Géologie de la France

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"L'histoire de la France s'est tissée au fil du temps par le jeu et la succession des phénomènes géologiques: ouverture puis fermeture des océans, collisions continentales et surrections montagneuses, le tout accompagné, en fonction des contextes, de magmatismes et de métamorphismes, d'érosion, de dépôts et de formation de roches sédimentaires, au gré des régimes climatiques et des variations des niveaux marins" [François Michel, "Le tour de France d'un géologue" Editions Delachaux et Niestlé]

Les plus anciennes formations géologiques répertoriées à ce jour en France datent principalement du Protérozoïque, éon du Précambrien allant de 2.5 milliards d'années à  541 millions d'années.

 

LA FRANCE AU PROTÉROZOÏQUE  
 

Les plus anciennes formations géologiques répertoriées à ce jour en France datent principalement du Protérozoïque, éon du Précambrien allant de 2.5 milliards d'années à  542 millions d'années.

On subdivise l'éon du Protérozoïque (2.5 Ga à 542 Ma) en en trois ères:

  • L'ère du Paléoprotérozoïque (2.5 à 1.6 Ga) qui comprend une subdivision  appelée en France Icartien* (2.5 à 1.6 Ga)
  • L'ère du Mésoprotérozoïque (1.6 Ga à 1 Ga) qui comprend une subdivision  appelée anciennement en France Pentévrien* (1.6 Ga à 1 Ga).
  • L'ère du Néoprotérozoïque (1 Ga à 544 Ma) qui comprend une subdivision  appelée anciennement en France Briovérien regroupant  dans l'échelle stratigraphique actuelle: le Cryogénien (850 Ma à  630 Ma) et l'Édiacarien (630 Ma à  542 Ma)

Icartien, Pentévrien et Briovérien trois périodes du Protérozoïque  associées à des cycles orogéniques (cycles icartien, penthévrien et cadomien) qui ont marqués l'histoire géologique de la France.

 

Pendant cette  période de 2 milliards d'années, une succession de phénomènes géologiques: formation des premières masses continentales, tectonique des plaques et plusieurs cycles orogéniques définit en France: orogenèse icartienne*, orogenèse pentévrienne* (Voir paragraphe ci-dessous) et orogenèse cadomienne* (Phase de l'orogenèse panafricaine voir encart Orogenèses ci-dessus) se produisent et donnent naissance  aux formations qui affleurent de nos jours de façon limitée sous forme de roches principalement granito-gneissique et métamorphiques (schistes) dans le Massif armoricain, la Manche, les Vosges, les Pyrénées, la Corse, et la Montagne noire.

LE CYCLE ICARTIEN ou OROGENESE ICARTIENNE (2.5 à 1.6 Ga). Naissance des plus vieilles roches de France lors de la formation du supercontinent Columbia.
Elles affleurent aujourd'hui dans le nord du Massif Armoricain et le nord-ouest de la presqu’ile du Cotentin.
 

"Les phases tectoniques associées à cette orogenèse (icartienne) ont conduit à la formation d'un supercontinent connu sous le nom de Columbia." (Rogers et Santosh, 2002, 2004 ; Zhao et al., 2004). Texte extrait du livre: Géologie de la France - Didier Quesne et Annabelle Kersuzan - Editions Omniscience 2018.

 

Il y a 2 milliards d'années,  un cycle orogénique appelée cycle Icartien* ou orogenèse icartienne donne naissance aux premières roches de France sous la forme d' une barrière de  roches magmatiques (granites, ou granitoïdes), aujourd'hui métamorphisées en gneiss (orthogneiss).
Ce cordon rocheux localisé à l'époque dans l'hémisphère sud (Voir carte ci-dessous) affleure aujourd'hui dans la partie nord du Massif Armoricain et au nord-ouest de la presqu’ile du Cotentin.

Il est composé de gneiss appelés gneiss icartiens* dont l'age est établi entre 2.2 Ga à 1.8 Ga. On parle de gneiss œillés. Leur dénomination vient de la présence de cristaux de feldspath plus ou moins étirés qui font penser à des yeux.  (Photos ci-dessous Port-Béni et Pors-Raden)

Au contact de ce gneiss icartiens, il existe d'autres gneiss plus vieux datés de 2.5 Ga appelés gneiss lités issus d’anciennes roches sédimentaires, formant l'encaissant des gneiss icartiens. On parle de paragneiss (roches métamorphiques issues de roches sédimentaires).  (Photos ci-dessous Ploumanac'h)
Le socle  ancien de la France constitué de gneiss icartiens est né là, dans l'hémisphère sud, il en reste aujourd'hui une bande large de quelques kilomètres qui affleure à l'état de fragments  en Bretagne, dans la province du Trégor (Côtes d'Armor) : dans les environs de Loquirec, sur la plage de Trébeurden, sur l'estran de Ploumanac'h, à Pleubian sur la plage de Port-Béni.
Puis, cette bande disparaît en mer , traverse les îles de Sercq et de Guernesey, et refait surface en Manche à la Hague: à l'Anse du Cul rond (Nez de Jobourg), dans la baie d'Écalgrain. (Photos ci-dessous Baie d'Écalgrain)
A cette barrière rocheuse vont se greffer au fil des millénaires les autres terrains de l'hexagone.

 
Ploumanac'h - Vue générale depuis le parking du sémaphore sur l'estran rocheux formé de gneiss lités. © M.CRIVELLARO

Ploumanac'h - Vue générale depuis le parking du sémaphore sur l'estran rocheux formé de gneiss lités. 

Ploumanac'h - Estran rocheux de gneiss lités  (2 Ga) entre Le Ronalien et l'anse de Pors-Rolland - © M.CRIVELLARO

Ploumanac'h - Estran rocheux de gneiss lités  (2 Ga) entre Le Ronalien et l'anse de Pors-Rolland - 

Ploumanac'h - Gros plan gneiss lités (Paragneiss 2 Ga) - Les plus vieilles roches de France - © M.CRIVELLARO

Ploumanac'h - Gros plan gneiss lités (Paragneiss 2 Ga) - Les plus vieilles roches de France - 

Pleubian - Port-Béni - Vue générale de la  Grève de Port -Béni - Affleurement de gneiss icartiens datés 1.8 Ga. © M.CRIVELLARO

Pleubian - Port-Béni - Vue générale de la  Grève de Port -Béni - Affleurement de gneiss icartiens datés 1.8 Ga. 

Pleubian - Port-Béni - Gneiss icartien de 1.8 Ga. © M.CRIVELLARO

Pleubian - Port-Béni - Gneiss icartien de 1.8 Ga. 

Trébeurden - Plage de Pors-Raden - Gros plan gneiss icartien oeillé , cristaux de feldspath rose saumon en forme d'oeil. © M.CRIVELLARO

Trébeurden - Plage de Pors-Raden - Gros plan gneiss icartien oeillé , cristaux de feldspath rose saumon en forme d'oeil. 

Baie d'Écalgrain - Schistes noirs d'Écalgrain (Ordovicien supérieur) - © M.CRIVELLARO

Baie d'Écalgrain - Schistes noirs d'Écalgrain (Ordovicien supérieur)

Baie d'Écalgrain- Anse du Cul rond - Gneiss oeillés icartiens de 2 Ga- © M.CRIVELLARO

Baie d'Écalgrain- Anse du Cul rond - Gneiss oeillés icartiens de 2 Ga

Nez de Jobourg- Gneiss icartiens (2 Ga) et Diorite cadomienne (600 Ma) - © M.CRIVELLARO

Nez de Jobourg- Gneiss icartiens (2 Ga) et Diorite cadomienne (600 Ma)

Cycle Icartien*, orogenèse icartienne*: est un cycle orogénique datant du Paléoprotérozoïque (2.5 à 1.6 Ga). Son nom provient de la localité de la Pointe d'Icart, dans les îles Anglo-Normandes et correspond en France  à des roches qui affleurent dans les Côtes d'Armor et la presqu’ile du Cotentin à l'état de reliques. La formation de cette orogenèse reste encore très méconnue, car les roches icartiennes ont été métamorphisées ou érodées au cours des cycles orogéniques qui se sont produits ultérieurement: orogenèse cadomienne et orogenèse hercynienne.
"Les phases tectoniques associées à cette orogenèse (icartienne) ont conduit à la formation d'un supercontinent connu sous le nom de Columbia." (Rogers et Santosh, 2002, 2004 ; Zhao et al., 2004). Texte extrait du livre: Géologie de la France - Didier Quesne et Annabelle Kersuzan - Editions Omniscience 2018.

Les gneiss icartiens* sont des roches métamorphiques , de deux milliards  d'années et plus. A l'origine, il s'agirait d'une roche magmatique (granite, granitoïde) de 2 Ga qui a été métamorphisée en gneiss lors de l'orogenèse cadomienne, vers  620 Ma. Ils ont été décrits pour la première fois au sud de l'île de Guernesey à la pointe d'Icart, ce qui leur a valu le nom de gneiss icartiens. Ces roches sont des gneiss œillés (orthogneiss) issus de granites intrusifs et métamorphisés. Au contact de ces gneiss icartiens,  on trouve des gneiss lités (paragneiss) formés à partir de roches volcaniques acides et basiques mélangées à des sédiments détritiques. Les gneiss lités forment l'encaissant et sont plus âgés (2.5 Ga) que les gneiss œillés (2 Ga).

Icartien*: période géologique du Protérozoïque allant de 2.5 Ga à 1.6 Ga représentatif des terrains métamorphiques, vieux d’au moins  2.5 Milliards d'années  qui se sont formés durant cette période.

 

LE CYCLE PENTÉVRIEN ou OROGENÈSE PENTÉVRIENNE (1.3 à 1 Ga)

Pentévrien : période géologique du Mésoprotérozoïque allant de 1.3 à 1 Ga. Les formations géologiques du pentévrien d'age moyen 1 Ga, ont été mises en évidence dans la baie de Saint-Brieuc, pays de Penthièvre. Spécifique à la géologie du massif armoricain, localisé depuis le Nord-Finistère jusque dans le Cotentin, le socle pentévrien est constitué de roches fortement métamorphisées, où dominent des gneiss injectés d'intrusions granodioritiques.  

Le terme Pentévrien ou cycle penthévrien a été longtemps le nom d'un cycle orogénique à part entière s'intercalant entre le cycle icartien et le cycle cadomien (orogenèse panafricaine associée à la formation du continent Gondwana),
Les progrès de la datation absolue font que l' appellation "Pentévrien" est actuellement abandonnée pour être regroupée avec les formations du cycle icartien.

 

LE CYCLE CADOMIEN ou OROGENÈSE CADOMIENNE (750 à 530 Ma)

Il y a 615 millions d'années, entre la barrière de gneiss icartiens située dans l'hémisphère sud, vers 30 / 40 degrés de lattitude sud (Voir position sur la carte ci-dessous), et le supercontinent Gondwana, qu'elle jouxte au niveau de l'Afrique, une zone de subduction accompagnée d'une activité magmatique et volcanique associée à l'édification de la chaîne cadomienne* va faire remonter du manteau vers la surface des poches de magmas chauds, par des cheminées qui se sont formées dans les zones en distension du socle ancien métamorphisé.
Ce magma va: soit remonter en surface et se manifester par des volcans explosifs et des coulées de laves (Voir ci-dessous anciens volcans de la pointe de Guilben près de Paimpol et à la pointe de la Heussaye à Erquy dans les Côtes d'Armor) et former un arc volcanique à  l'arrière de la barrière de gneiss icartiens soit s'arrêter en route et cristalliser dans le socle ancien sous forme de plutons granitiques de type granodiorite intrusifs dans les roches anciennes qui formeront dans les Côtes d'Armor: le massif granitique de Perros-Guirec/Bréhat*. L''érosion amènera au fil du temps ces granodiorites à l'affleurement.(Voir ci-dessous Granodiorites - Massif granitique de Perros-Guirec/Bréhat mis en place, il y a 615 Ma dans les Côtes d'Armor.)

Les reliefs de la chaîne cadomiennes vont tout au long du cycle orogénique être soumis a une érosion intense. (Voir paragraphe ci-dessous Érosion de la chaîne cadomienne - Le Briovérien)

Cet ensemble de formations enclavées dans les roches anciennes vont consolider l'ossature de la France naissante située alors dans l'hémisphère sud.

 
01 Les-continents-Gondwana-Laurentia-Siberia-Baltica-issus-de-la-fragmentation-du-supercontinent-Pannotia-Carte-modifiee-a-partir-des-donnees-de-Chr...

Position approximative il y 544 Ma des gneiss icartiens qui affleurent aujourd'hui dans les Côtes d'Armor et le Cotentin. Source site: http://www2.ggl.ulaval.ca/personnel/bourque/s4/cambrien.pangee.html - Carte légèrement modifiées à partir de celles de Christopher R. Scotese de l'Université du Texas à Arlington. Elle est tirées de: Scotese, C.R., 2001, Digital Paleogeographic Map Archive on CD-ROM.

Cycle Cadomien - Orogenèse cadomienne* (750 à 520 Ma): L'orogenèse cadomienne dont l'appellation est dérivée du nom latin de la ville Caen (Cadomus) est une phase de l'orogenèse panafricaine* associée à la formation du continent Gondwana. Des témoins de cette orogenèse se retrouvent  aujourd'hui, suite à l'ouverture de l'océan atlantique et d'autres événements géologiques: au Canada, en Europe centrale, en Espagne, au Pays de Galles, en Basse-Normandie, en Bretagne, ... Les formations géologiques de l'étage briovérien* sont associés à ce cycle orogénique.

Briovérien*: Période du Protérozoïque (610 Ma à  542 Ma) vient de Briovera ancien nom de la ville de Saint-Lô dans la Manche.

Le massif granitique de Perros-Guirec/Bréhat* : il est constitué par un ensemble de roches magmatiques diversifiées (granites, granitoïdes) qui se sont mises en place, il y a 615 Ma lors de l'orogenèse cadomienne sous forme d'enclaves au sein du socle métamorphique ancien. Il s'étend sur environ 40 km le long du littoral des Côtes d'Armor.
Au large de Perros-Guirec, il forme l'archipel des Sept-Îles. (Voir photo ci-dessus: Ploumanac'h - Vue générale depuis le parking du sémaphore sur l'estran rocheux formé de gneiss lités.)

L'orogenèse panafricaine* est une série d'événements orogéniques entre divers cratons datant du Néoprotérozoïque (750 , 545 Ma), relatifs à la formation du supercontinent Gondwana.
Cette orogenèse portent différents noms selon les lieux: orogenèse brésilienne en Amérique du Sud, orogenèse cadomienne* en France,où elle correspond aujourd'hui aux terrains du nord de la Bretagne et du Cotentin formant le bloc cadomien. Des témoins de l'orogenèse panafricaine se retrouvent  aujourd'hui, dispersés suite à l'ouverture de l'océan atlantique et d'autres événements géologiques: au Canada, en Europe centrale, en Espagne, au Pays de Galles,...
L'orogenèse panafricaine marque la fin du Précambrien, elle va souder les différents cratons africains qui forment l'Afrique.

 

Volcans explosifs et coulées de laves - Un cordon volcanique s'est mis en place il y a 615 Ma dans les Côtes d'Armor.

