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FRANCE (Le territoire et les hommes) - Géologie

Article

Michel DURAND-DELGA

Edité par Encyclopædia Universalis - 2009

L'Europe centrale et occidentale contraste avec la plupart des autres masses continentales par le compartimentage de son relief et du tracé de son littoral, compartimentage qui traduit celui de sa structure géologique et explique sans doute certains aspects de son développement historique. On peut cependant, malgré les irrégularités de leurs tracés, distinguer de grandes zones, correspondant aux phases successives de plissement, chaque phase reprenant d'ailleurs en partie les terrains affectés par les précédentes (fig. 1). Pour chacune de ces zones, les terrains déformés peuvent affleurer, ou constituer le substratum érodé d'une plate-forme recouverte de sédiments postérieurs, restés sensiblement horizontaux. Du sud au nord et en allant des plus récentes aux plus anciennes, on trouve d'abord la zone alpine (qui s'étend également dans le Maghreb : cf. chaînes alpines), où des mouvements très intenses, au Crétacé et surtout au Cénozoïque, ont intéressé une série de terrains mésozoïques, principalement marins (déposés dans une mer dont la Méditerranée serait le reste : cf. téthys ), ainsi que leur substratum, affecté comme dans la zone suivante par les déformations varisques ou hercyniennes de la fin du Paléozoïque. Profondément érodée, la plate-forme hercynienne constitue le substratum des plaines du nord de l'Europe. La chaîne calédonienne, plus ancienne (Paléozoïque inférieur), occupe l'Écosse et la Norvège, mais ses éléments sont repris dans la chaîne hercynienne, de même que sont repris certains des témoins des orogenèses protérozoïques (ainsi, le Penthévrien et le Briovérien dans le Massif armoricain), qui constituent principalement le bouclier balte ou massif svécofennide (Suède et Finlande) et le substratum d'une partie de la plate-forme russe couverte de sédiments horizontaux.En Europe, la France est le seul pays qui s'étende de la Méditerranée, et des chaînes alpines qui entourent celle-ci, jusqu'aux plaines du Nord, à substratum hercynien. Malgré cette diversité, elle doit son unité à la facilité des communications, due à l'interruption des Alpes, qui s'arrêtent à la vallée du Rhône ou s'incurvent à son approche, la barrière des chaînes tertiaires ne reprenant que dans les Pyrénées. Cette interruption brutale des Alpes vers l'ouest s'accompagne d'un morcellement et d'une fracturation de la plate-forme hercynienne ; d'où résulte l'individualisation des « massifs » et des « bassins ». Dans les années 1830, Élie de Beaumont soulignait le contraste entre le Bassin parisien, au nord, lieu de convergence entouré de massifs anciens (Massif armoricain, Ardennes, Vosges), et le Massif central, pôle divergeant vers les bassins de l'Aquitaine, du Languedoc, de la Bresse. Image sans doute trop simple, car l'individualisation des bassins et des massifs s'est préparée de loin : il faut souligner le rôle des grandes cassures, le long desquelles le coulissement a atteint plusieurs dizaines de kilomètres à l'époque des plissements hercyniens : sillon de Bretagne, Grand Sillon houiller, faille de Villefort se prolongeant sous les Limagnes.Ce socle hercynien, en général érodé assez profondément pour que l'on ait l'impression d'en observer des parties profondes, se présente diversement (cf. massifs hercyniens). Dans le cas le plus simple, il est constitué de terrains sédimentaires plissés (Ardennes, Massif armoricain, Montagne Noire) ; il est alors relativement facile d'y reconnaître les éléments repris d'une orogenèse antérieure : massif calédonien de Rocroi, Briovérien du Massif armoricain, zone axiale de la Montagne Noire. Mais lorsque le Paléozoïque lui-même est métamorphique, la distinction des blocs repris des orogenèses antérieures devient beaucoup plus délicate, et elle a fait l'objet de longues discussions. Cependant, en Bretagne et dans le Massif central, les déterminations d'âge par radioactivité des granites qui se sont mis en place à toutes les époques d'activité tectonique ont aidé à clarifier les relations.Il faut accorder une mention spéciale aux dépôts houillers, formations continentales essentiellement détritiques où se sont conservées des couches de charbon. Généralement discordants sur des terrains antérieurs eux-mêmes plissés, ces dépôts, formés dans des lacs peu profonds, sont contemporains des plissements. Plusieurs d'entre eux se prolongent sous la couverture mésozoïque, où ils ont pu être exploités.