Histoire géologique
mardi 4 août 2015, par
L’histoire géologique du Morvan
Texte et dessins : Jacques Bonvalot, Jean Salomon, Daniel Sirugue, Muriel Boudard et Frédéric Barbin -Parc naturel régional du Morvan-
Dessins vectoriels et documents Word : Alain Gallien
Le Morvan, prolongement nord du Massif Central français, est un élément de la chaîne hercynienne. Les terrains les plus anciens sont constitués de roches métamorphiques, principalement des gneiss. On a pu estimer, par analogie avec ce qui est connu ailleurs, que c’est une vieille série briovérienne (Précambrien) qui a été métamorphisée, il y a plus de 400 millions d’années. Ce métamorphisme s’est accompagné localement de fusion partielle qui se traduit par la présence de migmatites.
Dévonien supérieur à Viséen inférieur (- 375 à – 350 millions d’années)
Du Dévonien supérieur jusqu’au Viséen inférieur (Carbonifère inférieur), entre 375 et 350 millions d’années, une sédimentation de plateforme (milieu marin peu profond) s’installe sur le socle métamorphique érodé (c’est la série de la Somme). Il se dépose alors des calcaires, des argiles et des grès. En même temps, une intense activité volcanique se manifeste par des émissions basaltes et provoque des coulées sous-marines boueuses à éléments volcaniques qui s’intercalent dans les sédiments argilo-gréseux.
Viséen supérieur (à partir de – 350 millions d’années)
Au Viséen supérieur, à partir de 350 millions d’années, se produit une nouvelle phase de fracturation des terrains. Se mettent alors en place de puissantes formations volcaniques connues sous le nom de tufs orthophyriques ou anthracifères. Dans ces tufs, on retrouve des débris de charbon et des dépôts terrigènes, ce qui indique que pendant cette période pouvaient se développer de petits bassins houillers à sédimentation argilo-gréseuse. Ces matériaux sont en discordance (c’est-à-dire qu’ils se déposent horizontalement sur d’anciens dépôts basculés puis érodés) sur la série de la Somme. Cet épisode de grande activité tectonique voit aussi la mise en place de filons et de nappes de micro-granites en intrusion dans les tufs.
Formation et mise en place des granites à biotite( - 345 à - 300 millions d’années)
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1 -La distension provoque la remontée du manteau asthénosphérique. Sa décompression entraîne sa fusion partielle donnant un magma basaltique. Lors de sa remontée" il réchauffe la base de la croûte qui fond partiellement.
2 -Les deux magmas se mélangent pour donner un magma granitique de type calco-alcalin.
3 -Ce magma remonte dans la croûte et se met en place dans l’encaissement gneissique, vers 5 km de profondeur en moyenne, où il va se solidifier.
Détail : relation leucogranites / granites calco-alcalins à biotite
Entre 345 et 300 millions d’années se développent, en profondeur, des plutons granitiques que l’on peut séparer
en 2 ensembles :
- - tout d’abord, les granodiorites et granites à biotite, divisés en deux principaux massifs qui sont le massif des Sellons, au nord du Morvan, et le massif de Luzy, au sud. La composition chimique (calco-alcaline) de ces granites indique qu’ils proviennent de magmas mixtes issus du manteau et de la croûte continentale et qu’ils se sont formés en contexte distensif ;
- - le deuxième groupe est constitué par des granites à biotite et muscovite, ou leucogranites. Moins étendus que le granite à biotite, on distingue deux massifs : l’un au nord (massif de la Pierre-qui-Vire) et l’autre au sud du bassin d’Autun (massif de Mesvres). La composition chimique de ces granites indique qu’ils proviennent d’une fusion de la croûte.
Stéphanien à Permien inférieur (de – 350 à - 280 millions d’années)
À partir du Stéphanien, on retrouve des dépôts dans des bassins intramontagneux limités par des failles Est-Ouest. On en dénombre trois : au nord du Morvan, le bassin de Sincey-lès-Rouvray, le bassin d’Épinac à l’Est d’Autun et le bassin de Blanzy-Montceau au sud. Dans ces bassins se développe, sous climat chaud et humide, une sédimentation lacustre argileuse et gréseuse avec de nombreux débris végétaux (qui évolueront en charbon). À cause de phénomènes tectoniques locaux, le bassin de Sincey-Iès-Rouvray va se trouver pincé et ses dépôts vont se plisser.