De beaux témoignages de ces roches volcaniques et anciens volcans ont été préservés de l'érosion et des différentes sédimentations dans la baie de Saint-Brieuc et sont visibles à la pointe de Guilben près de Paimpol et à la pointe de la Heussaye à Erquy, dans les Côtes-d'Armor en Bretagne.  

                     

 Erquy -  Pointe de la Heussaye, ruines de l'ancien volcan mis en place, il y a 615 Ma. © M.CRIVELLARO

 Erquy -  Pointe de la Heussaye, ruines de l'ancien volcan mis en place, il y a 615 Ma.  

  

Erquy - Pointe de la Heussaye - Laves de l'ancien volcan. © M.CRIVELLARO

Erquy - Pointe de la Heussaye - Laves de l'ancien volcan.   

Erquy - Pointe de la Heussaye - Roches sédimentaires métamorphisées et redressées à la verticale par la tectonique, il y a 600 Ma. © M.CRIVELL...

Erquy - Pointe de la Heussaye - Roches sédimentaires métamorphisées et redressées à la verticale par la tectonique, il y a 600 Ma. 

 

Paimpol - Pointe de Guilben - Les laves forment l'ensemble de la pointe de Guilben.© M.CRIVELLARO

Paimpol - Pointe de Guilben - Les laves forment l'ensemble de la pointe de Guilben.

Paimpol - Pointe de Guilben - Laves de l'ancien volcan mises en place, il y a 610 Ma dans le fond de l'océan. © M.CRIVELLARO

Paimpol - Pointe de Guilben - Laves de l'ancien volcan mises en place, il y a 610 Ma dans le fond de l'océan.  

Granodiorites - Massif granitique de Perros-Guirec/Bréhat mis en place, il y a 615 Ma dans les Côtes d'Armor -

Les granodiorites appartenant au massif granitique de Perros-Guirec/Bréhat sont bien visibles actuellement dans les Côtes d'Armor entre Perros-Guirec et l'Ile de Bréhat où l'érosion les a ramené en surface. Ces formations enclavées recoupent les gneiss icartiens.  A Port-Béni, on trouve sur l'estran les plus vielles roches de France : des gneiss lités (2 Ga) des gneiss œillets (1.8 Ga), des granitoïdes de 615 Ma  appartenant au massif granitique de Perros-Guirec/Bréhat et des dolérites plus récentes mises en place au cours de l'Ordovicien ou du Silurien, il y a 400 Ma. (Photos ci-dessous)

Plougrescant - Maison entre deux blocs de granites appartenant au massif de Perros-Guirec/Bréhat - 615 Ma. © M.CRIVELLARO

Plougrescant - Maison entre deux blocs de granites appartenant au massif de Perros-Guirec/Bréhat - 615 Ma.

Plougrescant - Massif granitique de Perros-Guirec/Bréhat - 615 Ma - Site du Gouffre. © M.CRIVELLARO

Plougrescant - Massif granitique de Perros-Guirec/Bréhat - 615 Ma - Site du Gouffre.

Plougrescant -Filons de dolérites de couleur sombre (400 Ma) recoupant le massif granitique de Perros-Guirec/Bréhat (615 Ma). © M.CRIVELLARO

Plougrescant -Filons de dolérites de couleur sombre (400 Ma) recoupant le massif granitique de Perros-Guirec/Bréhat (615 Ma).  

Port-Béni - Granodiorites de Perros-Guirec/Bréhat et filons de dolérites mises en place à l'Ordovicien/Silurien, il y a 400 Ma. © M.CRIVELLARO

Pleubian - Estran de Port-Béni - Granodiorites (massif de Perros-Guirec/Bréhat) et filons de dolérites mises en place au cours de l'Ordovicien ou du Silurien, il y a 400 Ma.  

 

ÉROSION DE LA CHAINE CADOMIENNE - LE BRIOVERIEN

L'orogenèse cadomienne* (750 à 530 Ma) a structuré le socle des massifs anciens de la France naissante: nord du Massif armoricain, Cotentin, Massif Central, Montagne Noire, nord des Pyrénées, Vosges, Corse,  situés alors dans l'hémisphère sud. Cette période correspond en France au Briovérien*, étage géologique marquant la fin du  Néoprotérozoïque appelé aujourd'hui Édiacarien.

Tout au long de l'orogenèse cadomienne,  les reliefs cadomiens ont été soumis  à une érosion intense accompagnée d'intrusions magmatiques: Massif granitique de Perros-Guirec/Bréhat (615 Ma), granites des Iles Chausey (540 Ma),  Ilôts granitiques du Mont-Saint-Michel, de Tomblaine (525 Ma).
Les grandes quantités de sédiments (sables, argiles, produits volcaniques) issus de l'érosion des reliefs émergés  vont accumuler dans les bassins d'arrière-arc, puis être métamorphisés avec la formation de la chaîne cadomienne. 
On parle de sédiments et de formations briovériens.

On divise la période du Briovérien en Briovérien inférieur (670 Ma à 590 Ma) et en Briovérien supérieur (590 Ma à 540 Ma).

Le Briovérien inférieur (670 Ma à 590 Ma) correspond à une phase volcano-sédimentaire, accompagnée d'érosion et d'intrusions de granodiorites (Voir ci-dessus paragraphes photos Volcans explosifs et coulées de laves ... et Massif granitique de Perros-Guirec/Bréhat 610 Ma)

Le Briovérien supérieur (590 Ma à 540 Ma) correspond à une période sédimentaire pendant laquelle les produits de l’érosion de la chaîne cadomienne en formation vont se déposer sur un vaste bassin océanique et être  métamorphisés, redressés à la verticale par l'orogenèse cadomienne et donner une formation sédimentaire appelée flysch*.
(Voir ci-dessous paragraphe et photos Formations schisto-gréseuses entre Saint-Pair-sur-Mer, Grandville  et Donville-sur-Mer. Turbidités grèseuses - Flysch )

Les formations du Briovérien: laves, granites, conglomérats, flysch, grès et schistes briovériens sont bien visibles dans le Cotentin, le Bocage normand, dans le nord de la Bretagne et dans les Mauges, au sud de la Loire, 

Socle briovérien et ilots graniques cadomiens dans la baie du Mont-Saint-Michel

Entre 590 et 540 Ma, au Briovérien supérieur des sédiments détritiques issus de l'altération de la chaîne cadomienne se déposent en milieu marin profond, Métamorphisés en schistes  et  redressés à la verticale, par l'orogenèse cadomienne, ils forment le substratum (le socle) de la baie du Mont-Saint-Michel. Ils affleurent aujourd'hui à la Pointe du Grouin du Sud. Ces mouvements liés la formation de la chaîne sont accompagnés d'une forte activité magmatique. Le magma remonte par les fissures et des plutons granitiques cadomiens se mettent en place comme l'Îlot granitique du Mont-Saint-Michel et de Tomblaine, il ya 525 Ma.

Mont-Saint-Michel - Ilot granitique cadomien 525 Ma - Hauteur 80 mètres, diamètre environ 300 mètres. - © M.CRIVELLARO

Mont-Saint-Michel - Ilot granitique cadomien 525 Ma - Hauteur 80 mètres, diamètre environ 300 mètres.

Mont-Saint-Michel - Granite cadomien appelé Leucogranite bien visible à l'entrée du Mont-Saint-Michel - © M.CRIVELLARO

Mont-Saint-Michel - Granite cadomien appelé Leucogranite bien visible à l'entrée du Mont-Saint-Michel. 

Pointe du Grouin du Sud- Schistes briovériens formant le socle de la baie du Mont-Saint-Michel  - © M.CRIVELLARO

Pointe du Grouin du Sud- Schistes briovériens formant le socle de la baie dans lequel le granite du Mont-Saint-Michel s'est mis en place , il y a 525 Ma lors de l'orogenèse cadomienne.

Formations schisto-gréseuses entre Saint-Pair-sur-Mer, Grandville  et Donville-sur-Mer. Turbidités grèseuses - Flysch -

Au Briovérien supérieur, l’érosion progressive des reliefs cadomiens alimentent un vaste bassin océanique, le bassin Mancellien* en sédiments détritiques (galets, sables, argiles, vases,...). Instables, les sédiments déposés sur le talus continental vont lors des nombreuses secousses sismiques qui accompagnent la surrection de la chaîne cadomienne glisser sous forme d'écoulements appelés courants de turbidité jusqu'à 4000 mètres de profondeur. Ces sédiments de plusieurs milliers de mètres d'épaisseur déposés en strates au fond de l'océan  les plus lourds les galets au fond, puis les sables, et les argiles au dessus,vont être  métamorphisés, redressés à la verticale par l'orogenèse cadomienne et donner des formations schisto-gréseuses qui portent le nom de flysch.

Ces formations schisto-gréseuses sont visibles le long des côtes du Cotentin à Grandville , Saint-Pair-sur-Mer et Donville-sur-Mer.

Granville - Pointe du Roc- Falaises riches en galets interstratifiés dans les alternances de schistes et grès briovériens. - © M.CRIVELLARO

Granville - Pointe du Roc- Falaises constituées de conglomérats riches en galets interstratifiés dans les alternances de schistes et grès briovériens.

Donville-les-Bains - Falaises de la Pointe du Lude - Grès et schistes briovériens - © M.CRIVELLARO

Donville-les-Bains - Falaises de la Pointe du Lude - Grès et schistes briovériens.

Donville-les-Bains - Pointe du Lude - Schistes et grès briovériens.- © M.CRIVELLARO

Donville-les-Bains - Pointe du Lude - Schistes et grès briovériens.

Saint-Pair-sur-Mer - Rocher Saint-Gaud - © M.CRIVELLARO

Saint-Pair-sur-Mer - Rocher Saint-Gaud

Saint-Pair-sur-Mer - Rocher SaintGaud - Turbidités - Alternances schisto-gréseuses - Briovérien supérieur - © M.CRIVELLARO

Saint-Pair-sur-Mer - Rocher SaintGaud - Turbidités - Alternances schisto-gréseuses - Briovérien supérieur 

Saint-Pair-sur-Mer - Rocher SaintGaud - Turbidités grèseuses appelées Flisch - © M.CRIVELLARO

Saint-Pair-sur-Mer - Rocher SaintGaud - Turbidités grèseuses appelées Flisch

Saint-Pair-sur-Mer - Rocher SaintGaud - Alternances schisto-gréseuses - Briovérien supérieur - © M.CRIVELLARO

Saint-Pair-sur-Mer - Rocher SaintGaud - Alternances schisto-gréseuses - Briovérien supérieur.

Briovérien*(de Briovera ancien nom de la ville de Saint-Lô dans la Manche) est une subdivision du Protérozoïque appelé anciennement en France Briovérien qui  regroupe dans l'échelle stratigraphique actuelle: le Cryogénien (850 Ma à  630 Ma) et l'Édiacarien (630 Ma à  542 Ma). Cette période correspond à l'orogénèse cadomienne, avec une phase de magmatisme, suivie d'une phase sédimentaire .

Bassin Mancellien*: bassin océanique qui correspond à la moitié nord du massif Armoricain).

Le flysch est un dépôt sédimentaire détritique constitué principalement par une alternance de grès et de marnes, qui se sont accumulés dans un bassin océanique en cours de fermeture, dans le cadre d'une orogenèse. (Wikipédia)

 

LES FORMATIONS DU BRIOVERIEN DANS LES VIGNOBLES 

On retrouve ces formations en France dans les massifs anciens: séries des schistes de Villé dans les Vosges (vignoble alsacien), schistes dans la Montagne Noire (Vignoble de Saint-Chinian), dans les Pyrénées orientales (vignobles de Banyuls), dans le Massif des Maures (vignobles des Côtes de Provence), dans la région nantaise (schistes briovériens vignobles du Muscadet) et en Loire (Vignobles d'Anjou)...

 

Albé - Le vignoble au dessus du village - Sol composé de schistes de Villé - © M.CRIVELLARO

 Albé - Le vignoble au dessus du village - Sol composé de schistes de Villé. (Briovérien) 

Le Briovérien se termine au début du Cambrien. Les reliefs briovériens métamorphisés en schistes, grès continueront à s'éroder pendant le Cambrien. Les sédiments détritiques cambrien issus de l'érosion des formations du Briovérien recouvriront horizontalement en discordance les roches redressées du Briovérien, c'est la discordance cadomienne.

A la fin du Protérozoïque, les terrains de la future France sont éparpillés dans l'hémisphère sud, sur et à proximité du continent Gondwana. La tectonique des plaques va individualiser les différents terrains de la future France, les rassembler et les fusionner au cours de l'ère suivante le Paléozoïque. 

                                      

 

HISTOIRE GÉOLOGIQUE DE LA FRANCE AU PALÉOZOÏQUE
(541 Ma à 252 Ma)
Formation du supercontinent Pangée - Orogenèse varisque (hercinienne) - Naissance de la France .    

 

L'histoire géologique de la France au Paléozoïque* (541 Ma à 252 Ma) s'inscrit dans l'histoire géologique des terrains de quatre grands ensembles paléocontinentaux (Laurentia, Baltica, Sibéria et Gondwana), indivilasés au Protérozoïque après la dislocation du super continent Pannotia.

Ces quatre grands continents: Laurentia (terrains anciens de l'Amérique du Nord et du Groenland),  Baltica (terrains anciens de la Scandinavie et de la Russie occidentale), Sibéria (plateau central sibérien) et Gondwana (Terrains anciens de l'Amérique du Sud, de l'Afrique, de l'Inde, de l'Australie et de l'Antartique), étaient au début du Paléozoique situés en grande partie dans l'hémisphère sud. (Voir carte ci-dessus Les continents Gondwana, Laurentia, Sibéria, Baltica issus de la fragmentation du supercontinent Pannotia)

Dans la première partie du Paléozoïque, au Cambrien entre 541 Ma et 490 Ma, sous l'influence de la tectonique des plaques, Ces continents vont dériver. Le continent Gondwana va voir ses marges nord se morceler en microcontinents et un premier microcontinent appelé Avalonia* va s'en détacher vers 490 Ma  ouvrant un nouvel océan appelé océan Rhéique. Entre 470 et 465 Ma,  un micro-continent appelé  Armorica* s'en détachera à son tour, ouvrant entre Armorica et Gondwana un océan appelé océan Médio-européen ou océan du Massif central.

A partir de 490 Ma, au début de l'Ordovicien la phase de dérive va laisser place à une phase de rapprochement entraînant à la fin du Silurien la formation d'un nouveau grand bloc continental appelé: Laurussia* qui réunira les continents Laurentia, Baltica et Avalonia. La suture de ces continents se terminera à la fin du Dévonien vers 360 Ma et sera à l'origine de l'orogenèse Calédonienne et de la fermeture de l'océan Iapetus.

Entre 440 et 400 Ma, le microcontinent Armorica se recollera au Gondwana fermant l'océan du Massif central par subduction et l'ensemble se déplacera vers Laurussia fermant progressivement l'océan Rhéique. La collision avec Laurussia  aura lieu entre 360 et 345 Ma . La suture Gondwana , Armorica, Laurussia donnera naissance entre 335 et 300 Ma à une chaîne de montagnes, la chaîne varisque appelée en France chaîne hercynienne et au supercontinent Pangée.

