La discordance hercyno-würmienne et la dune fossile de la Pointe du Tuf à Port-Cros

Nicolas Lieury

Professeur de SVT, Lycée Charles de Gaulle - Rosny-sous-Bois

Olivier Dequincey

ENS Lyon / DGESCO

29/04/2016

Résumé

Discordance entre les micaschistes du Massif des Maures et une dune fossile datant du Würm à la Pointe du Tuf sur l'île de Port-Cros.



Il peut arriver que le tout nouveau enseignant de SVT, rappelons-le, géologue amateur (puisque très souvent biologiste de formation) prenne le bateau depuis le port d'Hyères pour le cœur du Parc national de Port-Cros. Visiter les multiples merveilles biologiques de ce parc marin et terrestre est presque une évidence pour un biologiste, mais celui-lui peut-il élargir son regard aux curiosités géologiques ?

Un premier regard au littoral de l'île depuis le bateau révèle les déformations qu'ont subies les roches, des micaschistes en majorité, dont le plan de schistosité et l'axe des plis sont orientés Nord-Sud sur toute la surface de l'île. Un peu de culture en SVT et un coup d'œil à la carte de France au millionième indiquent que les îles d'Hyères, et donc l'île de Port-Cros, appartiennent géologiquement au massif des Maures, socle métamorphisé lors de l'orogenèse hercynienne.

Figure 2. Plis dans les micaschistes de l'île de Bagaud, réserve intégrale à l'Ouest de l'île de Port-Cros îles d'Hyères, Var

Plis dans les micaschistes de l'île de Bagaud, réserve intégrale à l'Ouest de l'île de Port-Cros îles d'Hyères, Var

Localisation : repère "1" sur la carte géologique proposée en fin d'article.


Figure 3. Orientation Nord/Sud des d'axes de plis dans les micaschistes de l'île de Bagaud, réserve intégrale à l'Ouest de l'île de Port-Cros

Orientation Nord/Sud des d'axes de plis dans les micaschistes de l'île de Bagaud, réserve intégrale à l'Ouest de l'île de Port-Cros

On observe, à gauche, des plans qui sont certainement des plans de schistosité. À droite, ces plans sont plissés.

On a donc au moins deux événements tectoniques successifs, l'un a développé la schistosité, l'autre a plissé cette schistosité. Le plan axial des plis est proche du plan de schistosité initial.

Localisation : repère "1" sur la carte géologique proposée en fin d'article.


Figure 4. Plans de schistosité dans les micaschistes de l'Ouest du fort du Moulin sur l'île de Port-Cros îles d'Hyères, Var

Plans de schistosité dans les micaschistes de l'Ouest du fort du Moulin sur l'île de Port-Cros îles d'Hyères, Var

Localisation : repère "2" sur la carte géologique proposée en fin d'article.


Figure 5. Orientation Nord/Sud des plans de schistosité dans les micaschistes de l'Ouest du fort du Moulin sur l'île de Port-Cros

Orientation Nord/Sud des plans de schistosité dans les micaschistes de l'Ouest du fort du Moulin sur l'île de Port-Cros

Localisation : repère "2" sur la carte géologique proposée en fin d'article.


Figure 6. Schéma des déformations observables sur les îles de Bagaud et Port-Cros, îles d'Hyères, Var

Schéma des déformations observables sur les îles de Bagaud et Port-Cros, îles d'Hyères, Var

À retrouver dans : Georges Bronner, 1986. De schistes et d'eau - Archipel d'Hyères, Cahier de découverte n°8, Parc National de Port-Cros.


Si l'écologue continue sa découverte de l'île, par exemple en partant à la recherche du phyllodactyle d'Europe, un petit gecko méditerranéen thermorégulant la journée à l'abri dans les interstices entre les débits de roches, il appréciera de ses yeux novices un gradient métamorphique Ouest/Est dans les micaschistes, faisant apparaitre des grenats et des staurotides de belles tailles.

Figure 7. Micaschiste à grenat près de la plage de la Palud, au centre Nord de l'île de Port-Cros, Var

Micaschiste à grenat près de la plage de la Palud, au centre Nord de l'île de Port-Cros, Var

La pochette de l'appareil photo donne l'échelle.

Localisation : repère "3" sur la carte géologique proposée en fin d'article.


Figure 8. Micaschiste à grenat près de la plage de la Palud, au centre Nord de l'île de Port-Cros, Var

Micaschiste à grenat près de la plage de la Palud, au centre Nord de l'île de Port-Cros, Var

L'index donne l'échelle.

Localisation : repère "3" sur la carte géologique proposée en fin d'article.


Figure 9. Micaschiste à staurotide photographié près du fort de la Vigie (repère 4 sur la carte), au centre de l'île de Port-Cros, Var

Micaschiste à staurotide photographié près du fort de la Vigie (repère 4 sur la carte), au centre de l'île de Port-Cros, Var

La clé USB donne l'échelle des minéraux de staurotide.