À ces dépôts succèdent, parfois en continuité, plus souvent avec discordance, ceux du Permien, également continentaux, mais rouges et généralement dépourvus de charbon, non plissés, qui donnent un aspect particulier aux régions où ils affleurent. Ils ont été découverts aussi, par sondages, sous certaines parties du Bassin parisien.Dès le Mésozoïque, une partie des massifs hercyniens manifestaient une tendance à l'émersion, au point de n'avoir presque jamais été recouverts par les terrains jurassiques et crétacés. Il faut bien distinguer les limites de ces terrains, qui se traduisent par l'amincissement des étages sédimentaires et par leurs faciès littoraux, des limites actuelles d'érosion. Les contours du Massif armoricain, de l'ouest du Massif central, de l'Ardenne n'étaient guère différents au Jurassique de ce qu'ils sont aujourd'hui. En revanche, les Vosges et le Morvan résultent du dégagement par l'érosion d'éléments qui avaient appartenu au fond du bassin et qui furent soulevés comme contrecoups des mouvements alpins, tandis que s'enfonçaient, en contrepartie, les petits bassins subméridiens où allait s'accumuler une épaisse sédimentation cénozoïque (fossé rhénan, Bresse, Limagnes).À vrai dire, ce ne sont pas seulement les massifs voisins du Bassin parisien qui se sont alors soulevés, mais tout l'est de celui-ci, érodé ensuite de telle manière qu'affleure la succession complète des étages accumulés en profondeur. Dans d'autres régions au contraire (Aquitaine, Bresse, ouest du Bassin parisien), les étages les plus récents peuvent dissimuler presque complètement le remplissage du bassin (qui n'a été révélé que par les sondages pétroliers) ; cette circonstance, apparemment secondaire, a joué un rôle essentiel dans le développement de la géologie.Si le bord sud de l'Ardenne n'a pas varié au Trias au le Jurassique, le Crétacé marque un changement de disposition : c'est du nord, passant par-dessus l'Ardenne dont elle cache l'extrémité ouest, qu'est venue la craie qui occupe le Bassin parisien, toute communication vers l'est s'étant trouvée interrompue, sans doute par le soulèvement des Vosges, qui semble avoir précédé l'effondrement du fossé rhénan.Quelle était, au Mésozoïque, la limite orientale du Massif central ? Bien que sa bordure orientale actuelle soit marquée par un complexe de grandes failles, certainement d'âge alpin, elle correspond à peu près à la limite d'extension des terrains mésozoïques au moment de leur dépôt : le Morvan et, sans doute, une partie du Beaujolais étaient submergés, et la limite se trouvait à l'est du Rhône, entre Lyon et Valence, peu à l'ouest de leur limite actuelle d'extension, dans le Vivarais. Le golfe des Causses, isolé, a conservé sensiblement la même forme pendant tout le Jurassique. Le sillon rhodanien, limite du Massif central, où sont venus s'interrompre les plissements alpins, était donc prédestiné de longue date.Parce que la géologie est née en Europe occidentale, on a choisi, comme limites des systèmes, celles qui correspondaient aux grandes lignes de son histoire géologique ; il suffit donc de dire, pour caractériser la sédimentation sur la plate-forme hercynienne, que le Trias correspond à une sédimentation à dominante continentale, le Jurassique à une sédimentation marine continue, le Crétacé à un retrait de la mer suivi d'une sédimentation continentale – au moins par places – puis marine. On verra plus loin les détails de cette histoire pour l'Aquitaine et pour le Bassin parisien.Dans les Alpes, toutefois, la sédimentation marine a été continue du Jurassique au Crétacé. On se reportera, pour ce qui concerne cette région, à l'article alpes ; il suffit d'indiquer ici les caractères particuliers de la façade française : l'absence de l'avant-fosse molassique (où les sédiments détritiques atteignent plusieurs milliers de mètres d'épaisseur, et qui longe le