Le Paléozoique*  (541 Ma à 252 Ma) ére géologique qui se devise en 6 périodes: Cambrien (541 Ma à 488 Ma), Ordovicien (488 à 444 Ma), Silurien (444 à 416 Ma), Dévonien (416 à 359 Ma), Carbonifère (359 Ma à 298 Ma et Permien (298 Ma à 252 Ma).

Avalonia*. Le bloc continental Avalonia se trouvait au début du Paléozoique dans l'hémisphère sud sur la marge nord-ouest du Gondwana. Il va s'en détacher vers 490 Ma. Dans le bloc Avalonia se trouvaient les terrains anciens  que l'on retrouve actuellement éparpillés: en Cornouaille, Terre -Neuve, Irlande, Écosse, dans la partie nord de la France (le Nord-Pas-de-Calais, la Picardie, le massif schisteux rhénan et les Ardennes).

Armorica* appelé aussi Cadomia.  Le bloc Armorica se trouvait au Paléozoique dans l'hémisphère sud, à proximité de l'Afrique. Il faisait partie à cette époque d'un supercontinent appelé Gondwana. Il s'en détachera à la fin du Silurien vers 420 Ma. Il constitue aujourd'hui les terrains qui forment la partie centre et nord du massif armoricain dont font partie la barrière de gneiss icartiens, le cordon de roches volcaniques de la baie de Saint Brieux, la Normandie, le soubassement du Bassin de paris et les terrains du Centre nord de la France.  Les roches qui composent Armorica sont issues de l'orogenèse cadomienne (voir cycle cadomien paragraphe ci-dessus). La chaîne cadomienne qui s'érodera au fil du temps donnera naissance aux grès armoricains de la presqu’île de Crozon.

Laurussia*: Une fois soudés entre-eux, les continents: Laurentia, Baltica, Avalonia,  formeront un nouveau continent appelé Laurussia à la fin du Siluren (420 Ma).

 

Les terrains de la future France au Paléozoïque: périodes du Cambrien au Silurien 
 

Au Paléozoïque, les formations géologiques qui vont se mettre en place et constituer les terrains qui une fois assemblés formeront la France, sont soit des formations constituées de roches magmatiques, de roches métamorphiques, de roches sédimentaires détritiques ou de roches sédimentaires carbonatées. Ces formations remaniées, transformées depuis leur dépôt au Paléozoïque affleurent actuellement dans tous les massifs anciens de l'hexagone: Massif armoricain, Massif central, Vosges, Massif des Maures, Massif des Ardennes, Pyrénées et  Corse. Le soubassement des grands bassins sédimentaires : Bassin parisien et Bassin aquitain où les formations n'affleurent pas,  est en profondeur constitué  de roches datées du Paléozoïque.

 

Au Cambrien (541 Ma à 488 Ma)
La fragmentation du paléocontinent Pannotia qui a commencer vers 560 Ma, entraine à la dérive les continents Gondwana, Laurentia, Sibéria et  Baltica. Ce mouvement dû  à la tectonique des plaques va se poursuivre jusque vers la fin du Cambrien, début de l'Ordovicien. Un océan appelé Iapetus s'ouvre entre Laurentia et Baltica.
Les transgressions* et régressions marines qui accompagnent ces dérives, donnent naissance à des mers épicontinentales avec dépôts de sédiments sur les plates-formes marines installées sur les terrains de la future France. La France se situait alors entre les 30ème et 60ème parallèle au sud de l'équateur en bordure du continent Gondwana.

Des formations sédimentaires détritiques métamorphisées en schistes et des grès se mettent en place au Cambrien sur les terrains de la future en France. 

- Les formations sédimentaires détritiques ont pour origine l'érosion des reliefs cadomiens mis en place à la fin du Protérozoïque. Ces sédiments détritiques continentaux sont répandus dans les plaines alluviales et dans les bassins en formation, par les torrents et les rivières jusqu'au début de l'Ordovicen. Ils affleurent de nos jours sous forme de schistes et de grès:
- dans les Ardennes, ce sont les schistes*  ardennais dans le massif de Rocroi,  
- dans la Montagne Noire, ce sont les reliefs  constitués de schistes cambrien au sud du Massif central,
- et dans le Massif armoricain à la fin du Cambrien, début de l'ordovicien, ce sont les grès roses du cap d'Erquy et du Cap-Fréhel (470 Ma). (Photo ci-dessous)

Cap-Fréhel - Côte de grés roses - 450 millions d'années - Photo Michel CRIVELLARO

Grès rose du Cap-Fréhel - Coloration rose due à des oxydes de fer résultant de l'altération des roches protérozoïques sous un climat chaud et humide - 470 millions d'années.

Schistes* :  "Un schiste est une roche métamorphique feuilletée. Débitée en plaquettes minces appelées "Lauze" ou ardoise" on l'utilise pour couvrir les toits." .

 
Position-approximative-de-la-France-vers-544-Ma-Carte-modifiee-a-partir-des-donnees-de-Christopher-R.-Scotese-de-l-Universite-du-Texas-a-Arlington
 

                                   Position approximative de la France dans l'hémisphère sud , il y a 544 Ma. 
                                                   Ouverture de l'océan Iapetus et de l'océan Rhéique.

Source site: http://www2.ggl.ulaval.ca/personnel/bourque/s4/cambrien.pangee.html - Carte légèrement modifiées à partir de celles de Christopher R. Scotese de l'Université du Texas à Arlington. Elle est tirées de: Scotese, C.R., 2001, Digital Paleogeographic Map Archive on CD-ROM.

La vie s'installe en milieu marin au Cambrien

On parle "d'explosion cambrienne". La moitié des phylas actuels se mettent en place. Apparaissent les foraminifères, les echinodermes (oursins, étoiles de mer), les mollusques (bivalves et gastéropodes), les arthropodes (crustacés, ) et les chordés précurseurs des vertébrés. Parmi les arthropodes, on trouve les trilobites qui vont subsister jusqu'à la fin du Paléozoïque).
Les squellettes internes (coquilles, plaquettes , carapaces constitués de calcaires,parfois de silice) et les squelettes externes de ces espèces vont permettre leur fossilisation. Les premiers édifices de récifs d’origine animale se développent.

 

A l'Ordovicien (488 à 444 Ma)    

Entre la fin du Cambrien, vers 490 Ma et le début de  l'Ordovicien, les mouvements  tectoniques étirent et fragmentent la  bordure nord du paléocontinent Gondwana  en microcontinents.

Avalonia est le premier microcontinent à se détacher du Gondwana vers 490 Ma. Il va dériver vers le nord emmenant avec lui, une partie des terrains qui formeront le nord de la future France  (Ardennes, ...). Cette dérive rétrécit au nord, l'océan Iapetus existant entre Baltica et Laurentia et ouvre un océan appelé océan Rhéique.

A l'Ordovicien moyen/supérieur (470 à 465 Ma), c'est Armorica, qui deviendra la Bretagne actuelle qui se détache lentement du Gondwana. Le micro microcontinent Armorica était situé contre la côte de l'actuel Maghreb, en bordure nord du Gondwana, Entre Armorica et Gondwana, à l'emplacement du Massif Central actuel s'ouvre un océan qui porte le nom d' Océan du Massif Central ou Océan Médio-européen.

L'Océan du Massif Central va  pour un temps séparer les anciens terrains du nord de la France (Massif armoricain) positionnés sur le micro continent Armorica de ceux du sud de la France (Montagne Noire, Aquitaine) appartenant toujours au Gondwana et ce pendant une soixantaine de millions d'années.. (Voir schéma ci-dessous: Les terrains de la future France).

Vers la fin de l'Ordovicien, on assiste à un mouvement de convergence des continents: le Gondwana va remonter vers le nord.

Les terrains de la future France, vers 490 Ma -  © M.CRIVELLARO

Les terrains de la future France, séparés par des océans, entre la fin du Cambrien, vers 490 Ma et le début de  l'Ordovicien.
La tectonique des plaques  les rassemblera au fil du temps.

 

Au Silurien (444 à 416 Ma),
Au Silurien, le micro-continent Avalonia continue sa route vers le nord, rejoint Baltica et s'assemble avec lui. Le bloc Avalonia-Baltica dans sa remontée vers le nord va rencontrer le continent Laurentia et former à la fin du Silurien (420 Ma), début du  Dévonien le bloc continental Laurussia
En s'accolant les uns aux autres, ces continents engendrent une orogenèse, appelée orogenèse Calédonienne et la formation d'une chaîne de montagnes du même nom; la chaîne calédonienne. 
Les racines de la chaîne calédonienne sont présentes en Écosse, en Grande-Bretagne, en Scandinavie, en Norvège, au Groenland, à l'est du Canada et aux États-Unis dans les Appalaches. L'érosion de la chaîne calédonienne  conduira à la sédimentation et formation des Vieux Grès Rouges que l'on retrouve aux États-Unis, au canada, en Europe, en Grande-Bretagne et en Irlande.

L'océan Iapetus pris en étau entre Avalonia, Baltica et Laurentia disparait par subduction vers 420 Ma, à la fin du Silurien. La ligne de suture de l'océan Iapetus (Laurentia, Avalonia, Baltica) traverse l'Irlande au nord et suit la frontière de l’Écosse, elle est définitive vers 360 Ma, à la fin du Dévonien.

 

Des formations sédimentaires détritiques et métamorphiques, des formations magmatiques se mettent en place à  l'Ordovicien et au Silurien sur les terrains de la future France.

- Les formations sédimentaires détritiques et métamorphiques
Dans  le nord du Massif armoricain, sur les plate-formes cadomiennes datant de la fin du Protérozoïque au Cambrien, des sédiments marins sableux et des boues fines vont se déposer sur les fonds marins. Ils formeront les Grès armoricains et les schistes armoricains de l'Ordovicien et du Silurien qui structurent les reliefs  des monts d'Arrée et les falaises de la presqu’ile de Crozon. (photos ci-dessous).

Presqu’île de Crozon - Pointe de Pen Hir - Grès armoricains -

Presqu’île de Crozon - Pointe de Pen Hir - Grès armoricains - 475 Ma

Presqu’île de Crozon - Anse du Veryac'h - Panorama sur les falaises constituées de séries sédimentaires: grès et schistes de l'Ordovicien au...

Presqu’île de Crozon - Anse du Veryac'h - Panorama sur les falaises constituées de séries sédimentaires: grès et schistes de l'Ordovicien au Silurien. 

Dans le sud du Massif armoricain,  dans le région de Champtoceaux, en Vendée près de Saint-Philibert-de-Bouaine on note la présence de roches métamorphiques comme les éclogites.

Les schistes de l'ordovicien et du silurien constituent également les reliefs de la Montagne Noire dans le Massif central.

 

- Les formations magmatiques

Dans les Côtes d'Armor, les mouvements distensifs entrainent la mise en place d'un magmatisme fissural dans le socle cadomien sous forme de filons de dolérites.  (photo ci-dessous).

Plougrescant -Filons de dolérites de couleur sombre (400 Ma) recoupant le massif granitique de Perros-Guirec/Bréhat (615 Ma). © M.CRIVELLARO

Plougrescant -Filons de dolérites de couleur sombre (400 Ma) recoupant le massif granitique de Perros-Guirec/Bréhat (615 Ma).  

 

La vie à L'Ordovicien et au Silurien

La vie se diversifie dans les mers avec les premiers poissons à squelette osseux. Vers 470 ma, des plantes terrestres primitives se fixent sur les roches à l'air libre. A la fin de l'Ordovicien une importante glaciation d'une dixaine de millions d'années fait dispaitre 85% de la faune marine. 

A la fin de l'Ordovicen et au Silurien des végétaux à racines et feuilles (arbres, fougères) poussent en milieu continental.

 

Les terrains de la future France au Paléozoïque: du Dévonien et au Carbonifère. Formation de la chaîne hercynienne ), le socle de la France 
 

- Au Dévonien (416 à 359 Ma),

Entre la fin du Dévonien et le début du Carbonifère vers 360 Ma,  le Gondwana qui remonte vers le nord, vers la Laurussia, se recolle lentement à la marge sud d'Armorica  refermant progressivement l'Océan du Massif Central par subduction. La suture des continents Gondwana et Armorica est visible en France le long de la faille de Nort-sur-Erdre en Bretagne où apparaissent les restes du fond de l'Océan du Massif Central.

Le bloc Armorica-Gondwana va continuer sa remontée vers le nord et au début du Carbonifère (359 Ma) entrer en collision avec le continent Laurussia. Ce qui va entrainer la formation d'une grande chaîne de montagnes:  la chaine varisque appelée chaîne hercynienne en France, allant des Appalaches au massif silésien. 
Cette chaîne est aujourd'hui érodée et les restes de cette orogenèse affleurent actuellement dans toutes les régions de France, principalement dans les massifs dits hercyniens : Massif armoricain, Massif central, massif ardennais, Vosges... sous formes de roches métamorphiques et de granites. (Voir position de la chaine hercynienne ci-dessous Image de la Pangée et de la chaine hercynienne au Carbonifère)

La vie au Dévonien

Au Dévonien, les premières forêts s'installent sur le domaine continental. Vers 372 Ma, une nouvelle glaciation entraine la disparition de 75% des espèces marines. Les premiers vertèbres terrestres tétrapodes apparaissent.

 

Des formations magmatiques, des formations sédimentaires carbonatées, des formations sédimentaires détritiques et métamorphiques se mettent en place  au Dévonien sur les terrains de la future en France.

- Les formations magmatiques
Granodiorites en Vendée, dans le Limousin, roches volcaniques dans: le Morvan, le Limousin, l'Auvergne, le Massif armoricain,  migmatites dans le Lyonnais, gabbros dans les Vosges.

- Les formations sédimentaires métamorphiques
Elles sont dues aux roches enfouies dans les profondeurs  par subduction lors de la fermeture de l'Océan du Massif-central. Lors de leur enfouissement, les roches sont soumises à des températures élevées et à de fortes pressions et  transformées, déformées et métamorphisées. On les retrouvent aujourd'hui à l'affleurement sur l'Île de Groix, en Vendée (Les Essarts), dans la vallée de la Loire (Champtoceaux) et dans la baie d'Audierne.

- Les formations sédimentaires détritiques

Elles sont dues à l'érosion des reliefs en formation: grès dans le Massif armoricain, grès, conglomérats, schistes dans le Pas-de-Calais, poudingues dans les Ardennes.

- Les formations sédimentaires carbonatées
Elles se sont mises en place sur les plate-formes marines peu profondes:  calcaires coraliens dans les Pyrénées (massif de l'Agly ), dans la Montagne Noire, dans les Ardennes, le Boulonnais, ...  

Au Carbonifère (359 Ma à 298 Ma),

Entre  360 et 345 Ma, ces mouvements tectoniques entrainent la fermeture de l'océan Rhéique. L'orogenèse hercynienne arrive à son terme vers 340 Ma. De grandes masses de roches ont été comprimées, déformées, redressées par l'orogenèse. La suture des grands blocs continentaux a fracturé, déplacé les terrains,  certains ont glissés les uns par rapport aux autres , des réseaux de failles se sont mis en place et rejouent encore actuellement.

