tecto_massif_armor_cours12 [Mode de compatibilité] - Perso-sdt

Jacques Déverchère
UBO-IUEM – Brest
Licence 2 – S4 –2012
STU – BioSTU
Structures profondes
du Massif Armoricain
1h30 CM – 1h TP
Plan
Introduction: situation des massifs anciens, notions de
rhéologie, marqueurs de déformation, niveaux structuraux
Rappels sur l’évolution géodynamique du
Massif Armoricain
Structures et domaines géologiques du
Massif Armoricain
ARMOR 2: Carte géologique, structures
TP: ARMOR 2: données géophysiques:
–
–
–
–
Profil de sismique-réflexion
Carte des anomalies magnétiques
Carte des anomalies gravimétriques
Carte des anomalies de vitesse (tomographie)
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INTRODUCTION
Situation
Orogénèses
Icartien (>2500 Ma) – Cadomien (-750-550 Ma) – Hercynien (-450-250 Ma)- Alpin
L. Jolivet, UPMC
-> Accès à l’histoire de l’évolution de la Terre: cycles de Wilson
-> Les continents, mémoire des événements tectoniques anciens
-> Cycles d’édification des chaînes ET de la formation des C.C.
Notion de zones de déformation
Facteurs:
rhéologiques et
cinématiques
Niveaux cassants
superficiels
Niveaux ductiles
profonds
Résistance aussi
dans le manteau
supérieur
Déformation
localisée aux
zones de
cisaillement
L. Jolivet, UPMC
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MASSIF ARMORICAIN: STRUCTURES PROFONDES
Stratification
rhéologique et
niveaux
structuraux:
Supérieur
Cisaillement
Moyen
Flexion
Inférieur
Aplatissement, écoulement
Métamorphisme
M. Mattauer, Montpellier
Exemple de
variations
des niveaux
structuraux
dans les
chaînes
- Sans schistosité:
Jura, Bétiques, …
Coupe
M. Mattauer, Montpellier
Vue en 3D
Chaîne symétrique
Zones
externes
- Avec schistosité,
épizone: Pyrénées,
Caucase, …
- Avec schistosité,
zones plus
profondes: Alpes,
Himalaya, MA …
Zones internes
M. Mattauer, Montpellier
Souvent: forte dissymétrie -> Vergences -> Conditions de formation
Limites entre niveaux structuraux très variables -> la profondeur ne joue pas seule
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Disposition des niveaux structuraux: Variations
possibles
Facteurs importants:
- Gradient thermique
-> Variations de la profondeur du front supérieur de
schistosité de 10 à 2 km
-> Variation importante de l’épaisseur de la zone des
failles, des plis ou de la zone à schistosité
- Gradient tectonique
-> si le raccourcissement augmente, les niveaux
structuraux remontent
- Lithologie
-> Ex: marne: front de schistosité remonte, au contraire
d’un granite
Ce que vous savez de l’évolution
géodynamique (par M. Caroff)…
Histoire Précambrienne du MA
– Cycle Icartien (noyaux cratoniques)
– Cycle Cadomien (édification d’Armorica)
Rifting cambro-ordovicien
– Formations rouges des domaines N- et Centre
Armoricain
– Océanisation du domaine sud
Plateforme marine Paléozoïque (marge passive
de l’océan sud-Armoricain)
Histoire hercynienne du MA
Chaîne hercynienne (= varisque) en France
Cycle de Wilson
Voir http://www.odem.fr/dossiers/sigm/ChaineHercy.htm
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MASSIF ARMORICAIN: STRUCTURES PROFONDES
Rappel géodynamique
- Collision:
ORDOVICIEN
Sud: Gondwana
Nord: Laurentia (+
Baltica + Avalonia)
- Roches impliquées:
Protérozoïque au Carbonifère
-Déformation et métamorphisme:
sur ~5000 km!!!