Pour en savoir plus sur le Morvan houiller...
Permien
À l’Autunien (début du Permien, vers 295 millions d’années), la sédimentation fluvio-lacustre se poursuit dans les anciens bassins stéphaniens (Autun, Blanzy). Mais les passées charbonneuses sont plus rares. Par contre, certains niveaux riches en matière organique vont donner des schistes bitumineux exploités dans la région d’Autun. Pendant le Permien, des mouvements tectoniques entraînent une forte activité volcanique particulièrement développée dans la région de Montreuillon où se mettent en place en surface d’importantes masses de tufs rhyolitiques et des microgranites en profondeur. Image : guide géologique Bourgogne - Masson éditeur-
À partir du Saxonien (275 millions d’années), l’érosion s’intensifie tandis que le climat devient plus aride. Les produits de l’érosion, souvent conglomératiques, sont étalés par des cours d’eau et prennent un faciès rouge particulier. Ils sont bien développés dans le bassin de Blanzy-Montceau.
Secondaire :
Au Ladinien (Trias moyen), qui commence il y a 235 millions d’années, le niveau de la mer monte et elle envahit le Morvan alors aplani par l’érosion. la remontée des eaux est lente si bien que la mer met 30 millions d’années pour recouvrir la totalité du Morvan, à l’Hettangien. C’est pourquoi on ne trouve les dépôts les plus anciens de cette transgression que dans les régions alors les plus basses
On peut trouver les dépôts triasiques essentiellement sur le bord est du Morvan, au sud du bassin d’Autun.
Au Trias, la sédimentation est principalement terrigène (grès et arkoses) car la tranche d’eau est encore très faible et l’influence des terres émergées grande. La faible épaisseur d’eau permet également des dépôts évaporitiques comme le gypse
Après le recouvrement total du Morvan par la mer à l’Hettangien vers 205 millions d’années, les dépôts deviennent plus calcaires et riches en fossiles. Le Sinémurien (200-195 millions d’années) se caractérise par l’abondance de ses huîtres appelées gryphées. Puis la sédimentation devient très argileuse et importante pendant tout le jurassique inférieur ou Lias qui se termine autour de 180 millions d’années.
Vers 185 millions d’années, des eaux chaudes, circulant dans le substratum granitique grâce à des fractures, apportent des éléments chimiques qui précipitent sous forme de minéraux tels la silice, la fluorine, la barytine, qui vont imprégner les horizons triasiques, hettangiens ou sinémuiens (exemple : Pierre-Perthuis).
Au Jurassique moyen, qui débute il y a 180 millions d’années, la sédimentation est toujours calcaire ou marno-calcaire. Les derniers dépôts de l’ère secondaire observables en périphérie du Morvan datent du Bathonien. Bien qu’ils se soient déposés jusqu’au Crétacé supérieur, comme dans le reste de la Bourgogne, les dépôts sus jacents ont été érodés au cours du Tertiaire.
Au cours de l’ère tertiaire se produit un événement important. Le Morvan est surélevé pour former un horst, tandis que les régions voisines sont abaissées. Le paroxysme de ces mouvements qui affectent toute la France se situe à l’Oligocène (vers 34-24 millions d’années). C’est l’époque de formation des grands fossés d’effondrement tels la Bresse à l’est et la Limagne au sud-ouest. L’érosion va attaquer fortement les zones hautes comme le Morvan à partir du Miocène. Elle va finalement décaper ce dernier de sa couverture sédimentaire et mettre à nu les terrains cristallins.
Aujourd’hui :
Au Tertiaire et pendant tout le Quaternaire jusqu’à nos jours, les roches cristallines du Morvan, mises à l’affleurement par l’érosion, subissent l’action des agents météoriques (pluie, vent, gel, acides humiques...). Par ces actions combinées, les granitoïdes sont attaqués et vont donner une arène, un sable plus ou moins -argileux, qui peut atteindre plusieurs mètres d’épaisseur .