Les terrains qui forment la France ont fusionné et ont donné naissance à la France hercynienne qui comprend le Massif armoricain, le Massif central, les Vosges, la Corse, la Montagne Noire et le massif Ardennais.

Des formations magmatiques, des formations métamorphiques, des formations sédimentaires organiques et des formations sédimentaires détritiques se mettent en place  au Carbonifère sur les terrains rassemblés de la France naissante.

- Les formations magmatiques et métamorphiques
Dans le  Massif armoricain de grandes failles vont apparaitre comme le cisaillement sud-armoricain qui s'étend de la pointe du Raz jusqu'à Quimper. De nombreux massifs granitiques vont jalonner ces cisaillements: leucogranites de la Pointe du Raz (320 Ma), granite de la Pointe de la Torche massif de Pont-l'Abbé 330 Ma) ... et vers 300 Ma des petits massifs comme les granites de la Côte de Granites roses à Ploumanac'h, (Photos ci-dessous)

Dans le Limousin, l'Auvergne, le Morvan, la Montagne Noire (dôme du Velay), les Vosges, les Pyrénées (Canigou), en vendée des formations magmatiques et métamorphiques se mettent en place suite à la fermeture de l'océan Rhéique, à la formation de la chaîne varisque, et au cisaillement des massifs.

En Provence, l'orogenèse hercynienne est à l'origine des sédiments métamorphisés du massif des Maures et du Tanneron.

Leucogranites de la Pointe du Raz (320 Ma)

Leucogranites de la Pointe du Raz (320 Ma)

Ploumanac'h côte de granites roses 2

Ploumanac'h Côte de granites roses (300 Ma)

Ploumanac'h côte de granites roses 03

Ploumanac'h Côte de granites roses (300 Ma)

- Les formations sédimentaires détritiques
Elles se mettent en place dans le Massif armoricain, en Vendée, dans le Massif central suite à l'érosion de la chaîne varisque qui se transforme en pénéplaine. 

- Une sédimentation importante de matières organiques va donner naissance au charbon dans les bassins houillers
Au nord et au centre de la France, dans les bassins lacustres et littoraux peu profonds, se forment des marais périodiquement inondés, où poussent des fougères géantes, des prêles, des lépidodendrons qui donneront naissance aux bassins houillers de Flandre, d'Artois, de Picardie, des Ardennes, de Lorraine et du Massif central. 

A la fin du Carbonifère, les terrains de la future France sont rassemblés. L'orogenèse hercynienne a ébranlé  tout le sol de France et a formé son socle appelé socle ancien. Le socle ancien est présent également sous le Bassin de Paris et sous le Bassin aquitain enfoui sous les coches de sédiments déposés du Mésozoique à nos jours.

 

Les terrains qui forme la France sont réunis à la fin du Paléozoïque, au permien au sein du supercontinent : la Pangée

Le Permien (298 Ma à 252 Ma)

Entre 295 et 280 Ma, le continent Sibéria s'accole au continent Laurussia et donne naissance à un très grand continent appelé Laurasia et à la chaîne  de montagne de l’Oural.

Toutes les masses continentales du globe sont maintenant regroupées en un supercontinent: La Pangée*. 

De hautes chaînes de montagnes, les montagnes hercyniennes de plus de 8000 mètres d'altitude, auxquelles appartient le socle de la France s'élèvent au point de suture au cœur de la Pangée.
(Voir Image de la Pangée et de la chaine hercynienne au Carbonifère ci-dessous)

 

 

Image de la Pangée et la chaine hercynienne au Carbonifère - Carte légèrement modifiées à partir de celles de Christopher R. Scotese de l'Université du Texas à Arlington.

                                  Image de la Pangée et de la chaine hercynienne au Carbonifère

Source site: http://www2.ggl.ulaval.ca/personnel/bourque/s4/cambrien.pangee.html - Carte légèrement modifiées à partir de celles de Christopher R. Scotese de l'Université du Texas à Arlington. Elle est tirées de: Scotese, C.R., 2001, Digital Paleogeographic Map Archive on CD-ROM.

La Pangée*
Au Paléozoïque (540 à 245 millions d'années), le mouvement des masses continentales s'inverse, elles se rapprochent.
Le supercontinent Gondwana entre en collision avec le supercontinent Laurasia,
Le continent  Sibéria s'accole au continent Laurussia et donne naissance à un très grand continent appelé Laurasia et à la chaîne  de montagne de l’Oural.
La réunion de Gonwana et Laurasia donne naissance à  un supercontinent appelé: Pangée. 
Ce rapprochement des continents qui a duré  du Dévonien  à la fin du Permien, a élevé d'imposants massifs montagneux, a donné naissance à la chaîne hercynienne, allant des Appalaches au massif silésien et provoqué la fermeture de l'océan Centralien et de  l'océan Rhéique.
À la fin du Permien , la formation de la Pangée est achevée. On nomme le vaste océan entourant la Pangée: Panthalassa (ancêtre de l'océan Pacifique),  l'étendue océanique située à l'Est, dans le golfe formé par la Pangée: océan Téthys, mer Téthys ou simplement Téthys* et l'enclave océanique située au nord-ouest en haut de la Pangée: mer Boréale dont la mer du Nord sera une expansion méridionale.
Les terres qui vont devenir la France sont situées au niveau du 30e parallèle au fond golfe de la Téthys. (Voir Image de la Pangée et de la chaine hercynienne au Carbonifère ci-dessus)

Téthys*:
Au cours du Trias, ère Mésozoïque, la tectonique des plaques va  scinder la Pangée en deux et séparer les continents Laurasia et Gondwana.
Les eaux de l'océan Téthys vont s'avancer d'est en ouest entre les deux continents et former un espace océanique appelé soit Téthys, soit Mésogée , soit domaine mésogéen. Il s'étendra à la fin du Mésozoïque de l'Himalaya jusqu'aux Caraïbes. En France, à l'emplacement des futures Alpes appelé Bassin subalpin, on parlera de Téthys alpine, de mer alpine ou d'océan Alpin.
 Nous emploierons ici le nom: Téthys pour désigner cette mer chaude située au milieu des terres bordant l'Afrique et l'Europe du sud dont la mer Méditerranée, la mer Noire, la mer Caspique ainsi que le Lac Balaton en Hongrie sont les vestiges. 
 Les eaux de la Téthys vont inonder les zones côtières, les basses plaines et pénétrer l'Europe.

 

Les formations géologiques de la future France  au Permien

Au Permien, le climat est de type tropical, chaud et humide. Sous ce climat, la chaine hercynienne va être soumise à une érosion très intense, des sédiments détritiques de couleur rouge appelés : "Nouveaux grès rouges", se déposent 'Massif central, Lodève,...).
Le Massif central connait connait une période de distension et de manifestations volcaniques. En Provence orientale, un volcanisme rhyolitique se manifeste sous forme de coulées (Porphyre rouge de l’Estérel  - 270 Ma).
Les mouvements de distension post orogénique accompagnés d’effondrements et d'une phase de subsidence dite thermique mettent en place les Bassins: Parisien et Aquitain.

Massif de l'Esterel constitué de porphyres rouges  - Photo Adrien CRIVELLARO

Massif de l’Estérel constitué de porphyres rouges .

A la fin du Permien, une extinction massive entraina la disparition de 85 à 90% des espèces végétales et animales sur terre et en mer.

 

En résumé

Au Paléozoïque, l'orogenèse hercynienne a ébranlé pratiquement toute la France et structuré son socle géologique appelé aussi socle ancien ou hercynien. Le socle hercynien constitue les sous-sols du Massif armoricain, du sud de la Normandie, de l"Orne, des Ardennes, de la Vendée,  du Massif Central, du Morvan, des Monts du Lyonnais, des Monts du Vivarais,, des Monts du Beaujolais, , du Limousin, des Vosges, du Massif des Maures et de de la Corse. Il est également présent dans les soubassements du Bassin parisien, du Bassin aquitain, du Jura, des Alpes et des Pyrénées, où il affleure en de nombreux endroits.

La chaîne hercynienne va progressivement être rabotée par l'érosion et réduite à l'état de pénéplaine. Sa hauteur va passer de 8000 mètres à 200 mètres. De grandes quantités de sédiments détritiques ont ainsi été  répandus par les torrents et les fleuves dans les bassins environnants (plaines et deltas) dès la fin du Permien, où ils se sont transformés en argiles, en grès  ou en conglomérats. L'érosion du Massif ardennais est en grande partie à l'origine du gré rouge des Vosges.

 

LES FORMATIONS DATANT DU PALEOZOÏQUE DANS LES VIGNOBLES DE FRANCE
 

Les roches qui composent le socle ancien sont selon leur degré de transformation des granites, des roches volcaniques, des roches métamorphiques (schistes, ardoises, micaschistes, gneiss, ...) ou des formations sédimentaires détritiques (grès, sables, conglomérats, ...). On les retrouve dans de nombreuses régions viticoles de France: dans la Montagne noire, dans les vignobles des coteaux du Languedoc de Saint-Chinian, de Faugères, du Minervois où ils sont implantés sur des schistes et des calcaires du  silurien-dévonien, dans les vignobles des Côtes du Roussillon , de Banyuls, dans dans les terroirs des appellations  Beaujolais, Beaujolais Villages et Beaujolais Grands crus (Morgon), dans les terroirs des vignobles  la Vallée du Rhône,  terroirs  de la Côte Rôtie constitués de micaschistes et de gneiss, terroirs de Cornas, de l'Hermitage, de Crozes-Hermitage, en Alsace (terrains du Permien et du Carbonifère), dans les vignobles des Côtes de Provence et de Corse (Ajaccio, Potrimonio), dans les vignobles de la vallée de la Loire (Anjou, Muscadet), en Côte chalonnaise...

Contreforts des Albères - A.O.C Banyuls et Collioure  - Sol et sous-sol de schistes bruns cambrien se confondent - © M.CRIVELLARO

Contreforts des Albères - A.O.C Banyuls et Collioure  - Sol et sous-sol de schistes bruns datant du cambrien se confondent.

HISTOIRE GÉOLOGIQUE DE LA FRANCE AU MÉSOZOÏQUE (245 Ma à 65 Ma)
 

DISLOCATION DE LA PANGÉE - NAISSANCE DE LA FRANCE SEDIMENTAIRE

Au Mésozoïque*, se produisent de grands événements géologiques : dislocation de la Pangée, transgression d'est en ouest de l'océan Téthys, phase de distension, expansion des fonds océaniques, ouverture de l'océan Atlantique sud, ébauche de l'océan Atlantique nord, changement de cap de la plaque africaine qui va remonter vers l'Europe et commencement du cycle alpin (orogenèse alpine).

DISLOCATION DE LA PANGÉE

A partir de 250 millions, fin du Permien, la Pangée commence à se fracturer, à se disloquer en deux blocs: la Laurasia au nord (qui rassemble l'Amérique du Nord, l'Europe, et l'Asie) et le  Gondwana au sud (qui rassemble l'Amérique du Sud, l'Afrique, l'Inde et l' Australie). Cette séparation est accompagnée par une fragmentation progressive du  Gondwana.
Les continents vont se repositionner progressivement dans le temps et donner  à la Terre et à la France la physionomie que nous lui connaissons aujourd'hui comme nous le montre le schéma ci-dessous représentant les étapes de la fragmentation de la Pangée.

 
Fragmentation de La Pangée - Image Internet légèrement modifiée - Auteur non connu -  © M.CRIVELLARO

                                                    Image de la fragmentation de La Pangée

La dislocation de la Pangée en deux blocs (Laurasia et Gondwana) qui a débuté à la fin du Permien va se poursuivre au Mésozoïque. Dans l'espace qui s'ouvre entre les masses continentales Laurasia et Gondwana, la mer Téthys (Mésogée) va dès le début du Trias, s'avancer progressivement d'est en ouest. La transgression de  la mer Téthys d'est en ouest donne naissance aux principales invasions marines du Trias qui vont inonder les zones côtières, les basses plaines et pénétrer l'Europe, l'Allemagne et l'est, le sud-est et le sud-ouest de la France par la mise en place de mers intérieures épicontinales et lagunaires* peu profondes. A la fin du Trias, la mer régresse vers l'est. Puis revient dès le début du Jurassique.    
Au Jurassique et au Crétacé, les mers épicontinentales qui transgressent sur le sol de l'hexagone sont soit des dépendances de la mer Boréale (mer du Nord), soit de la Téthys (mer Alpine). Des liaisons  entre ces deux domaines marins nordiques et mésogéens vont s'établir à certains moments à travers le bassin de Paris.

A l'ouest, l'océan Atlantique commence son ouverture en plusieurs étapes avec dans un premier temps l'ouverture de l'Atlantique sud au début du Crétacé, suivi par l'ébauche de l'Atlantique nord à la fin du Crétacé. L'océan Atlantique va progressivement séparer les continents  Amérique du sud et Afrique, puis les continents Amérique du Nord et Eurasie. L'océan Atlantique sera complètement ouvert au Cénozoïque (ère suivante). Les eaux de l'océan Atlantique nord vont occuper à la fin du Crétacé le golfe de Gascogne qui se termine par le golfe pyrénéo-provençal.
Des liaisons vont s'établir entre les domaines marins (Atlantique et Téthys) à certains moments à travers le bassin d'Aquitaine et le bassin de l'Ebre dans le nord de l'Espagne.

A la fin du Mésozoique, la France sera alors bordée par l'océan Atlantique nord à l'ouest, par la mer du Nord au nord et par la Téthys (Mésogée) au sud-est.

Parallèlement, les mouvements tectoniques amorcent l'orogenèse alpine  et provoquent des variations des niveaux marins à l'origine de plusieurs cycles de transgression  suivis de cycles de régressions de la mer.  Pendant ces périodes, des sédiments marins calcaires et marneux vont se déposer sur les terrains recouverts par la mer. Les eaux chaudes favorisent la formation de calcaires oolithiques et de calcaires récifaux.

Dans les zones exondées, l'érosion très active va structurer les terrains. Des sédiments détritiques (galets, grès, argiles) vont être répandus par les torrents et les fleuves  dans les lacs, les vallées, les plaines alluviales, les marais, les deltas...

Au cours du Mésozoïque se structurent les bassins: Parisien, Aquitain et Subalpin (emplacement actuel des Alpes). On note également l'existence de la plate-forme corso-sarde dans le sud de la France et du haut-fond briançonnais dans le bassin subalpin..

Le Mésozoïque* appelé aussi ère ère secondaire qui va de 245 Ma à 65 Ma, se devise en 3 périodes: Le Trias (245 Ma à 205 Ma), le Jurassique (205 Ma à 135 Ma) et le Crétacé (135 Ma à 65 Ma). Elle correspond au début du cycle alpin ou orogenèse alpine et à un grand cycle de transgressions-régressions, commençant par des avancées saccadées de la mer au cours du Trias, culminant par une grande transgression au début du Crétacé supérieur (transgression cénomano-turonienne), suivie par une grande régression  à la fin du Crétacé.
Au cours de la transgression cénomano-turonienne, le niveau marin était environ 250 m au dessus du niveau actuel.

