UNE PHASE DE COMPRESSION AU CRÉTACÉ TERMINAL A L

UNE PHASE DE COMPRESSION AU CRÉTACÉ TERMINAL
...
A L'OUEST nu PORTUGAL: QUELQUES ARGUMENTS *
por
DENIS MOUGENOT **
RESUMO
Durante o Cretácico superior a evolução geológica da bacia lusitaniana foi profundamente perturbada. Apresentam-se dife-
rentes análises (paleogeográfica, tectónica, cinemática) desse acontecimento, baseadas em pesquisas submarinas. Elas confirmam a exis-
tência de uma fase tectónica ante-maestrichtiana, relacionada com a aproximação entre a África, a Ibéria e a Europa. Esta compressão
teria originado a instalação, ao longo de um desligamento, dos maciços subvu1cânicos de Sintra, Sines e Monchique.
RÉsUMÉ
Au Crétacé supérieur, I'évolution géologique du bassin lusitanien est profondément bouleversée. Différentes approches (paléo-
géographique, tectonique, cinématique) de cet événement, qui doivent beaucoup aux recherches sous-marines, sont menées. Elles con-
firment I'existence d'une phase tectonique anté-maestrichtienne qui est un effet du rapprochement entre l' Afrique, I'Ibérie et I'Europe.
Une conséquence de cette compression est la mise en place, le long d'un décrochement, des massifs subvo1caniques de Sintra, Sines et
Monchique.
Je me propose d'apporter quelques arguments à
la connaissance des phénomenes qui, au Crétacé ter-
minal, ont profondément bouleversé l'évolution géo-
logique du bassin lusitanien. De nouvelles connais-
sances sur la paléogéographie, la tectonique et la
cinématique de
la Péninsule ibérique qui doivent
beaucoup aux recherches sous-marines, permettent
différentes approches de cet événement. Ces données
confirment l'existence
d'une phase de compression
anté-maestrichtienne.
L' APPROCHE PALÉOGÉOGRAPHIQUE
Aterre, le bassin lusitanien correspond à un accu-
mulation presque continue de sédiments néritiques,
du Trias supérieur (série des «Gres de Silves»;
PALAIN, 1976), au Turonien (calcaires à Pachyvas-
coceras; BERTHOU, 1978). Ces dépôts sont conservés
dans le fossé tectonique
d'un ancien rift continental
(la «fosse mésozoique portugaise»)
et sur ses bordu-
res. Ce bassin est une conséquence de l'ouverture de
l'Atlantique
nord entre l'Amérique (Terre-Neuve) et
l'Ouest de la Péninsule ibérique.
Des événements bien différents
marquent la
période qui va du Sénonien à la fin de l'Oligocene.
11 n'y a pas de dépôts marins, sauf au Campanien
dans deux golfes d'extension restreinte (dans
la
région de Mira et sous le bassin du Tejo). La por-
tion centrale de la «fosse mésozoique portugaise» se
souleve et s'érode; elle forme le horst de l'Estrema-
dura situ é dans le prolongement de la Cordilheira
Central.
Au contraire, sa bordure s'affaisse, donnant
naissance à une cuvette endoréique ou s'accumulent
des séries continentales paléogenes (<<formation de
Benfica» ... ) et qui préfigure le bassin néogene du
Tejo. On attribue à une phase tecto nique (phase
«laramienne»; ANTUNES, 1980) ce changement de
l'évolution géologique
au Portugal. Mais on ne peut
en préciser ni la chronologie ni les causes.
Les marges continentales conservent
un enregis-
trement sédimentaire plus continu que les bassins
adjacents émergés. Sur
·la plate-forme continentale
portugaise
au Nord de l'accident de Nazaré (A. N.,
fig. 1; BOILLOT et. aI., 1975), des sédiments marins
semblent se déposer
en continuité, du Cénomanien
jusqu'à l'Eocene supérieur. A la fin du Sénonien,
ils montrent le
début d'une évolution régressive. Des
dépôts grossiers, néritiques à faune benthique pré-
dominante (Nummofallotia ... ) du Campanien-Maes-
* Contribution nO 171 du Groupe d'Étude de la Marge
Continentale
(ERA 605).
** Université P. & M. Curie (paris VI) et Station de Géo-
dynamique sous-marine, B. P. 48, 06230 Villefranche-sur-Mer,
France.
