Image de la semaine | 03/09/2012

La discordance hercynienne affectée par des failles normales, bord de la RN 88 entre Le Puy et Mende (Lozère)

03/09/2012

Pierre Thomas

ENS Lyon - Laboratoire de Géologie de Lyon

Olivier Dequincey

ENS Lyon / DGESCO

Résumé

Discordance sub-horizontale et faillée de dolomie jurassique sur socle de granite hercynien.


La discordance hercynienne affectée par des failles normales, au bord de la RN 88 entre Le Puy et Mende (Lozère)

Figure 1. La discordance hercynienne affectée par des failles normales, au bord de la RN 88 entre Le Puy et Mende (Lozère).

À gauche, image brute. À droite, image interprétée. La discordance hercynienne sépare ici le granite hercynien de la dolomie du Jurassique inférieur (Hettangien). Granite, discordance et dolomie sont affectés de 2 failles normales conjuguées, formant un mini horst.


Pendant les vacances, on doit parfois faire de longs trajets. Pendant un week-end classé rouge, j'ai été amené à faire le trajet Lyon-Gers. Et plutôt que d'endurer les bouchons de la vallée du Rhône et du Languedoc, j'ai préféré "couper" par le Massif Central (Lyon-Le Puy-Mende-Rodez-Montauban-Gers). Et sur la route, au hasard des affleurements ou des panneaux indiquant telle ou telle curiosités, on peut faire des découvertes géologiques intéressantes. Les trois premières semaines de septembre seront consacrées à ces découvertes inattendues effectuées ce mois d'août 2012.

Cette semaine, nous vous montrons la discordance hercynienne (dolomie du Jurassique inférieur / granite du Carbonifère terminal). Elle présente deux particularités.

  1. Elle est étonnement horizontale. la mer a transgressé un massif granitique plat, sans sa morphologie caractéristique d'altération en boule.
  2. Le contact dolomie/granite est extrêmement franc, sans granite altéré, sans sol, sans niveau détritique de base… Imaginez une transgression avec sédimentation envahissant la côte de granite breton : la surface de discordance serait ondulée du fait de la morphologie du granite, et il y aurait pour le moins quelques galets ou grains de sable à la base des dolomies.

Vue globale de l'affleurement en bordure de la N 88, à une douzaine de km au NE de Mende (Lozère)

Figure 3. Vue globale de l'affleurement en bordure de la N 88, à une douzaine de km au NE de Mende (Lozère).

Le bas de l'affleurement est constitué de leucogranite (γ1 sur la carte géologique BRGM), petite intrusion datant de limite Carbonifère-Permien (-295±5 Ma), interne au granite de la Margeride (ργ3M, -323±12 Ma). Le milieu et le haut de l'affleurement sont constitués de dolomies hettangiennes (- 203 Ma, Jurassique inférieur) de couleur beige ou rousse. Granite et dolomie sont séparés par une surface remarquablement nette et horizontale à l'échelle de cette photo.


Vue globale de l'affleurement en bordure de la N 88, à une douzaine de km au NE de Mende (Lozère)

Figure 4. Vue globale de l'affleurement en bordure de la N 88, à une douzaine de km au NE de Mende (Lozère).

Le bas de l'affleurement est constitué de leucogranite (γ1 sur la carte géologique BRGM), petite intrusion datant de limite Carbonifère-Permien (-295±5 Ma), interne au granite de la Margeride (ργ3M, -323±12 Ma). Le milieu et le haut de l'affleurement sont constitués de dolomies hettangiennes (- 203 Ma, Jurassique inférieur) de couleur beige ou rousse. Granite et dolomie sont séparés par une surface remarquablement nette et horizontale à l'échelle de cette photo.


Gros plan sur la surface de discordance séparant le granite carbonifère terminal et la dolomie jurassique

Figure 5. Gros plan sur la surface de discordance séparant le granite carbonifère terminal et la dolomie jurassique.

Cette surface est étonnement nette. Juste sous la discordance, il n'y a aucun sol, et le granite ne semble absolument pas altéré (par une altération autre que l'altération quaternaire qui affecte aujourd'hui le granite dans son ensemble). Juste au-dessus, on a directement la dolomie, sans le moindre niveau détritique. Le paysage lors de la transgression qui a recouvert la Margeride au Jurassique inférieur n'était en rien identique à la côte bretonne actuelle.