Mers intérieures épicontinentales et lagunaires
Les eaux de l'océan Tethys  envahissent au fur et à mesure de leur avancée: les reliefs aplanis par l'érosion et les dépressions du centre de l'Europe. Océanique au centre du bassin mésogéen, les mers deviennent progressivement d'est en ouest vers l'intérieur des terres: épicontinentales peu profondes , puis lagunaires . Les oscillations des niveaux marins dépendent de la présence de seuils et de hauts-fonds qui soumis à des subsidences variables vont favoriser ou empêcher la circulation et l'alimentation des bassins en eaux océaniques. Dans les périodes de faible alimentation, vont se déposer  par évaporation sous un climat tropical dans  les lagunes d'eaux saumâtres des couches de sels et de gypse.

 

Des sédiments marins et détritiques vont recouvrir la France aux différents étages du Mésozoïque.

Au Trias (245 Ma à 205 Ma).
Au début du Trias (Trias inférieur), la sédimentation est continentale, l’érosion intense commencée au Permien finit de raboter la chaîne hercynienne (Massif Central, Massif armoricain, Massif Rhénan. Massif ardennais, ...). Les rivières et les torrents charrient dans les plaines alluviales et les marais d'énormes volumes de sédiments détritiques venant de ces reliefs hercyniens en cours d'érosion: galets, sables, argiles. Ces sédiments vont être agglomérés en grès plus ou moins bariolés, appelés grès bigarrés. Cette formation qui correspond à la période du Trias inférieur porte le nom de: Buntsandstein ou grès bigarrés.
Dans l'est de la France, les grès roses des Vosges* septentrionales constitués par les sédiments détritiques déposés en aval des massifs hercyniens dans la plaine alluviale et marécageuse d'Alsace en bordure du bassin germanique sont la représentation type de cette formation. L'épaisseur de la formation varie entre 400 et 500 mètres.  La cuesta du Bassin parisien "grès vosgien" repose sur ce type de socle.

Au Trias moyen, la sédimentation continentale va laisser place à une sédimentation marine. La mer Téthys va s'avancer progressivement vers l'ouest jusqu'au détroit de Gibraltar et pénétrer l'Europe et la France. Un domaine marin océanique peu profond (mer Alpine) va s'installer à l'emplacement des Alpes et  un domaine marin avec une mer épicontinentale venant de l'est va envahir envahit l'est de la France, l'Alsace et la Lorraine, puis progressivement va s'étendre le long de la bordure du Massif central, des Cévennes et pénétrer plus ou moins profondément le continent au niveau du bassin aquitain qui n'existe pas encore. La mer issue de cette transgression porte le nom de: mer Germanique* ou mer de Muschelkalk.  Elle va déposer des couches des marnes et un calcaire particulier appelé: calcaire de Muschelkalk. Le calcaire de Muschelkalk est un calcaire coquiller constitué de coraux et de coquillages mêlés à des sédiments marins plus ou moins argileux. Sur ces formations (calcaire de Muschelkalk riche en minéraux et  marnes du Trias) reposent bon nombre de vignobles alsaciens.
L'épaisseur de la formation est d'environ 300 mètres.  La cuesta du Bassin parisien "calcaire Muschelkalk" repose sur cette formation.

Dans le domaine marin océanique plus profond, en bordure du golfe mésogéen se met en place à l'emplacement des Alpes occidentales, la mer Alpine. Une sédimentation calcaire qui porte le nom de faciès alpin va s'y développer.

Au Trias supérieur, les allers et retours de la mer Germanique qui font suite aux variation de niveaux marins vont laisser se déposer dans  les lagunes d'eaux saumâtres sous un climat tropical des marnes irisées et  par évaporation des couches de sels et de gypse dans différentes régions de France. On trouve les principaux dépôts de sels à: Château-Salins en Lorraine, Salins-les-Bains dans le Jura, Salies-de-Béarn dans le sud-ouest.  Les dépôts de couches de gypse dans les Pyrénées, dans les zones briançonnaise et piémontaises des Alpes permettront lors de l'orogenèse  pyrénéenne et alpine, le décollement et le glissement dans la région des Pyrénées, de Provence, des Alpes et du Jura de la couveruture sédimentaire en place.
La période qui regroupe ce type de formation est le Keuper.

Cette ensemble de formation: Buntsandstein, Muschelkalk et Keuper dont les noms ont été définis en Allemagne caractérise ce qu'on appelle le faciès germanique.

A la fin du Trias la mer va régresser vers l'est. 

La France au Trias supérieur (200 Ma) -  Carte légèrement modifiée à partir de celle de Ch. Pomerol Ère  Mésozoïque éditions Doin -  © M.C...

                                         Domaine continental et marin en France au Trias supérieur (200 Ma)

 

Grès roses des Vosges* : Les grès roses des Vosges issus de la dégradation de roches granitiques renferment des grains de quartz, de micas et de feldspath. La couleur rose est du à la présence d'oxyde de fer, provenant de l'altération des minéraux comme le mica noir. Il en existe plusieurs types: grès bigarrés, grès à meule, grès à Voltzia.

Mer germanique*:  Au milieu du Trias, un vaste golfe mésogéen qui s'étendra jusqu'à Gibraltar prend place entre les continents Laurasia et Gondwana. Les eaux de l'océan Tethys  envahissent au fur et à mesure de leur avancée: les reliefs aplanis par l'érosion et les dépressions du centre de l'Europe. Une vaste mer intérieure va  couvrir  le bassin germanique dont le centre se trouvait dans l'Allemagne centrale d'aujourd'hui. Elle s'étendra du nord-est de la France jusqu'aux frontières des pays-Baltes.  La mer germanique est une mer peu profonde et chaude qui communique avec la Téthys par deux accès  la Porte Silesienne (ou Moravienne) dans l'est, et la Porte Bourguignonne dans le sud-ouest.  Les portes d'accès à la mer Germanique se sont refermées à plusieurs reprises, empêchant  l'alimentation d'eaux océaniques et entrainant des baisses de niveaux et le dépôt par évaporation de couches de sel et de gypse. 

 

Au jurassique (205 Ma à 135 Ma).
Au Jurassique, la mer envahit la majeure partie de la France, seuls émergent le Massif armoricain, une partie du Massif central, la Montagne noire et le massif ardennais. La France est un pays très plat à l'époque découpé en grandes îles. Le massif Vosges-Forêt-Noire est toujours submergé. Le climat est chaud et humide, de type tropical. Des barrières de corail se développent dans les bassins peu profonds. Les eaux marines venant du nord (mer Boréale) à travers l' Allemagne et l' Angleterre envahissent le Bassin parisien et rejoignent les eaux de la mer Téthys au sud qui  recouvrent la Provence et le Bassin d’Aquitaine.  Au Jurassique supérieur, l'Atlantique nord n'existe pas encore en tant que tel, on parle de Protoatlantique nord, ses eaux ne sont pas dissociées de celles de la Téthys. Ce n'est qu'au Crétacé vers 110 Ma à l'Aptien que l'océan Atlantique développera sa présence en tant que tel dans le golfe de Gascogne et ses eaux se dissocieront de celles de la Téthys. C'est la rotation vers le sud de l'Espagne qui va permettre la pénétration des eaux de l'Atlantique dans le bassin d'Aquitaine.

 
La France au Jurassique moyen - Carte légèrement modifiée à partir de celle de Ch. Pomerol : Ère  Mésozoïque éditions Doin -  © M.CRIVELLARO

                           Domaine continental et marin en France au Jurassique moyen et supérieur (154 Ma)

 

Au cours du Jurassique, plusieurs centaines de mètres de dépôts calcaires, calcaro-gréseux et marneux vont s'accumuler sur tous ces fonds marins . Le calcaire jurassique de l'époque affleure aujourd'hui dans le Bassin parisien (en Champagne, en Lorraine, en Bourgogne, en Normandie, ....), dans le Jura, les Alpes, en Provence, dans les Causses, dans le Bassin d'Aquitaine, dans le Sud-Ouest... 
 
  Les couches de sédiments calcaires et marneux des collines et des terrasses de Bourgogne constituent aujourd'hui le sous-sol  des principaux vignobles de Bourgogne qui s'étalent de Dijon à Mâcon (Côtes de Nuits, Côtes de Beaune,  Mâconnais, du Centre Loire, ...) et de nombreux autres vignobles du territoire français comme le Jura, le Bugey, la Savoie, le Diois, ...

A titre d'exemple ci-dessous vue du vignoble de Sancerre. Le vignoble de Sancerre repose sur une assise géologique calcaire datant du Jurassique supérieur étages: Kimméridgien, Portlandien et Oxfordien. Sur les collines les plus hautes les sols sont constitués de marnes calcaires kimméridgiennes, riches en coquillages et argiles. Entre les collines sur les mamelons et les coteaux, les sols sont constitués de terres pierreuses appelées : Caillottes, composées de calcaires durs du Portlandien et de l'Oxfordien.

Collines et coteaux vignobles de Sancerre - © M.CRIVELLARO

                                                 Vignobles de Sancerre implanté sur sols de  "Caillottes"

Dans le Bassin parisien. Sous le poids des sédiments jurassiques de plusieurs centaines de mètres d'épaisseurs, le centre du Bassin parisien s'enfonce. Les différentes couches de sédiments déposées en alternance au Jurassique: calcaires durs et marnes tendres forment aujourd'hui l'armature et le relief des différentes Côtes appelées Cuestas de l'est de la France situées entre Hettange-Grande, Verdun et Bar-sur-Aube. D'est en ouest on trouve la Côte infraliasique calcaro-gréseuse de l'Hettangien, les Côtes de Moselle formées de calcaires à entroques, oolitiques et récifaux du Bajocien, les Côtes de Meuse constituées de calcaires à entroques, oolitiques et récifaux,  de l'Oxfordien et la Côte des Bars où le Portlandien forme les calcaires lithographiques du Barrois.
Les vignobles de Moselle, des Côtes de Toul, des Côtes de Meuse et de Champagne (Bar-sur-Aube) sont installés en front de côte sur le talus bien exposé des différentes cuestas. Les sols  sont composés de marnes jurassiques: de l'Hettangien (Moselle, Sierck et Vic-sur-Seille), du Bajocien (Moselle, Pays Messin) ou de l'Oxfordien (Côtes de Toul et Côtes de Meuse) recouvertes d’éboulis calcaires provenant des hauteurs mêlés à des argiles issues de l’altération de ces dernières. Le vignoble de Champagne de la Côte des Bars quant à lui repose sur des sols de marnes du Kimméridgien et des calcaires du Portlandien.

Dans le Bassin subalpin à l'emplacement des futures Alpes, dans une mer plus profonde vont se déposer d'épaisses couches de marnes qui forment les terres noires du Dauphiné et de calcaires durs qui sous forme d'épaisses corniches (ou barre) de plusieurs centaines de mètres de hauteur structurent aujourd'hui les chaînes subalpines septentrionales comme le Massif de la Chartreuse. Elle porte le nom de barre Tithonique.

Dans le Jura, la Bresse et le bas Dauphiné, régions dans le prolongement du Bassin parisien, la mer épicontinentale de profondeur variable va déposer des calcaires et des marnes qui forment aujourd'hui l'ossature du massif du Jura. On retrouve également de nombreuses formations coralliennes comme en Bourgogne et en Lorraine.

Dans le couloir rhodanien, la mer jurassique borde le Massif central, elle va déposer des marnes et des calcaires sur lesquels reposent aujourd'hui les vignobles de la Côte chalonnaise, du Mâconnais, du Beaujolais à partir de Ville-franche-sur-Saône, et des Coteaux du Lyonnais dans le Monts d'Or. Plus au sud, à partir D'Alès, une mer chaude et peu profonde va déposer des sédiments d'une épaisseur pouvant dépasser 1500 mètres qui formeront les Causses.

En Aquitaine, la Mésogée venue des Alpes s'avance par deux détroits et forme un golfe qui communique par moment avec le Bassin de Paris par le seuil du Poitou. Au Jurassique moyen, le pivotement de la péninsule ibérique vers le sud va permettre aux eaux de l'Atlantique nord en formation d'atteindre par l'ouest le bassin d'Aquitaine. Différents types de calcaires et de marnes vont se déposer. On les retrouve dans les grands Causses, les causses du Quercy, les Charentes, le Pays-Basque, les falaises de La Rochelle, l'Ile de Ré, d'Olèron et toute la zone pyrénéenne. Du gypse se dépose sur de grandes épaisseurs dans le Béarn.

A la fin du Jurassique, après une alternance de dépôts marneux (Oxfordien, Kimméridgien) et de formations calcaires (Oxfordien, Portlandien), la mer se retire des aires maritimes peu profondes de l'hexagone à l'exception des aire maritimes plus profondes comme celles des Alpes. Cette régression générale appelée portlando-purbeckienne va laisser place à une sédimentation continentale (sables, grès purbeckiens, calcaires du Barrois) qui va se poursuivre au début du Crétacé. seul le domaine alpin au sud-est est marin.

La tectonique en France au Jurassique, formation de rifts

Tout au long du Jurassique, la fracturation de la Pangée se poursuit. La Laurasie au nord et le Gondwana au sud poursuivent leur séparation. Dans cet espace laisser libre, la Téthys installe un bras de mer  entre l'Afrique et l'Amérique du nord qui va s'étendre jusqu'au Pacifique et ses eaux ouvre le bassin dauphinois (bassin subalpin) dans lequel vont se déposer de grandes quantités de sédiments qui formeront les futures Alpes. Des rifts océaniques océaniques commencent à ouvrir le bassin atlantique. Ces mouvements tectoniques  se répercutent dans le sud-est de la France où un rift volcanique  commence à ouvre l'océan alpin et en Aquitaine où une fracture forme le rift de Gascogne à l'emplacement des futures Pyrénées et  creuse le bassin d'Aquitaine.  (voir carte ci-dessus).

Rift continental et rift océanique
Un rift est une région où la croûte terrestre s’amincit. En zone continentale, en surface, on parle de rift continental ou graben. Le rift forme un fossé d'effondrement allongé, dont les dimensions peuvent atteindre quelques dizaines de kilomètres de large pour plusieurs centaines de kilomètres de long. Cette dépression allongée,  est le lieu d'une sédimentation lacustre et d'un volcanisme important (exemples: fossé Rhénan entre les Vosges et la Forêt noire). Le rift océanique au fond des océans  est un fossé d'effondrement de même dimension que le rift continental mais au milieu des dorsales océaniques, là où s'écartent deux plaques lithosphériques, le volcanisme est intense.

 

Au Crétacé ( 135 à 65 Ma).
On divise le Crétacé en deux sous-périodes: Crétacé inférieur (135 Ma à 96 Ma) et Crétacé supérieur (96 Ma à 65 Ma). Au début du Crétacé, la mer régresse sur la presque totalité de la France. La plaque africaine inverse son mouvement et revient vers l'Europe. L'Atlantique sud, puis l'Atlantique central et l'Atlantique nord s'ouvrent. Complétement ouvert du nord au sud à la fin du Crétacé, séparant l'Amérique du sud de l'Afrique et l'Amérique du Nord de l'Europe, l'océan Atlantique s'élargira encore au Cénozoïque.
A l'Aptien, vers 110 Ma, l'océan Atlantique développe sa présence dans le golfe de Gascogne (océan Protoatlantique) et ses eaux se dissocieront progressivement de celles de la Téthys.