233

234
10°
41°
38°
37° 50km
10°
fig. 1 - Carte schématique du Portugal. Aterre, les accidents et les
affleurements sont tirés de la Carta geológica de Portugal au 1/500000
(1972) et de la Carta tectónica de Portugal au 1/1000000 (1972). En tireté
vertical, le socIe; en hachuré horizontal, la couverture mésozo'ique; en poin-
tillé, les bassins tertiaires. Les accidents reportés sur la plate-forme ccnti-
nentale proviennent de la Carta Geológica da Plataforma Continental au
1/1000000 (1978). En tiretés, les accidents profonds. A., position du perfil
sismique (fig. 2). L'encart représente une interprétation schématique possi-
ble du dispositif de mise en place des trois massifs subvolcaniques. C1,
direction de raccourcissement. A.A.: accident d'Albufeira; A.N.: accident
de Nazaré; A.R.: Arrábida; A.S.: accident de Sines; F.G.: faille de Guia;
F.M.: faille de Mesquita; F.O.: faille d'Odemira; F.P.: faille de Portimão;
F.S.: faille de Sesimbra; M.E.: mar
da Ericeira; M.P.A.: Montanhas dos
Príncipes de Avis.

Fig. 2 - Pro/i! sismique A. La eoupe-temps montre la diseordanee <4 du Maestriehtien e du Paléoeene (e
8-e) sur
I~A Cré!aeé inférie31~ (e
1
). ,Ces eouehes et .la, diseontinuité qU'elles surmontent, sont ?éformées dans un synelinal (se)
d age eoeene supeneur. L ensemble est faIlle (f) et tronque
par une surfaee d'aplarussement néogene. Pcsition sur la
figure
1.
· trichtien, succedent à des marno-calcaires à micro-
fâune pélagique (Calcisphaerula et Globotruncanidés)
du Turonien-Campanien. Au Paléocene, cette évo-
lution s'accentue puisque
l'on a pu prélever des
calcaires à Microcodium.
Au Sud de l'accident de Nazaré (BALDY et ai.,
· 1977), la plate~forme actuelle semble émergée et
· soumise à l'érosion, comme à terre. Cependant, dans
· un petit bassin synclinal situé à I'Ouest de Sintra
· (fig. 2),
on a idelitifié du Maestrichtien néritique à
Nummofallotia. Sur la marge à l'Ouest du Baixo
,Alentejo (MOUGENOT et ai., 1980), à l'endroit des
reliefs sous-marins appelés
Montanhas dos Príncipes
de Avis (M. P. A., fig. 1), le Maestrichtien est néri-
tique (calcaire à Orbitoidés).
Par contre, plus au
Sud et plus à I'Ouest, iI a été retrouvé sous un facies
pélagique (marnes à Globotruncana). Une telle diffé-
renciation paléo-bathymétrique n'existait pas aupa-
ravant: à I'emplacement des Montanhas dos Prínci-
pes de Avis, les dépôts
du Turonien et du Campa-
nien
sont pélagiques (micrites à Globotruncanidés).
Sur la marge ouest-portugaise, une diminution
de
la profondeur d'eau s'observe donc au Campa-
nien. A terre, la régression la plus importante inter-
vient
pendant le Turonien, mais de petits golfes
marins apparus
au Campanien disparaissent apreso
Cette évolution régressive s'accentue à la fin du
Maestrichtien puisque les calcaires à Microcodium
d'âge paléocene
sont des facies lacustres. Enfin, sur
les bancs de Galice,
au Nord de la marge ouest-
-ibérique
(BOILLOT et ai., 1979), la profondeur d'eau
varie brusquement à la limite du Crétacé et du Paléo-
gene: un calcaire néritique de I'Eocene moyen rema-
niant des Microcodium succede à un dépôt bathyal
du Maestrichtien supérieur. En définitive, les chan-
gements de facies s'étalent
du Turonien, à terre, au
Paléocene, sur la marge continentale.