pied nord des Alpes) ; l'existence d'un faisceau de plis affectant la seule couverture mésozoïque, avec le Jura et les chaînes subalpines (où rien n'indique la prédestination géosynclinale).Les Alpes ainsi arrêtées au sillon rhodanien, où chercher leur prolongement ? Dans les Apennins, la Sicile et les chaînes du Maghreb ? dans les Baléares et l'Andalousie ? On sort ici du sujet. Mais le nord-est de la Corse offre un petit segment alpin, que l'on voudrait pouvoir remettre à sa place, fût-ce en imaginant un déplacement et un pivotement de l'île.Les Pyrénées ne paraissent pas représenter un prolongement des Alpes. Faites de blocs hercyniens remaniés au Crétacé supérieur, avec une couverture sédimentaire en général mince (sauf dans le sillon nord-pyrénéen qui sera décrit à propos de l'Aquitaine), elles comportent un prolongement oriental, vers la Provence cristalline, attesté par la présence de granite à faible profondeur dans le golfe du Lion, au sud de la Camargue. Les plis du Languedoc, ceux de la Provence calcaire apparaissent comme la partie septentrionale d'un édifice, dont le reste serait caché par la mer : chaîne pyrénéo-provençale, plus ancienne que les Alpes (au moins les Alpes occidentales) et de tracé différent.Lors des mouvements alpins, on a vu que quelques-uns des massifs hercyniens se sont soulevés, voire fracturés ; sur les plates-formes recouvertes de sédiments mésozoïques, des déformations se sont également produites. Celles-ci ont été enregistrées dans certains cas par les variations de faciès ou d'épaisseur des terrains déposés. D'autres déformations – parfois les mêmes – se traduisent par des failles ou des ondulations des couches mésozoïques, l'exemple le plus remarquable étant celui de l'anticlinal du pays de Bray, au nord de Rouen. Il est vraisemblable que le tracé de ces accidents est déterminé par le rejeu des dislocations du socle, lesquelles résultent elles-mêmes de ses déformations d'âge hercynien.Si les mouvements alpins ont été les plus récents de ceux qui sont responsables de la structure profonde, ils sont terminés depuis assez longtemps (fin du Miocène) pour que l'érosion et la sédimentation ultérieure aient profondément modifié les régions qu'ils avaient affectées. En fait, on reconnaît très souvent, dans les Alpes, les traces d'un soulèvement qui est bien postérieur aux plissements (Pliocène ?) et qui a permis à l'érosion de reprendre avec intensité en contrebas de surfaces aujourd'hui très élevées, mais dont les formes étaient beaucoup plus usées que le relief actuel. De même, dans le Massif central, le creusement des grandes vallées semble avoir été postérieur au Miocène (voire au Pliocène, dans le Vivarais, où les basaltes des Coirons ont protégé une partie de la surface d'érosion pliocène).Cependant, dans les Alpes, les grandes vallées sont parvenues, très avant dans l'intérieur de la chaîne, à un profil assez bas pour que l'érosion ne le modifie plus. L'érosion encore active des versants y accumule, dans les cônes de déjection latéraux, des alluvions que les cours d'eau principaux sont incapables de transporter.Cette érosion, de même que l'accumulation des alluvions dans les grandes vallées et dans quelques plaines littorales, a été, à plusieurs reprises au cours du Quaternaire (Cénozoïque récent), profondément marquée par l'extension de glaciers. Dans le domaine ainsi envahi (la majeure partie du Jura, le sud de la Bresse, le bas Dauphiné jusqu'à Lyon, les hautes vallées des Alpes du Sud, une partie des Vosges, les zones les plus élevées du Massif central, les Pyrénées, avec des débouchés dans la plaine à partir des principales vallées), toutes les formes du relief ont été modifiées par l'élargissement et le surcreusement des vallées et par l'accumulation des dépôts morainiques ; plus en aval, leur influence est marquée par l'échelonnement des terrasses d'alluvions grossières, qui portent les traces de climats froids (dépôts éoliens, solifluxion).L'existence de volcans, sporadique en dehors de l'Auvergne et du Vivarais où leurs dernières manifestations sont très récentes, est une autre caractéristique de la période postérieure aux plissements alpins.

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