Au Crétacé inférieur, la mer Alpine issue de la Téthys revient dans le Bassin parisien et la Vallée du Rhône. Des calcaires récifaux appelés urgoniens se déposent dans le Bassin subalpin et  le Bassin aquitain au niveau de la zone nord-pyrénéenne. Une plate-forme marine peu profonde qui formera "l'isthme durancien" apparait entre les Cévennes et le le massif des Maures-Estérel.

Au Crétacé supérieur, une grande transgression marine appelée: transgression cénomano-turonienne envahit tout le Bassin parisien, y dépose des couches de craie* qui formeront les bases des vignobles champenois de la Marne, de la Côte des Blancs, de Touraine et de Saumur,  ... La mer va également occuper tout le Bassin aquitain où l'influence de l'océan Atlantique Nord progresse avec son ouverture. Seuls émergent le Massif Central, le Massif Armoricain, le Massif ardennais, et le Massif Corso-Sarde.
La poussée due au rapprochement de la plaque africaine de l'Europe et l'ouverture de l'océan atlantique font  glisser vers l'est et pivoter dans le sens inverse des aiguilles d'une montre:  la péninsule ibérique. Un rift océanique va s'ouvrir  entre la France et l'Espagne formant  un sillon marin qui va s'étendre jusqu'en Provence.  De grandes quantité de sédiments vont se déposer dans ce sillon marin sous influence atlantique appelé: le golfe Pyrénéo-Provençal.
Cette phase tectonique va se répercuter dans le sud-est, soulever la région et faire émerger la Provence et l'isthme durancien appelé aussi bombement durancien. Le bombement durancien va  mettre fin à la communication des eaux profondes de la Téthys (mer Alpine) immergeant le bassin subalpin et celles de l'océan Atlantique présentes dans le golfe de Gascogne, le Languedoc et L'Aquitaine. Elle est également à l'origine du premier métamorphisme dans les Alpes franco-italiennes et de métamorphisme et de déformations dans les Pyrénées.

Cave des producteurs de vins de Montlouis dans la craie de tuffeau - © M.CRIVELLARO

                                Cave des producteurs de vins de Montlouis dans la craie de tuffeau.

 

Craie* : La craie s'est formée par accumulation de squelettes de microorganismes marins, à l'époque géologique du Crétacé auquel elle a donné son nom. La craie est un calcaire. Généralement très pure, elle peut  être marneuse (lorsque le calcaire et l'argile sont en proportions à peu près égales), glauconieuse (si elle contient de la glauconie), dolomitique (si elle contient des recristallisations de dolomite), à silex, ... Le tuffeau est de la craie micacée ou sableuse à grain fin, de couleur blanche ou crème parfois jaunâtre.

 

Dans le Bassin parisien. A la fin du Jurassique et au début du Crétacé inférieur suite à la régression des mers, le bassin de Paris connait une période continentale pendant laquelle se dépose des sables et des argiles.
Vers 130 Ma, la mer  Alpine revient,  franchit le détroit de Bourgogne, progresse vers le nord-ouest et envahit progressivement le bassin de Paris où elle rejoint à l'Aptien vers 110 Ma un appendice de la mer du Nord venant d'Angleterre. Le Bassin de Paris devient un vaste détroit qui relie la Mésogée aux mers nordiques.
A l'Albien (108 Ma), les cours d'eau en provenance du Massif central et du massif ardennais déposent dans ce milieu marin des sables verts glauconieux. Ils sont abondants en Champagne humide dans le département de l'Aube, dans le Boulonnais, en Normandie, dans l'Yonne et le centre du bassin de Paris. Des marnes et argiles vont s'intercaler ou recouvrir ces couches de sables  et donner naissance aux  argiles du Gault et à la gaize: un grès fin argileux et calcaire.
Au Crétacé supérieur, le Bassin parisien connait la grande transgression cénomano-turonienne qui va recouvrir d'épaisses couches de craie: la Normandie, l'Artois, la Picardie, la Touraine, l'Anjou, la Champagne dite sèche qui domine par une cuesta, la côte de Champagne, la région argilo-sableuse de la Champagne humide. Les craies seront de compositions variables selon la situation et la vie marine (présence plus ou moins importantes de matériaux détritiques : sables et argiles, débris coquillers, ...  On aura ainsi différents faciés de craie:  craie argileuse, craie sableuse, craies marneuse bleues, grises ou blanches, craie tuffeau... Au Sénonien (88 Ma à 65 Ma), le faciès caractéristique est celui de la craie blanche riche en silex.  Les épaisseurs de sédiments déposés pendant le Crétacé supérieur sont importants, ils vont 300 à 700 mètres selon les endroits. En Champagne la couche crayeuse atteint 500 mètres d'épaisseur.

A la fin du Crétacé, la mer se retire du Bassin parisien. Toutes les régions crayeuses vont se recouvrir d'argile à silex provenant de l'altération de la craie en place et d'apports à partir des massifs anciens bordiers.

Dans le Bassin aquitain et les Pyrénées.
Au Crétacé inférieur existent deux bassins profonds en Aquitaine : le bassin de Parentis et celui de l'Adour. Le sillon pyrénéo-provençal est un détroit faisant communiquer Atlantique nord et Mésogée. Des formations sédimentaires : calcaires et marnes se déposent recouvertes par endroits de sédiments gréso-argileux. Sur le pourtour des bassins et dans la zone nord-pyrénéenne, les calcaires récifaux urgoniens prennent placent. On note la formation de flychs dans le Pays-basque.
Au Crétacé supérieur, la transgression cénomano-turonienne recouvre tout le bassin. Enfouies sous les dépôts Cénozoique, les formations sédimentaires de cette période (calcaires durs, crayeux ou marneux) affleurent aujourd'hui en bordure du Massif Armoricain  et du Massif Central: en Saintonge, en Charente, en Périgord, dans la région d’Angoulême et dans les Corbières.
Les calcaires crayeux du Sénonien forment les falaises crayeuses en rive droite de la Gironde: Talmont, Saint-Palais. On les retrouve en Charente, en Dordogne et dans le Lot.
Dans le Pays Basque, le Crétacé supérieur est caractérisé par la formation de flyschs. (voir photo rubrique suivante: "Flyschs sur la Côte basque entre Saint-Jean-de-Luz et Hendaye".)

A la fin du Crétacé, la mer se retire de la plateforme aquitaine. Les transgressions futures seront atlantiques.

Dans le Bassin subalpin sous la dépendance de la mer Alpine va se développer au Crétacé inférieur du barrémien à l'aptien (130 à 112 Ma), une formation sédimentaire calcaire appelée faciès  urgonien. Cette formation est présente dans les chaînons subalpins (Bornes, Bauges, Chartreuse, Vercors) et le sud-est de la France e n Provence

 
 La France au Crétacé supérieur vers 70 Ma - Transgressions marines

                                   La France au Crétacé supérieur vers 70 Ma - Transgressions marines

 

A la fin du Crétacé,  la mer va se retirer. La majeur partie de la France va à nouveau se trouver émergée. L'océan Atlantique reste présent dans le golfe de Gascogne. A la fin du Crétacé la Téthys se ferme.

 

En résumé

Au cours du Mésozoïque, après une période de sédimentation continentale (grès roses des Vosges) au début du Trias, due à l'érosion des massifs hercyniens sous un climat tropical, la France a été presque totalement recouverte par la mer, de grandes quantité de sédiments marins vont se déposer et recouvrir le socle hercynien érodé, à l'exception de quelques ilots trop hauts pour être immergés comme le Massif armoricain, une partie du Massif central, ... On estime qu'au milieu du Crétacé , le niveau des mers était 250 mètres plus haut que le niveau actuel.
Les dépôts sont marins et lacustres. Les mers relativement chaudes, peu profondes offrent des conditions favorables à la formation de plateformes carbonatées constituées de calcaires et de récifs coralliens. Les roches formées dans ces conditions sont selon les milieux marins, leur profondeur, le climat  et l'éloignement du rivage: des calcaires, des marnes, des calcaires récifaux.

Ces différentes formations sédimentaires constituent aujourd'hui le sous-sol des bassins sédimentaires et des avant-pays des zones montagneuses. Elles sont présentes dans la plupart des sous-sols qui portent les vignobles de l'hexagone: vignobles de Bourgogne (calcaires du bajocien, du bathonien, et de l'oxfordien), vignobles du Centre, vignobles de Champagne (craie, marne), vignobles d'Alsace, vignobles de l'Aube, vignobles de Chablis (calcaires kimméridgiens), vignobles du Bordelais, vignobles du Sud-Ouest, vignobles de Provence, du Languedoc et des Corbières,...

Les allers et retours de la mer Germanique dans l'est de la France vont laisser se déposer  par évaporation dans  les lagunes d'eaux saumâtres des couches de sels et de gypse.

A la fin du Crétacé,  la mer va se retirer. La majeur partie de la France va à nouveau se trouver émergée et restera sous l'influence de la mer Boréale et l'océan Atlantique.

La plaque africaine remonte vers l'Europe, les mouvements de compression affectent la zone pyrénéo-provençale et la zone des Alpes méridionales. La mer Téthys se ferme.

 

HISTOIRE GÉOLOGIQUE DE LA FRANCE AU CÉNOZOÏQUE

 

Naissance de la France alpine
 
  Le Cénozoïque appelé aussi ère Tertiaire  va de - 65 Ma à - 1.8 Ma, il se divise en deux périodes géologiques : le Paléogène (- 65 Ma à - 23.5 Ma) et le Néogène (- 23.5 Ma à - 1.8 Ma)

A l'échelle du globe, durant le Cénozoïque, les continents poursuivent leurs déplacements vers leur position actuelle, l'océan Atlantique sud s'élargit et l'Atlantique nord s'ouvre au nord entre le Canada et le Groenland et entre le Groenland et la Scandinavie matérialisant ainsi la séparation entre L'Europe et l'Amérique du Nord.
En Europe, la plaque africaine poursuit sa progression, commencée au Crétacé vers la plaque eurasiatique, et pousse une petite plaque située en avant d'elle appelée plaque adriatique ou  Apulie* qui va finir par entrer en collision à la façon d'un bélier avec le sud de l'Europe. La poussée donne naissance: à l'orogenèse alpine, à la chaîne alpine et à l'emplacement du sillon alpin occupé par l'océan alpin: aux Alpes françaises. (voir carte ci-dessous)

L'océan alpin issu de la Téthys va être pris en étau dans le rapprochement des continents et se fermer progressivement. Sous la poussée, les sédiments marins et détritiques accumulés au Mésozoïque sur le socle hercynien dans les fonds océaniques de l'océan alpin  s'enfoncent dans un premier temps, puis sont soulevés par le socle hercynien. Dans sa remontée le socle hercynien granitique traverse les couches sédimentaires et donne naissance aux hauts massifs des Alpes.
Les couches calcaires vont éclater, glisser le long des versants, être déplacées et donner naissance aux chaines calcaires  des Bauges, de la Chartreuse, du Vercors et du Jura.
La phase compressive arrivée à son paroxysme,  va laisser place à une phase de décompression, phase pendant laquelle se mettent en place les fossés d'effondrement de la plaine d'Alsace (fossé rhénan), de la vallée de la Saône (fossé Bressan) et des Limagnes. Une phase de compression est toujours suivie d'une phase de distension.

La plaque africaine pousse également contre la France une autre plaque, la plaque Ibérique qui depuis l'ouverture de l'océan Atlantique central, a pivoté dans le sens inverse des aiguilles d'une montre, ouvrant  le golfe Pyrénéo-Provencal, un sillon marin appelé aussi golfe Aturien. Cette compression va être à l'origine de l'orogenèse pyrénéenne et de la chaine Pyrénéo-Provençale.

Dans cette tectonique des plaques, l'océan Téthys jusque là ouvert vers l'Atlantique va se réduire progressivement et finir par laisser sa place vers la fin du Cénozoïque à la mer Méditerranée. La mer Méditerranée est un vestige l'océan Téthys.

Dès le début de leur surrection, les Alpes et les Pyrénées vont être soumises à une érosion intense. Les sédiments détritiques vont combler les bassins environnants.

Le Cénozoïque est marqué par des cycles de transgressions  et régressions marines venant de l'océan Atlantique par le bassin de la Manche et par le golfe de Gascogne, de la Mer du Nord  par le nord et de l'océan Téthys par le sud et sud-est. La France connait à cette époque un climat tropical chaud et humide. Les eaux tropicales des océans riches  en plancton à base de silice et en plancton à base de calcaire déposent des boues calcaires. Ce milieu va être également très favorable  aux dépôts coralliens. Lors des transgressions, plusieurs mètres de sédiments marins et détritiques vont se déposer dans les parties immergées: Bassin parisien, Bassin aquitain, Sillon périalpin ... Lors des régressions, des lagunes, des lacs vont se former dans lesquels vont s'accumuler de nombreuses formations sédimentaires. Des périodes de grandes sécheresse vont être favorables au dépôt dans ces milieux de roches salines: gypse du Bassin de Paris, sel gemme et sel de potasse d'Alsace.

Sur les continents, la végétation est luxuriante, de type tropical.

L' Apulie* ou la plaque adriatique est un fragment de la plaque africaine qui s'en est séparé au Crétacé et est entré en collision avec la plaque eurasienne en formant les Alpes

 
La France à l'Eocène moyen (- 46 Ma) - Carte légèrement modifiée à partir de celle de Ch. Pomerol : Ère  Cénozoïque éditions Doin -  © M....

                                                 La France à l'Eocène moyen, étage Lutécien inférieur (-46 Ma)

 

Le Paléogène (- 65 Ma à - 23.5 Ma)

Sous un climat tropical, le Paléogène, première période du Cénozoïque connaît en France de nombreux cycles sédimentaires dus à une série de transgressions / régressions marines.

Dans le Bassin parisien, la mer va s'avancer à plusieurs reprises par le nord-est (Mer du Nord), par le nord-ouest et par le bassin de la Manche (mer Atlantique),  puis elle va se retirer et laisser derrière elle, selon le relief, un paysage lacustre ou lagunaire qui va se couvrir de dépôts détritiques charriés par les fleuves et les rivières descendant des reliefs environnants comme le Massif central en cours d'érosion. Le contrecoup de la tectonique alpine entraîne progressivement le soulèvement du Bassin parisien par le Sud-Est et son ouverture vers la mer du Nord.

Dans le Bassin parisien, les dépôts sédimentaires marins les plus significatifs de la période Paléogène sont ceux du Lutétien qui conduit à d’importants dépôts calcaires qui serviront de pierre à bâtir, du Bartonien où apparaîtra le gypse (gypse de Montmartre utilisé pour la fabrication du plâtre) et du Stampien à l’origine de dépôts de sables fins blancs de très grande pureté (Sables de Fontainebleau, 97 à 99% de silice, utilisé pour les verres et optiques de qualité).

Il en sera de même dans le Bassin aquitain, où l'océan Atlantique s'avance et recule à plusieurs reprises plus ou moins profondément dans le  golfe aturien limité au nord par le Massif central, au sud par les Asturies et l'Ebre et fermé dans son extrémité orientale par le continent Provence-Languedoc-Golfe du Lion-Catalogne. Dans le Bassin d'Aquitaine, les dépôts seront à l'ouest dans le bassin girondin: marins et lagunaires et à l'est en bordure du Massif central: continentaux.