L'APPROCHE TECTONIQUE
Au Crétacé terminal se mettent en place les trois
massifs sub-volcaniques de Sintra, Sines
et Mon-
chique. Leur
datation isotopique (Rb-Sr, sur roche
totale et sur minéraux) effectuée
par F. MENDES
(1968), présente une dispersion importante. Néan-
moins,
I'auteur conclut que ces intrusions sont
synchrones à 76:t: 4 Ma (Campanien). Cet âge est
confirmé
par N. M. S. ROCK (1976) dans son étude
isotopique sur le massif de Monchique. Peu apres
(72 ± 3 Ma) s'épanchent des formations volcaniques
(basaltes de Lisboa). Enfin, I'intrusion de Sintra
au
sein d'une épaisse couverture jurassique, s'accom-
pagne de dérormations importantes (apparition
d'une
schistosité dans le Malm et, à une autre échelle, for-
mation
d'un anticlinal chevauchant vers le Nord,
la dorsale Sintra-Caneças).
Comme le remarquait C.
TEIXEIRA (1962), ces
trois massifs forment
un alignement presque recti-
ligne, de direction NNW-SSE (fig.
1). Allongées
d'Est en Ouest, ces intrusions sont traversées par
des décrochements dextres NW-SE, mais qui ne
les décalent
pas: la faille de Portimão (F. P., fig. 1)
qui passe à l'Ouest de Fóia (massif de Monchique);
la faille de Guia (F. G., fig. 1) et d'autres paralleles
qui découpent le massif de Sintra en inselberge mor-
phologiquement bien individualisés
(à terre, Monge
et Pico da Pena). Sur le massif de Sines, beaucoup
moins proéminent, les anomalies magnétiques
(MEN-
DES VICTOR in CANILHO, 1971) suggerent qu'un
décrochement dextre, d'orientation identique, sépare
le massif en deux blocs (Chãos
et du Farol).
Au Crétacé terminal, il existe aussi des déforma-
tions liées à une phase de compression.
En bordure
de la plate-forme, à l'Ouest de Sintra (coupe A, fig. 1),
un profil sismique (fig. 2) montre que le Maestrichtien
repose
par une discordance angulaire sur des terrains
déformés
du Crétacé inférieur (dont du Barrémien).
Cette discordance anté-maestrichtienne est reprise
par une déformation ultérieure (Éocene supérieur).
Sur la marge à I'Ouest du Baixo-Alentejo, la sis-
mique réflexion indique également une discontinuité
au sein des formations bien stratifiées d'age crétacé
supérieur à éocene inférieur. Cette discontinuité,
due à une régression
ou à une légere déformation,
pourrait être d'âge anté-maestrichtien. 11 existe d'ail-
leurs
au Campanien supérieur des mouvements tec-
toniques à I'Est des Pyrénées. Ils provoquent
le
«chevauchement nord-pyrénéen» qui est cacheté par
du Garumnien (molasses continentales débutant à
la fin du Campanien; BILOTTE, 1978).
235

Tableau 1
CHRONOLOGIE DES ÉVÉNEMENTS AU SÉNONIEN
A G E
I---""T"""------l ANOMALlE
MOUVEMENTS RELATIFS DES PLAQUES PERI-ATLANTIQUES
PORTUGAL
absolu
65-
-
étage
z
W
MAGNET.
r-- 31
émersion
-
I-
:I:
2
........ -_ rapprochement entre I' Afrique, l'lbérie et l'Europe
-
'-
70-
te
I-
o
W
<C
~
I-- 32
discordanee
-
-
1-
, premiêre collision entre "Ibérie et I' Europe
(pyrénées orientales)
~,
soulevements
I- volcanlsme
-I
subduetion de la eroute oeéanique sous le Nord
I 1-1 ___ de l'lbérie(fermeture du Golfe de Gascogne) et
75-
-z
~
Z
<C
Q.
I I raccourcissement de la croüte continentale amin
I I cie (pyrénées) -
intrusion
I-- des
massifs
-
-
-
~,
<C
O
subvolcanlques
1--33
80-
-
I I
I I
I I
I' 1-- fin de I' ouverture du Golfe de Gascogne
- ~34
-SANTONIEN
.... ___ divergence Ibérie-Europe
(ouverture du Golfe de Gascogne)
85-
Ma "'411---
réorientation majeure des ouvertures entre
l'lbérie, I' Afrique et les Amél'iques
Ce tableau montre la relation entre les âges abso:us, les étages et les anomalies magnétiques conformément à
l'échelle définie par R. SCHLICH et aI. (1979). Les événements au Portugal sont corrélés avec les mouvements relatifs
des plaques Amérique, Europe, Ibérie, Afrique.