Localisation : repère "4" sur la carte géologique proposée en fin d'article.


Figure 10. Schéma simplifié du gradient métamorphique dans le massif des Maures et sur l'île Port-Cros, îles d'Hyères, Var

Schéma simplifié du gradient métamorphique dans le massif des Maures et sur l'île Port-Cros, îles d'Hyères, Var

À retrouver dans : Georges Bronner, 1986. De schistes et d'eau - Archipel d'Hyères, Cahier de découverte n°8, Parc National de Port-Cros.


Ainsi, l'ensemble de l'île de Port-Cros semble constitué par des roches métamorphisées par l'orogenèse hercynienne, essentiellement micaschistes et un peu d'orthogneiss. Cette dominante se retrouve dans les matériaux de construction des nombreux forts militaires de l'île, essentiellement en micaschistes. Cependant, quelques montants de porches ont été taillés dans un grès qui montre d'importants signes d'érosion vraisemblablement d'origine éolienne (ce qui peut rappeler ce qu'on observe à Chinon ou Uzès, cf. Érosion alvéolaire dans des calcaires bioclastiques à Chinon (Indre et Loire) et Uzès (Gard) ).

Figure 11. Pilier d'un porche du Fort du Moulin à l'Ouest de l'île de Port-Cros, Var

Pilier d'un porche du Fort du Moulin à l'Ouest de l'île de Port-Cros, Var

Le grès qui constitue le matériau du pilier est fortement érodé par rapport aux micaschistes qui constituent l'épaisseur des murs. Les marches d'escalier donnent l'échelle.

Localisation : repère "2" sur la carte géologique proposée en fin d'article.


Un petit coup d'œil à la carte géologique de Port-Cros, que le biologiste n'aura pas oublié d'emporter, indique la présence de quelques touches de grès, notamment au niveau de la pointe dite du Tuf.

Figure 12. Vue d'ensemble de la dune fossile de la plage du Tuf au Sud-Est de l'île de Port-Cros

Vue d'ensemble de la dune fossile de la plage du Tuf au Sud-Est de l'île de Port-Cros

La Pointe du Tuf tient son nom de la structure vacuolaire qui affecte par endroit cette dune fossile caractérisée par des bancs subhorizontaux et finement lités de grains de sables consolidés par un ciment. Les bancs sont courbes, leur épaisseur varie et certains recoupent d'autres bancs inférieurs à la manière de figure de sédimentations. Ces stratifications obliques et variables reflètent un mode de dépôt irrégulier avec des périodes d'érosion. Il s'agit non d'un tuf calcaire mais d'un grès éolien issue de la fossilisation d'une dune datant de la fin de la dernière glaciation du Würm (~10000 ans) (cf. Stratifications éoliennes et Une mini discordance ).

Attention à l'emploi du mot "tuf".

Pour les bâtisseurs et maçons anciens, un tuf est une roche légère, assez tendre et donc facile à travailler, et souvent poreuse. Ainsi sont appelées "tufs" des roches géologiquement très différentes, allant des travertins (cf. Cascades de tuf (travertin) dans le massif du Jura ), aux roches volcaniques, aux grès vacuolaires.

Ce terme étant imprécis, on évitera, en sciences, de l'employer, ou du moins, on l'explicitera pour lever toute ambigüité.

La dune fossile montre d'intéressantes figures de bioturbation et d'érosion. Deux origines sont possibles pour des bioturbations de cette taille (40 cm et plus) : des traces de racines (origine privilégiée lorsqu'on observe des ramifications), ou d'anciens terriers vraisemblablement d'annélides (il existe des arénicoles de 40 cm de long). Ces bioturbations se retrouvent à plusieurs endroits, repérables à la meilleure résistance à l'érosion permise par une diagenèse particulières liée à la présence initiale de matière organiques. En termes d'érosion, le grès dunaire est aussi affecté par des figures en « marmites de géants » (cf., par exemple, Les marmites de géant de la cascade du Sautadet, La Roque-sur-Cèze, Gard ).

Figure 13. Stratification oblique finement litée caractéristique d'un dépôt éolien dunaire, Pointe du Tuf, Sud-est de l'île de Port-Cros, Var

Stratification oblique finement litée caractéristique d'un dépôt éolien dunaire, Pointe du Tuf, Sud-est de l'île de Port-Cros, Var

Localisation : repère "5" sur la carte géologique proposée en fin d'article.

La pochette mesure 10 cm de long.


Figure 14. Stratification oblique finement litée caractéristique d'un dépôt éolien dunaire, Pointe du Tuf, Sud-est de l'île de Port-Cros, Var

Stratification oblique finement litée caractéristique d'un dépôt éolien dunaire, Pointe du Tuf, Sud-est de l'île de Port-Cros, Var

Localisation : repère "5" sur la carte géologique proposée en fin d'article.