Cette discordance, horizontale et régulière vue de loin, est affectée par quelques failles à rejeu centimétrique. Les plus remarquables sont deux failles normales conjuguées, qui forment un beau horst.

Vue sur le horst formé par deux failles conjuguées affectant granite, discordance et dolomie

Figure 6. Vue sur le horst formé par deux failles conjuguées affectant granite, discordance et dolomie.

Si le tracé de la faille de droite, bien visible dans le granite, n'est pas très visible dans la dolomie, celle de gauche est parfaitement visible dans les deux lithologies.


Vue sur le horst formé par deux failles conjuguées affectant granite, discordance et dolomie

Figure 7. Vue sur le horst formé par deux failles conjuguées affectant granite, discordance et dolomie.

Si le tracé de la faille de droite, bien visible dans le granite, n'est pas très visible dans la dolomie, celle de gauche est parfaitement visible dans les deux lithologies.


Intersection entre la faille de droite et la discordance

Figure 8. Intersection entre la faille de droite et la discordance.

On voit très bien le décalage vertical (le couteau donne l'échelle), sans savoir si cette composante verticale a été ou non accompagnée d'une composante horizontale (faille normale pure, ou faille normale décrochante). La faille est très visible dans le granite, moins dans la dolomie.


Intersection entre la faille de gauche et la discordance

Figure 9. Intersection entre la faille de gauche et la discordance.

Les deux figures suivantes correspondent à des zooms sur cette faille dans la dolomie et dans le granite.


La faille de gauche dans la dolomie, juste au-dessus de la discordance

Figure 10. La faille de gauche dans la dolomie, juste au-dessus de la discordance.

Ce tracé est souligné par des lentilles de quartz, aussi bien dans le granite que dans la dolomie, preuve que des eaux chaudes minéralisées ont circulé par cette faille.


La faille de gauche au sein du granite

Figure 11. La faille de gauche au sein du granite.

Comme dans la dolomie 15 cm plus haut, de la silice forme des lentilles. Sur l'une de ces lentilles (au centre de l'image), on devine des stries sub-verticales, preuve que cette faille a eu un mouvement surtout normal avec seulement une très faible composante décrochante.


Carte géologique BRGM "à plat" montrant la discordance

Figure 12. Carte géologique BRGM "à plat" montrant la discordance.

La discordance sépare les terrains jurassique (l1 à l7, violet, bleu et brun) du socle granitique (γ), rose dans le cas du granite de la Margeride, violet foncé (Y1) dans le cas des petits massifs de leucogranites, comme c'est le cas pour notre affleurement (flèche rouge).


Carte géologique BRGM en relief montrant la discordance

Figure 13. Carte géologique BRGM en relief montrant la discordance.

La discordance sépare les terrains jurassique (l1 à l7, violet, bleu et brun) du socle granitique (γ), rose dans le cas du granite de la Margeride, violet foncé (Y1) dans le cas des petits massifs de leucogranites, comme c'est le cas pour notre affleurement (flèche rouge).



Histoire de l'affleurement résumée très schématiquement

Figure 15. Histoire de l'affleurement résumée très schématiquement .

En 6 étapes, du stade 1, orogénèse hercynienne, au stade 6, extension post-jurassique inférieur. L'âge de cette extension ne peut pas être précisée avec ce seul affleurement (âge jurassique moyen et supérieur, contemporain du maximum de subsidence dans les Causses voisines, oligocène comme partout dans le Massif central ?). L'extension tardi-hercynienne contemporaine de l'érosion et peut-être de la mise en place du granite (stades 2 et 3) n'a pas été représentée. Pour des facilités de dessins, l'extension post-jurassique a été dessinée avec des failles verticales affectant toute la croûte supérieure, ce qui est évidemment un "abus de dessin".


C'est la sixième fois que cette discordance hercynienne fait l'objet d'une photo de la semaine. Les cinq premières fois, il s'agissait de sédiments méso- ou céno-zoïques posés sur de sédiments paléozoïques plissés et/ou basculés. Cette fois, ce sont des sédiments déposés sur un granite. Il ne reste plus qu'à vous montrer des sédiments recouvrant des roches métamorphiques, ce qui sera fait dans les semaines qui viennent.