Enfin, des études microtectoniques menées sur
l'ensemble du bassin méditerranéen (LETOUZEY &
TREMOLIERES, 1980) montrent que cette phase anté-
-maestrichtienne correspond à un état de contrainte
en compression dont la composante principale 0'1
est orientée N-S à NNE-SSW. Cette direction de
raccourcissement se
retrouve au Portugal dans les
calcaires
jurassiques de l' Arrábida et ceux du Céno-
manien supérieur de la région de Lisboa (LEPVRlER
& MOUGENOT, en préparation) sans qu'iI soit pos-
sible de
la situer dans Ie temps ave c plus de précision.
L'APPROCHE CINÉMATIQUE
II est possible de reconstituer la position relative
des plaques
aux époques révolues en étudiant les
anomalies
du champ magnétique induites par la
croute océanique. Ainsi, la séquence d'inversion de
Heirtzler, qui
va de I'anomalie 34 (83 Ma, Santonien)
jusqu'à I'actuelle, a permis à Y. KRISTOFFERSEN (1978)
de
retracer l' ouverture de l' AtIantique nord par
écartement progressif de l' Amérique du Nord, de
I'Europe et de l'Ibérie. Utilisant toutes les inversions
magnétiques (de 148
Ma, Kimméridgien, jusqu'à
I'actuel) de l' AtIantique central, J. L. OLIVET (1978)
a précisé Ies mouvements relatifs de
l' Afrique par
236
rapport aux plaques précédentes. De ces deux étu-
des ressortent les faits suivants, qui
concernent les
déplacements de
la pIa que ibérique (voir tableau 1).
-
L'lbérie se sépare completement de l' Amérique
du Nord à I'anomalie J (110 Ma, Aptien). Elle s'écarte
alors
conjointement avec l' Afrique de l' Amérique
du Nord.
- Peu avant I'anomalie 34 (85 Ma, Santonien),
on observe une réorientation importante dans Ies
mouvements
d'ouverture entre l'lbérie, l' Afrique et
les deux Amériques (SIBUET & MAscLE, 1978; AUZENDE
et aI., 1981). Une premiere ouverture franche entre
l'Europe et I' Amérique du Nord commence au Sud
de la zone de fracture Gibbs. Ces deux événements
semblent avoir
pour conséquence Ie début du rappro-
chement entre l' Afrique et I'Europe (fig. 3).
-
L'écartement entre I'lbérie et I'Europe s'arrête
entre Ies anomalies 34 et 33 (81 Ma, base du Campa-
nien). Aussi, ii est probable que la fin de I'ouverture
du Golfe de Gascogne est une conséquence du
rapprochement entre I' Afrique et l'Europe. Mais
iI est difficile de préciser si la convergence entre
l'lbérie et l'Europe débute aussitôt.
En définitive, un bouleversement dans Ies rap-
ports entre la Péninsule ibérique et Ies plaques envi-
ronnantes intervient à peu pres au moment ou se

'.
J
J
•
I BERIE
EUROPE
..
·······l·········
"j~33
,33 .... __ ==--_
,-..........-' . '"
-_ ....
AFRIQUE
Fig. 3 - Mouvement relatif des plaques lbérie et Afri-
que par
rapp0ll"t à L'Europe supposée stable (carte d'apres
AUZENDE etl aI., 1979). On lit, sur cette figure, la trajec-
toire dans le temps des points O. Un changement de
trajectoire important intervient à l'anomalie
34 (83 Ma,
Santonien). Les auteurs l'ont représenté à l'anomalie
33
(79 Ma, Campanien) car H est plus facHe de reconstituer
la position relative des plaques (en tireté, celle de I'Afri-
que) à cette époque. L'Ibérie commence à se déplacer
par
rapport à l'ensemble Amérique du NordcEurope à l'anomalie
J (110 Ma, Aptien). J.,'Afrique a débuté son ouverture bien
avant.
crée l'anomalie 34. L' Atlantique poursuit son ouver-
ture selon des directions différentes et les plaques
Afrique, Ibérie, Europe deviennent alors conver-
gentes.