La pochette mesure 10 cm de long.


Figure 15. Bioturbation dans la dune fossile de la Pointe du Tuf, Sud-est de l'île de Port-Cros, Var

Bioturbation dans la dune fossile de la Pointe du Tuf, Sud-est de l'île de Port-Cros, Var

Localisation : repère "5" sur la carte géologique proposée en fin d'article.

La pochette mesure 10 cm de long.


Figure 16. Bioturbation dans la dune fossile de la Pointe du Tuf, Sud-est de l'île de Port-Cros, Var

Bioturbation dans la dune fossile de la Pointe du Tuf, Sud-est de l'île de Port-Cros, Var

La taille et la ramification de ces bioturbations peuvent faire hésiter entre un terrier ramifié d'annélide (période d'immersion) et des traces de racines (période d'émersion).

Localisation : repère "5" sur la carte géologique proposée en fin d'article.

La pochette mesure 10 cm de long.


Figure 17. Érosion en « marmite de géants » dans la dune fossile de la Pointe du Tuf, Sud-est de l'île de Port-Cros, Var

Érosion en « marmite de géants » dans la dune fossile de la Pointe du Tuf, Sud-est de l'île de Port-Cros, Var

Localisation : repère "5" sur la carte géologique proposée en fin d'article.


 

Enfin, le biologiste, dans son costume de géologue amateur, apprécie le contact direct et discordant entre le massif métamorphique d'origine hercynienne et le grès dunaire subhorizontal. C'est ici une lacune temporelle immense (~350 Ma) qui sépare, sur la largeur d'une feuille de myrte (voir photo ci-dessous), ces deux ensembles géologiques !

Figure 18. Discordance entre les micaschistes du Massif des Maures et une dune fossile datant du Würm à la Pointe du Tuf sur l'île de Port-Cros, îles d'Hyères, Var

Discordance entre les micaschistes du Massif des Maures et une dune fossile datant du Würm à la Pointe du Tuf sur l'île de Port-Cros, îles d'Hyères, Var

Dune, à gauche, et micaschistes, à droite.

Localisation : repère "5" sur la carte géologique proposée en fin d'article.


Figure 19. Contact entre un micaschiste hercynien à grenat (à droite) et le grès dunaire würmien (à gauche) à la Pointe du Tuf sur l'île de Port-Cros, îles d'Hyères, Var

Contact entre un micaschiste hercynien à grenat (à droite) et le grès dunaire würmien (à gauche) à la Pointe du Tuf sur l'île de Port-Cros, îles d'Hyères, Var

Une lacune temporelle d'environ 350 Ma sépare les grès dunaire, à gauche, des micaschistes.

Localisation : repère "5" sur la carte géologique proposée en fin d'article.

La pochette mesure 10 cm de long.


Figure 20. Contact entre un micaschiste hercynien à grenat (à droite) et le grès dunaire würmien (à gauche) à la Pointe du Tuf sur l'île de Port-Cros, îles d'Hyères, Var

Contact entre un micaschiste hercynien à grenat (à droite) et le grès dunaire würmien (à gauche) à la Pointe du Tuf sur l'île de Port-Cros, îles d'Hyères, Var

La largeur de la feuille de myrte "cache" une lacune temporelle d'environ 350 Ma.

Localisation : repère "5" sur la carte géologique proposée en fin d'article.


Figure 21. Coupe de la dune fossile du Würm et de son contact avec les micaschistes hercyniens sous-jacents à la Pointe du Tuf sur l'île de Port-Cros

Coupe de la dune fossile du Würm et de son contact avec les micaschistes hercyniens sous-jacents à la Pointe du Tuf sur l'île de Port-Cros

Au niveau de l'affleurement, le contact entre les deux ensembles géologiques est beaucoup plus flou. On remarque une zone de transition correspondant à la dune en formation avec du sable entourant des éboulis de micaschistes.


Figure 22. Carte géologique de l'île Port-Cros, îles d'Hyères, Var

Carte géologique de l'île Port-Cros, îles d'Hyères, Var

Les grès dunaires discordants sont notés en jaune.

Les punaises numérotées localisent les différents lieux d'observation présentés dans cet article.


Figure 23. Carte géologique de l'île Port-Cros, îles d'Hyères, Var

Carte géologique de l'île Port-Cros, îles d'Hyères, Var

La présence de grès dunaires, décrits dans la notice, est indiquée par la notation 𝒟y surimposée (pas de couleur spécifique sur cette carte).


Figure 24. Localisation de l'île de Port-Cros dans le Sud-Est de la France

Localisation de l'île de Port-Cros dans le Sud-Est de la France