Dans le Bassin aquitain, les dépôts sédimentaires marins et détritiques les plus significatifs pendant le Paléogène sont : à l'ouest, dans le Médoc les formations calcaires marines (calcaire à Astéries, calcaire de Saint-Estèphe), à l'est des séries continentales comme les sables du Périgord la molasse de l'Agenais* , au sud  dans le golfe aturien : les flyschs* et au sud-est les poudingues de Palassou.

Le sillon périalpin à l'emplacement de l'océan alpin et la plaine d'Alsace connaitront à la fin du Paléogène des transgressions marines plus ou moins profondes venant de la Mer du Nord ou de l'océan Thétys.

Le Paléogène se subdivise en trois époques ou sous-périodes:  le Paléocène, l'Éocène et l'Oligocène.

Molasses de l'Agenais*:  produits détritiques  provenant dans un premier temps de l'érosion du Massif central jusqu'au début de l' l’Éocène, puis de l'érosion des Pyrénées en surrection jusqu'à le fin de l'Oligocène.

Les flyschs: les produits de l'érosion se déposent  et glissent en eaux profondes en bordure des Pyrénées naissantes, ces matériaux détritiques   se mélangent aux sédiments marins marins  qui donneront naissance à des formations sédimentaires appelées:  flyschs.  Ces roches présentent des séquences répétitives caractéristiques : empilement de strates où une strate de grès est surmontée par une strate de schistes argileux.

 
Flyschs sur la Côte basque entre Saint-Jean-de-Luz et Hendaye - © M.CRIVELLARO

Flyschs sur la Côte basque entre Saint-Jean-de-Luz et Hendaye - 
Formation sédimentaire modelée, plissée par l'orogenèse pyrénéenne, constituée par empilement de strates: une strate de grès est surmontée par une strate de schistes argileux.

Le Paléocène (-65 Ma à -56 Ma)
Au Paléocène, première période du Paléogène, la collision entre les plaques eurasienne et africaine a commencé. La Téthys est en phase de fermeture.

Au début du Paléocène, étage dano-montien la mer atlantique  revient par la Manche occidentale dans le Bassin de Paris; dépose des calcaires et des marnes, puis se retire. A la fin du Paléocène, dans la partie nord-nord-est de la France, la mer (mer Thanétienne) venant du nord s'avance en Champagne, jusqu'à Cernay, Dormans, Rilly sans atteindre Paris. Elle dépose les sables blancs de Rilly et en bordure de Champagne, à l'est de Reims, sur les flancs du Mont-Berru situé en bordure littorale à l'époque se dépose le conglomérat de Cernay constitué de sables argilos calcaires  issus de dépôts fluviatiles et estuariens (estuaire). Puis la mer, se retire laissant derrière elle de grands lacs où se déposent des calcaires et des marnes : calcaire de Rilly, marnes de Dormans... Au sud d'Epernay se dépose le travertin de Sézanne, dépôt de source et résurgence issue de la craie

L'emplacement des Alpes occidentales et des Alpes-Maritimes quant à lui est recouvert par une transgression marine d'est en ouest, qui forme l'océan Alpin. Le Sud-ouest de la France est séparé de l'Espagne par un sillon marin ouvert en éventail dans le golfe de Gascogne. (voir carte ci dessus : La France à l’Éocène moyen - 46 Ma).

Dans le Bassin aquitain les dépôts paléocène sont continentaux. (calcaire lacustre de Pessac)

L’Éocène (56 à 33 Ma)
A l’Éocène, deuxième période du Paléogène, une mer peu profonde couvre l’Europe du Nord. Des cycles de transgressions/régressions de l'océan Atlantique par la Manche et de la Mer du Nord par le nord vont immerger plus ou moins profondément le Bassin parisien. Le Bassin Aquitain connaît également des cycles de transgressions/régressions à partir de l'océan Atlantique. L'océan alpin est présent dans la zone interne des Alpes là où s'élèveront les Alpes. Le reste de la France est hors de l'eau. Le golfe du Lion et la Méditerranée n'existent pas, c'est la terre ferme. La Corse et la Sardaigne repliées contre le continent appartiennent à un grand bloc de terre ferme s'étendant loin vers le sud et formant le continent Provence-Languedoc-Golfe du Lion-Catalogne. (voir carte ci dessus : La France à l’Éocène moyen - 46 Ma)

Des sédiments marins et détritiques se déposent dans le Bassin parisien et dans le Bassin aquitain.

Dans le Bassin parisien se déposent au Lutécien (-46 à - 40 Ma): les calcaires à nummulites* et les différents types de calcaires lutéciens* (calcaire grossier, calcaire à milioles) que l'on retrouve jusqu'en en Champagne à Damery, Epernay et Montmirail. Dans les lacs installés à proximité d'Epernay en arrière des rivages, se déposent les calcaires lacustres de la bordure champenoise. La mer va aller et venir à plusieurs reprise, plus ou moins profondément sur le Bassin parisien, laisser la place à des lagunes  dans lesquelles vont se déposer  par évaporation des eaux et assèchement:  des couches de sels et de gypse (lagunes de Montmartre vers 37 Ma). A la fin de l'Eocène, étage Ludien ( - 37 Ma à - 33 Ma) une grande transgression va s'étendre très loin vers l'est, jusque dans la région de Reims (marnes de Ludes).

Dans le Bassin aquitain vont se déposer sur la rive gauche de la Gironde : les calcaires de Couquèques, de Saint-Estèphe, les calcaires lacustres de Plassac,  et  sur la rive droite de la Gironde, les calcaires de Blaye, de Saint-Palais. A l'est de Bordeaux jusque dans l'Agenais les dépôts vont être continentaux: molasses de l'Aquitaine, molasse inférieure du Fronsadais (sables et grès argileux et micacés provenant de l'érosion du Massif-Central). Sur ces sédiments sont plantés actuellement: les vignobles du Bordelais (Côtes de Blaye, Médoc). L'érosion des Pyrénées naissantes accumule dans le  sud du golfe aquitain des sables , des graviers, des argiles qui formeront les poudingues de Palassou.

L’Atlantique Nord continue de s’ouvrir. C'est le début de l'orogenèse pyrénéenne, la plaque africaine pousse l’Espagne contre la France, une phase tectonique importante appelée : pyrénéo-provençale s'amorce. Elle pince et plisse les sédiments du sillon pyrénéen déposés au Mésozoïque dans l'espace océanique profond existant entre la France et la plaque Ibérique. L'orogenèse pyrénéenne va soulever et rejeter la couverture sédimentaire en place vers le nord (nappes de charriage). Les Pyrénées se soulèvent en plusieurs temps avec des phases de repos. Les premiers sommets pyrénéens apparaissent vers - 50 millions d'années. La chaîne pyrénéenne finira par s'étendre des Pyrénées aux massifs des Maures et de l’Estérel en un grand massif auquel était accolé la Corse et la Sardaigne appelé le massif Corso-Sarde.

Cette phase tectonique importante se fait également sentir dans les Alpes avec la poussée de la plaque Apulie qui amorce les plissements alpins  de la Vanoise. Les contre-coups se font sentir jusque dans le Bassin parisien avec le soulèvement du dôme de l'Artois au Lutécien moyen et au Lutécien supérieur. Un pont continental se forme à ce niveau qui va relier la France et l'Angleterre. Il n'y aura plus de liaisons entre la Mer du Nord et le Bassin parisien. L'océan Téthys continue de disparaître, laissant un vestige la mer Méditerranée. 

Nummulites: être unicellulaire à la charpente calcaire en forme de disque, qui peut atteindre deux centimètres de diamètre. A sa mort, l'organisme libère son disque de calcaire qui tombe au fond de la mer et va former les couches de calcaire nummulitique. Le calcaire à nummulites est appelé aussi "pierre à liards" par analogie aux pièces de monnaie. Il a été exploité comme pierre à bâtir pour la construction des monuments de la capitale.
Calcaires lutéciens*: (du nom de Lutèce car très présents dans le sous-sol parisien). Ils existent différents types de calcaires lutéciens aux grains plus ou moins fins. le calcaire à nummulites en fait partie. Il a servit à la construction de nombreux monuments parisien (palais du Louvre, cathédrale Notre-Dame, madeleine, ...).

 
La France à l'Eocène supérieur (- 37 Ma) - Carte légèrement modifiée à partir de celle de Ch. Pomerol : Ère Cénozoïque éditions Doin -

                                              La France à l’Éocène supérieur (- 37 Ma)

 

L'Oligocène (34 Ma à 23 Ma)
A l'Oligocène, troisième période du Paléogène, les fortes poussées de la  plaque africaine diminuent, une période dite de relaxation s'installe. L'étau se desserre. Des zones de décompression apparaissent et de grands blocs s'enfoncent lentement le long des failles existantes. On voit naître les grands fossés d'effondrement qui structurent le paysage de la France actuel: le fossé Rhénan ou plaine d'Alsace entre les Vosges et la Forêt-noire, les Limagnes, et le fossé Bressan. Ils vont se remplir en partie de sédiments marins et fluviatiles extrêmement variés: sables, calcaires, marnes, argiles, ... L'Alsace est un détroit entre la Mer du Nord et la Téthys, qui communique avec le sillon alpin. Les transgressions atlantiques s'avancent sur le Bassin aquitain et dans le Bassin de Parisien isolent la Normandie et la Bretagne en îlots.

Dans le Bassin parisien, la mer  s'avance à l'est jusqu'au delà de Reims et Epernay. Plus au sud, elle atteint Fontainebleau, Étampes d'où son nom de mer stampienne et Orléans. La mer stampienne dépose les sables de Fontainebleau épais de 60 mètres (étage stampien). Elle régressera par la vallée ligérienne. Le Bassin de Paris restera définitivement émergé, c'était la dernière incursion marine. Lorsque la mer se retire, la Beauce est occupée par un large lac où se dépose le calcaire de Beauce.

Dans le Bassin aquitain, les Pyrénées en surrection sont soumises à une érosion intense. Les produits de l'érosion se déposent dans le golfe aquitain appelé aussi sillon pré-pyrénéen. Les fleuves charrient et déposent sur tout le sud-ouest jusqu'à Bordeaux de grandes quantités de sédiments détritiques appelés molasses. Dans le Libournais et le Fronsadais, les dépôts sont continentaux, ils proviennent de l'érosion du Massif central: molasse supérieure du Fronsadais. Les molasses constituent le sous-sol de bon nombre de vignobles du sud-ouest. Dans le Libournais, la régression marine laisse place au calcaire lacustre de Castillon. Puis une grande transgression appelée stampienne va déposer le calcaire à Astéries dans toute la partie située à l'est de Bordeaux. A l'est se dépose la molasse de l'Agenais. A la fin du stampien, la mer régresse partout.

La chaine pyrénéo-provençale s'effondre dans la zone aujourd'hui occupée par la mer Méditerranée, créant le golfe du Lion. La formation de ce bassin d'effondrement, de ce rift* accompagné d'un étirement de la croûte terrestre va au Miocène , vers 23 Ma faire pivoter La Corse et la Sardaigne et les amener à  se positionner à leur emplacement actuel.

A l'Oligocène, la surface occupée par les lagunes et les lacs est considérable.

Affleurement de Calcaire à Astéries  - Côte de la Ruasse à Langoiran - © M.CRIVELLARO

Affleurement de Calcaire à Astéries - Côte de la Ruasse à Langoiran - Époque Oligocène :34 millions d'années.

Un rift* est une région où la croûte terrestre s’amincit. En surface, un rift forme un fossé d'effondrement allongé, dont les dimensions peuvent atteindre quelques dizaines de kilomètres de large pour plusieurs centaines de kilomètres de long. Cette dépression allongée, limitée par deux failles normales dites failles bordières, est le lieu d'une sédimentation et d'un volcanisme important.

 
La France à l'Oligocène (- 34 Ma) - Carte légèrement modifiée à partir de celle de Ch. Pomerol : Ère  Cénozoïque éditions Doin -  © M.CRI...

                                                La France à l'Oligocène (- 34 Ma)

 

Le Néogène (- 23.5 Ma à - 1.8 Ma)

Le Néogène deuxième période du Cénozoïque est marqué par deux brèves incursions marines atlantiques dans la vallée de la Loire: une au Miocène et l'autre au Pliocène. Elles encerclent la partie occidentale du Massif armoricain  et la rende insulaire. Ces transgressions s'avancent également plus ou moins profondément sur le Bassin aquitain.

Dans la vallée du Rhône, dans le sillon péri alpin s'accumulent sous forme de molasse les produits détritiques issus de l'érosion de la chaîne alpine en surrection. Il n'y a pas de liaison entre la Manche et la mer du Nord.

Le Néogène se subdivise en deux époques ou sous-périodes: le Miocène, et le Pliocène.

Le Miocène (23 Ma à 5 Ma)
Au Miocène, première période du Néogène, le soulèvement alpin atteint son paroxysme, entraînant la surrection des massifs cristallins et le plissement des zones externes des Alpes. Ce mouvement tectonique (poussée de la plaque africaine) se répercute sur l'ensemble de l'hexagone : la couverture sédimentaire du Jura se décolle, se plisse et vient chevaucher la Bresse, les Vosges et la  bordure orientale  du Massif central  se soulèvent. Une activité volcanique se développe dans le Massif central (volcans d'Auvergne, des Limagnes, supervolcan du Cantal qui donnera naissance au massif du Cantal). Les Pyrénées subissent également cette poussée, toujours plus hautes, elles connaissent une érosion intense, les produits  détritiques de l'érosion sont charriés par les fleuves et les torrents dans le vaste cône d'épandage du Lannemezan. La Provence orientée vers le nord, bascule vers le sud, le réseau hydrographique va l'entailler.

Dans le Bassin parisien, les fleuves déposent les produits de l'érosion du Massif central: sables et marnes de l'orléanais. La mer venant de l'Atlantique pénètre dans la basse vallée de la Loire jusqu'à Blois et dépose les faluns de l'Anjou et de la Touraine, communiquant avec le golfe de la Manche, elle rend insulaire la partie occidentale du Massif armoricain. A la fin du Miocène, la mer se retire, elle reviendra au Pliocène jusqu'à Angers.

Des sédiments détritiques importants qui  proviennent également de l'érosion du Massif Central vont se répandre dans le Bourbonnais, l'Orléanais, la Sologne,  la plaine d''Alsace et les Limagnes.

Dans le Bassin aquitain, une dernière incursion de la mer dans le golfe aquitain qui se limite à l'est à Agen, dépose les faluns de Saucats. La mer se retire progressivement, laissant se déposer  un ensemble de formations lagunaires, lacustres et continentales: marnes lagunaires, calcaire gris de l'Agenais, molasse de Léognan, ...  A la fin du Miocène, la mer se retire  du Bassin aquitain qui restera émergé définitivement.  A l'est la sédimentation est continentale : calcaires lacustres, molasse de l'Armagnac, ...