- Paléomagnétisme,
paléontologie: blocs continentaux
intermédiaires (« Armorica »)
- Océan sud-Armoricain: branche
secondaire de l’Océan Rhéique
- Subductions à sens opposés
(Paris et Robardet, 1994)
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Schéma
structural
Sutures et unités
métamorphiques:
en gris
- Zones internes à
vergence sud: Massif
Central
- Suture
- Zones externes:
bassins d’avant-pays
sans métamorphisme –
sédiments DévonienCarbonifère
- Sutures: nord (Lizard)
– sud (peu visible:
roches métam. HP-BT)
- Front nord: Varisque
- Front sud: bien visible
seulement en Bohème
(Matte, 1986)
Gumiaux, 2003
Domaines géologiques
Carte tectono-métamorphique
DNA
DCA
DL
DSA
DC
FNE
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Domaines géologiques
DU NORD AU SUD
Domaine nord-Armoricain:
Déformation ductile datant de l’histoire orogénique
cadomienne (750-540 Ma)
Subduction vers le SE puis collision
Granites scellant la fin de la déformation ductile (540
Ma) de l’orogenèse cadomienne: seulement dans DNA
Est: dépôt tardif de séries terrigènes (Briovérien)
Au cours de l’orogénèse Hercynienne: Socle
Cadomien:
– position supra-crustale,
– comportement résistant,
– déformation fragile sur structures héritées
CNA (Cisaillement nord-Armoricain)
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Domaines géologiques
DU NORD AU SUD
Domaine centre-Armoricain:
Dépôts sédimentaires Briovériens (érosion chaîne cadomienne)
Sédiments cambriens-ordoviciens continentaux dans blocs
basculés (extension ordovicienne)
Sédimentation de plateforme presque continue jusqu’au
Dévonien, caractéristique des marges nord du Gondwana
A partir du Dévonien >: sédimentation préférentielle le long des
grands cisaillements – Carbonifère: leucogranites synchrones des
cisaillements
Domaine Ligérien: entre la branche N du CSA et faille de Nort-surEdre – Déformation plus localisée
Domaine de Champtoceaux: unités métamorphiques empilées –
zone de C.C. amincie au cours de l’extension ordovicienne – P
15-20 kb à 370 Ma – puis exhumation à 350 Ma – puis plissement
Limite sud: Branche S du CSA
Domaines géologiques
DU NORD AU SUD
Domaine sud-Armoricain:
Zones internes de la chaîne Hercynienne (Varisque)
Roches métamorphiques à déformation ductile intense
– Unités > (bleu): SB HP-BT(18 kb, 550°): enfouissem ent et
superposition d’unités daté vers 370-350 Ma (collision)
– Unités intermédiaires (orange): Faciès SV-Amphibolite
– Unités < (rouge): migmatites et granites d’anatexie
Contacts entre unités: plats
Amincissement-exhumation, puis intrusions
syncinématiques sur CSA dextre: vers 320-300 Ma
(Carbonifère >)
-> DEFORMATION COMPLEXE, POLYPHASEE
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Evolution globale de la chaîne
1. PHASE DE COLLISION (370-350 Ma):
enfouissement, superposition des unités au sud (pas
d’épaississement notable dans zones jaunes =
domaines supra-crustaux: DNA, DCA, DL, Est
Champtoceaux)
2. PHASE D’EXTENSION (Carbonifère, 320-300 Ma):
amincissement général à l’échelle crustale:
exhumation de roches HP et HT par décollements et
détachements
3. CISAILLEMENTS TARDIFS (Carbonifère supérieur)
qui se combinent ou se superposent au régime
précédent (DNA Cadomien: uniquement déformation
fragile limitée)
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Documents à consulter
Article Ballèvre et al. (2009)
Articles Bitri et al. (2003, 2010)
Site en hommage à Maurice Mattauer
Liens sur:
http://perso-sdt.univ-brest.fr/~jacdev/
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