LA PHASE COMPRESSIVE nu CRÉTACÉ TER-
MINAL
Chacune des approches précédentes permet de
définir des limites de temps
durant lesquelles un chan-
gement est intervenu et éclaire des aspects parti cu-
liers de cette évolution.
La confrontation de ces
données établit l'existence
d'une phase compressive
dont ii est possible de préciser la chronologie, les
causes et de mesurer les conséquences.
La chronologie: la régression sénonienne est inter-
prétée classiquement comme l'effet
d'une phase tec-
tonique.
Aterre, elle débute durant le Turonien.
En mer, une diminution de la tranche d'eau inter-
vient
au Campanien. J'explique ce diachronisme par
l'intervention de deux mécanismes différents:
-
La régression turonienne est probablement
d'origine eustatique.
Si l'on se réfere à la courbe de
variation absolue
du niveau des océans durant le
Crétacé supérieur de J. M
HANCOCK & E. G. KAUF-
FMAN (1979; fig. 4), iI se produit au Turonien une
importante diminution de la profondeur d'eau.
-
Par contre, le niveau de la mer monte au
Campanien et au Maestrichtien. Seul un souIeve-
ment peut donc provoquer la régression observée
au Portugal et sur la plate-forme à la fin du Cam-
panien.
Je propose d'expliquer cette déformation
par une phase compressive à la limite du Campanien
et du Maestrichtien. C'est à ce paroxysme tectonique,
contemporain de
la déformation des Pyrénées orien-
m
700
500
100
o
Niveau absolu de I'ocean
au dessus de J'actuel
100
90
Campo
80
70
Fig. 4 - Variations eustatiques absolues durant le
Crétacé supérieur (courbe d'apres
HANCOCK & KAUFFMAN,
1979). Cette figure montre que le niveau absO>!u des océans
au Crétacé supérieur était bien supérieur à l'actuel (proba-
blement pas autant que l'envisagent les auteurs). L'augmen-
tation de profondeur de
la tranche d'eau à cette époque est
causée
par la dilatation des dorsales océaniques. Elle est
interrompue
par une diminution au Turonien et à la fin du
Maestrichtien qui se prolongera durant tout le Tertiaire.
tales, que correspond la discordance anté-maes-
trichtienne.
La déformation s'accentue probablement au
Paléocene, 'au moins au Nord de la marge ouest-
-ibérique:
la seule régression eustatique fini-maestri-
chtienne ne saurait en effet expliquer l'importance
de
la diminution de profondeur (plus de 1 000 m)
des bancs de Galice.
En définitive, tout porte à penser qu'iI s'est pro-
duit un paroxysme tectonique à la limite du Cam-
panien
et du Maestrichtien. Cet événement ré suite
d'une augmentation des contraintes appliquées à la
plaque ibérique. Mais sa mise en évidence au Séno-
nien terminal ne signifie pas que la compression dé-
bute ou se termine à cette époque.
Les causes: les études microtectoniques mon-
trent qu'un raccourcissement méridien s'est produit
au Portugal apres le Cénomanien. Les contraintes
responsables de cette déformation paraissent géné-
rales dans le domaine alpino Elles
sont attribuées à
un événement compressif d'âge crétacé terminal à
éocene, lui-même interprété comme
un effet du rap-
prochement de l' Afrique
et de l'Europe. Les données
paléomagnétiques précisent que cette convergence
débute
aux environs de la création de l'anomalie 34,
c'est-à-dire
au Santonien, 10 Ma avant le paroxysme
anté-maestrichtien. Est-ce à dire que
la compression
avait commencé plus
tôt? Je le pense. En effet, l'ou-
verture du Golfe de Gascogne s'arrête des le début
du Campanien. Enfin, un certain laps de temps
parait nécessaire pour que l'espace situé entre l'Est
de l'lbérie et l'Europe disparaisse et qu'intervienne
la collision des deux plaques. Car iI est probable
que cette rencontre entre deu x lithosphêres conti-
nentales épaisses est à l'origne
du paroxysme te c-
tonique anté-maestrichtien.
Au Paléocene, la fermeture entre l'Europe et
l'Ibérie se poursuit dans le Golfe de Gascogne dont
la croute océanique plonge sous le Nord de la plaque
ibérique, le
long de la fosse nord-espagnole. Cette
subduction
peut expliquer l'importance du soule-
237
Age
M.A.