alpes représenté par les massifs subalpins. Les plis recoupés par des failles inverses voire des chevauchements s’y généralisent, vraisemblablement sous l’effet de l’écaillage du socle et de la surrection des massifs cristallins externes. Les zones alpines plus internes sont le domaine de grands charriages d’unités métamorphiques associant socle varisque et couverture mésozoïque. Le système alpin se prolonge vers le Sud par la chaîne des Pyrénées, chaîne également récente qui remobilise une large partie du socle hercynien des plate-formes ibérique et aquitaine entrées en collision au Crétacé supérieur puis à l’Eocène. Elle se raccorde aux Alpes méridionales via des chevauchements à vergence Nord présents dans la région du Languedoc puis des plis provençaux E-O. Des jeux en décrochements senestres des failles cévenoles redécoupent l’ensemble. Quant au prolongement vers l’Est de la zone axiale des Pyrénées, il est tout simplement absent suite à l’ouverture du bassin liguro-provençal ; c’est une marge passive à fort remplissage sédimentaire, la marge du golfe du Lion, qui s’y substitue.

Il existe deux régions présentant des caractères mixtes, la Provence et la Corse. La Provence est classiquement découpée en Provence cristalline représentée entre Toulon et Cannes par les massifs paléozoïques des Maures, du Tanneron et de l’Estérel, et en Provence calcaire constituée de synclinaux méso-cénozoïques séparés par des antiformes (Sainte-Baume et Sainte-Victoire situées respectivement à l’Est et au Nord de Marseille). La Corse est elle aussi partagée en deux domaines ; le tiers Nord-Est de l’île, caractérisé par des terrains jurassiques et des ophiolites constitue la Corse alpine tandis que le reste de l’île, formé de granitoïdes, constitue la Corse hercynienne ou varisque.