En Bordure de la chaîne alpine qui s'élève, suite à la formation du golfe du Lion, la mer Méditerranée va occuper les confins du Massif central du Languedoc à  Lyon, et au delà la Bresse , envahir le bassin de Digne, avancer par étapes vers le nord , gagner Crest, le Vercors, rejoindre la Chartreuse et  le sillon périalpin qui se prolonge en Suisse et au delà jusque dans les Balkans. Les produits de l"érosion de la chaîne alpine vont s'accumuler dans  le sillon perialpin envahit par la mer sous forme de molasses calcaires , de sables, de grès, de conglomérats.

Vers la fin du Miocène (6 Ma) les contraintes orogéniques alpines vont empêcher les échanges des eaux marines  au niveau du détroit de Gibraltar, la mer Méditerranée ne communique plus avec l'océan Atlantique et s'assèche. La mer se retire des régions internes, son niveau baisse. Les niveau de base des fleuves et des rivières baisse de plus de 1000 mètres pour atteindre la mer, la vitesse du courant augmente fortement. Fleuves et rivières vont creuser des canyons dans la Vallée du Rhône et en Provence.

Faluns: débris coquillers de mollusques, coquillages,crustacés, poissons, requins,

 
La France au Miocène ( - 23.5 Ma)  - Carte légèrement modifiée à partir de celle de Ch. Pomerol : Ère  Cénozoïque éditions Doin -  © M.CRI...

                                                    La France au Miocène ( - 23.5 Ma)

 

Le Pliocène (5 Ma à 1.8 Ma)
Au Pliocène, deuxième période du Néogène, la collision de la plaque africaine et de l’Europe se poursuit, les Alpes et les Pyrénées continuent leur orogenèse. Les Alpes se soulèvent fortement et se plissent. Le sillon périalpin se comble d'une épaisseur de plus de 2000 mètres de produits détritiques, sables et galets formant le sillon molassique. A la périphérie des Alpes des nappes de roches glissent : au sud elles atteignent Digne et à l'est la bordure de la Bresse.
Le détroit de Gibraltar s'ouvre à nouveau. La mer revient , remonte la  vallée du Rhône  jusqu'à 20 Km de Lyon , envahit la basse vallée de la Durance et occupe la côte languedocienne. Les vallées se remplissent de sédiments détritiques et la mer se retire.
Le contrecoup de la tectonique alpine entraîne un  soulèvement du Bassin parisien,  des Vosges, de la bordure orientale du Massif central et du Jura. Les bordures du Bassin parisien vont se soulever sur une hauteur qui varie entre 100 et 200 m, d'est en ouest, l'érosion va  pouvoir façonner le relief de cuestas (côtes), de plateformes, de buttes témoins que nous connaissons actuellement. Les vallées fluviales s’encaissent, la Seine acquiert son cours actuel et la Loire est détournée vers l’Océan Atlantique. L'érosion est toujours intense. la Provence bascule du nord vers le sud. Le Verdon creuse ses gorges.

Les produits détritiques de l'érosion charriés par les cours d'eau s'accumulent au pied des reliefs pyrénéens ( poudingues de Jurançon, sables des Landes, ...). Vers - 3 Ma , une forte activité volcanique, met en place les Monts Dore. Les continents occupent vers 3.6 Ma pratiquement leur position actuelle.

L'océan Atlantique fait une dernière incursion en basse vallée de la Loire. Les hauts reliefs ressemblent à ceux que nous connaissons actuellement.

 
La France au Pliocène ( - 5.3 Ma) - Carte légèrement modifiée à partir de celle de Ch. Pomerol : Ère  Cénozoïque éditions Doin -  © M.CRIV...

                                               La France au Pliocène ( - 5.3 Ma)

 

Le Cénozoïque en France est caractérisée par un activité tectonique intense marquée par l' orogenèse pyrénéenne, par l'orogenèse alpine, par le soulèvement des Vosges, du massif du Jura, la mise en place du fossé Rhénan, de la Bresse, des Limagnes et par  une série de transgressions et régressions marines qui vont être à l'origine de nombreuses formations sédimentaires.
De nombreux vignobles du Bassin parisien (Vignobles de la Loire, de Champagne, ...)  et du Bassin aquitain (Vignobles du Bordelais,  du Sud-Ouest, ...) sont implantés sur des formations sédimentaires du Cénozoique.
 

 

HISTOIRE GÉOLOGIQUE DE LA FRANCE AU QUATERNAIRE

 

Naissance de la France glaciaire - Formation des reliefs.  

Le Quaternaire ou ère quaternaire va de - 1.8 Ma à nos jours. Le quaternaire est marqué par des périodes glaciaires et interglaciaires. Quatre grands cycles de glaciations identifiés dans les Alpes bavaroises, appelés respectivement Günz, Mindel, Riss et  Würm  du nom de quatre affluents du Danube vont ponctuer l'ère quaternaire et participer au  modelage et au façonnage des paysages que nous connaissons. Tous les reliefs surélevés pendant l'ère précédente par les orogenèses pyrénéennes et alpines: Vosges,  bordures du Bassin parisien, Jura,  bordures du Massif central du Morvan à la Montagne Noire,  bordures du Bassin aquitain vont être affectés par ces phénomènes météorologiques et les phénomènes physiques qu'ils engendrent.

Durant ces cycles glaciaires, les Alpes, les Pyrénées, le Massif central et les Vosges se couvrent de glaciers. Lors de la fonte des glaces dans les périodes interglaciaires, l'érosion et les fleuves vont sculpter les reliefs, creuser des vallées, arracher de gros volumes de  matériaux aux versants, les charrier et les déposer sur des centaines de kilomètres le long de leur lit et dans les bassins et plaines les environnant. Ces matériaux détritiques: galets, sables, graves, argiles, vont s'accumuler ainsi le long des rivières et des fleuves et former par endroits de grandes terrasses caillouteuses à plusieurs niveaux. Chaque glaciation construisant un niveau de terrasse. Sur ces terrasses et sur les versants des coteaux modeler au quaternaire se sont maintenant implantés des vignobles de qualité: vignobles des graves, vignobles de Cahors, ...

A titre d'exemple, les meilleurs vignobles du Médoc sont implantés sur des reliefs en forme de croupes recouvertes de graves appelées graves garonnaises du Günz. Les graves garonnaises du Günz sont issues de l'érosion des Pyrénées, elles ont été charriées sur plus trois cents kilomètres des Pyrénées à Saint-Estèphe au nord de Bordeaux par l'ancienne Garonne pendant la période glaciaire du Günz, il y a 1.2 Ma.

Saint-Estéphe - Les graves couvrent le sol - © M.CRIVELLARO

Saint-Estéphe - Les graves couvrent le sol.

Les terrasses au cours du quaternaire

Pendant une période glaciaire, l'eau se transforme en glace entrainant la baisse du niveau des mers. Les pentes des fleuves pour atteindre la  mer deviennent plus abrupte, le dénivelé oblige les rivières à s'enfoncer, à creuser leur lit et les vallées qu'elles parcourent.
Pendant les périodes interglaciaires (réchauffement), les glaces fondent, le niveau des mers augmente, les pentes des fleuves diminuent, le cours des rivières s'aplanit, les rivières déposent des alluvions.
Lors de la glaciation suivante , le fleuve creuse de nouveau son lit, mais dans ses propres alluvions avant de déposer pendant la période interglaciaire qui suit: une nouvelle couche d'alluvions. A chaque cycle de glaciation correspond un niveau de terrasse. On compte en France par endroits quatre niveau de terrasse. Chaque niveau correspond à une des quatre glaciations citées ci-dessus.

Schéma du cycle de formation des quatre niveaux de terrases.

 

L'ère quaternaire se subdivise en deux époques géologiques : le Pléistocène (- 1.8 Ma à 12 000 ans) et l'Holocène (12 000 ans à nos jours).

Le Pléistocène (1.8 Ma à 12 000 ans)

Au Pléistocène, les continents sont quasiment dans leur position actuelle. Le Pléistocène est formé de terrains récents contemporain de l'apparition de l'homme. Le Pléistocène est une période glaciaire. Le climat est caractérisé par des cycles de glaciation pendant lesquels des glaciers continentaux sont descendus jusqu'au 40e parallèle.  Lors de l'extension maximale des glaces, 30 % de la surface de la Terre en est couverte. Les glaciers alpins descendent jusqu'à Lyon. Les avancées glaciaires produisent des glaciers continentaux d'une épaisseur de 1 500 à 3 000 mètres. Le volume de glace emprisonné est la cause de la chute du niveau de la mer de 100 m ou plus. Pendant les périodes interglaciaires les côtes noyées par la remontée des eaux sont fréquentes. Quatre glaciations majeures ont été identifiées, séparées par des périodes interglaciaires. Pour la France dans les Alpes, elles portent les noms de (Günz, Mindel, Riss, Würm). Les grandes glaciations (Günz, Mindel, Riss, Würm) finissent de façonner le relief que nous connaissons (plateaux, terrasses, collines, vallons, coteaux,  ...).

Il y a 45 000 ans, une soixantaine de volcans surgissent en bordure des Limagnes et  forment la chaîne des Puys.

L'Holocène (de 12 000 ans à nos jours)

L'holocène deuxième période du quaternaire est formé de terrains qui ne contiennent que des fossiles d'espèces à représentants encore vivants. Nous sommes à l'Holocène et la tectonique des plaques continue...

Le quaternaire a façonné tous les détails des reliefs actuels : plateaux, vallées, coteaux, plaines et terrasses.

Sur les reliefs de côtes (cuestas du Bassin parisien), terrasses et coteaux orientés favorablement qui surplombent les fleuves et les rivières sont implantés les principaux vignobles de France (Vignobles de Lorraine, de Champagne, de Loire, du Bordelais, du Sud-Ouest, ...). 

Dans les vallées alpines, les glaciers ont arrachés des matériaux aux montagnes formant des moraines frontales en tête des glaciers et des moraines latérales sur les côtés. C'est sur ces moraines laissées par les glaciers que sont implantés une partie des vignobles de Savoie.

Saint-Pierre-d'Albigny - Pentes de cailloux calcaires et marneux, recouverts de moraines glaciaires au bas de coteaux - © M.CRIVELLARO

Saint-Pierre-d'Albigny - Vignoble de Savoie - Pentes de cailloux calcaires et marneux, recouverts de moraines glaciaires au bas de coteaux.

 

Tableau chronologique permettant de situer les origines de la Terre et l'histoire géologique de la France

Les grandes étapes depuis les origines

Dates

   Age de l'Univers

  13,8 Ga*          

(Ga* = milliard d'années)

  Naissance du Système solaire et de la Terre

    4,568 Ga     

   Le Précambrien  

Première grande période géologique de l'histoire de la Terre appelé superéon. Il commence à la création du globe il y a 4,568 milliards d’années, et s'achève, il y a 544 millions d’années.
Le Précambrien se divise en trois grandes périodes géologiques ou éons qui sont : l'Hadéen, l'Archéen et  le Protérozoïque.

4,568 Ga à 544 Ma*       

(Ma* = Millions d'années)

  L'Hadéen  - Première période du Précambrien

    4.5 à 3.8 Ga   

 - Bombardement d'astéroïdes et de comètes - La terre est recouverte de gaz  carbonique, de vapeur d'eau et de laves.

- Formation de la croûte terrestre primitive- Structuration de la planète Terre - La vapeur d'eau se condense, formation d' océans acides. Premières roches sédimentaires

 

  L'Archéen - Deuxième période du Précambrien

    3.8  à 2.5 Ga

Formation des proto-continents et de la croûte continentale. A la fin de l'Archéen 80 % de la croûte continentale est constituée, les premiers supercontinents se forment et se disloquent au gré de la tectonique des plaques.

   

Le Protérozoïque - Troisième période du Précambrien
        Naissance des premières roches de France

    2.5 Ga à  544 Ma

- Le Protérozoïque, correspond à la croissance des masses continentales. Les grands ensembles continentaux se dessinent. Chaque grande phase de convergence et de collision sera l'occasion de la surrection d'une chaîne de montagne (orogenèse) avec la formation de roches métamorphiques et magmatiques.

- Le Paléo-protérozoïque (2.5 à 1.6 Ga) est marqué par  l'oxygénation de l'atmosphère et par les glaciations dont certaines sont totales. (Terre boule de neige). Les micro-organismes se développent, ils consomment le CO2 présent dans leur environnement et rejettent  de l'oxygène dans l'atmosphère. la vie se développe: éponges, algues,méduses, vers;, mollusques, premiers vertébrés.

-  Les plus vieilles roches de France des gneiss de deux milliards d'années se forment à l' époque icartienne, dans la province du Trégor en Bretagne et entre la Hague et Cherbourg dans le Cotentin. La France est née.

- Un continent unique appelé Rodinia existe à partir de  1.1milliards d'années - Vers 750 millions d'années, la Rodinia commence à se fragmenter à son tour - Orogenèse Cadomienne début 640 millions d'années - Baie de Saint-Brieuc - Chaîne de volcans Paimpol, Erquy, Tréguier, Roselier. (570 Ma) - 550 Ma : étoiles de mer, mollusques, premiers vertébrés et trilobites.

   

Le Phanérozoïque

Deuxième grande période géologique de l'histoire de la Terre comprend les ères Paléozoïques, Mésozoïques, Cénozoïques et quaternaires.

    544 Ma à nos jours

Le Paléozoïque (appelée anciennement ère primaire )

    544 Ma à 245 Ma

- Les masses continentales se rapprochent de nouveau.
Fermeture de l'Océan Centralien et Rhéique, les terrains qui constituent la France se rassemblent.
- Au Carbonifère (360 à 300 millions d'années), surrection de  la Chaîne Hercynienne, base du socle français formation du Massif armoricain, du Massif central, des Vosges et des Ardennes.
- La Pangée:  un continent unique s'est reformé (250 millions d'années)
- Dinosaures: 230 millions d'années.

 

Le Mésozoïque (appelée anciennement ère secondaire)

   245 à 66.4 Ma

- La Pangée se fragmente à son tour. L'Océan Atlantique s'ouvre.
- La péninsule Ibérique se détache de la France. L’Afrique change de cap, comprime l'Espagne contre la France et met en place le bombement Durancien qui donne naissance à la Provence - Mammifères.

 

Le Cénozoïque (appelée anciennement ère tertiaire)

     65 Ma à 1.8 Ma

-La plaque africaine, entre en collision avec l'Europe et toutes les principales chaînes de montagnes se forment. (Pyrénées, Alpes, ...).
- Formation des grands bassins sédimentaires: Bassin parisien , Bassin aquitain.
- L'orogenèse alpine ( - 34 Ma) , suivie d'une phase de décompression met en place les fossés d'effondrement: plaine d'Alsace, fossé Bressan, Limagnes.

 

Le Quaternaire

 1.8 Ma à nos jours

Grandes glaciations: Günz, Mindel, Riss, Würm. (1.8 Ma à 10 000 ans) - Erosion -
Mise en place des reliefs actuels.

 

 Présence et évolution de l' homme

 

  Hominidés

   7  millions d'années

  Australopithèques

  4.2 millions d'années

  Lucy

  3.6 millions d'années

  Homo Habilis

  2.5 millions d'années

  Homo Erectus

  1.9 millions d'années

  Homo Erectus présence en France

  1.8 millions d'années

  Domestication du feu

  500 000 ans

 Homo Sapiens

  35 000 ans

 Cro Magnon

  28 000 ans

 

Bibliographie

 

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