Promenade géologique dans la vallée de l'Agly, Pyrénées-Orientales – 1/ Écailles tectoniques, brèches, serpentines et autres silicates de magnésium

Ces éléments sont constitués de marbre (calcaire métamorphique), avec un métamorphisme datant de 90 à 100 Ma (début du Crétacé supérieur). Les protolithes de ces marbres sont des calcaires (plus ou moins dolomitiques) datant du Jurassique ou du Crétacé inférieur. Le ciment liant les blocs entre eux est un ciment calcaire (parfois légèrement argileux) non métamorphisé. La taille et la morphologie des éléments montrent que cette brèche s'est déposée au pied de reliefs relativement importants, après un très faible transport. On peut comparer cette brèche avec un poudingue (éléments arrondis à cause d'un transport important, comme par exemple dans Les Pénitents des Mées (Alpes de Haute Provence) : des figures d'érosion étonnantes mais classiques dans les conglomérats indurés). Cette brèche est attribuée au Paléocène (66 à 56 Ma).

Ces éléments sont constitués de marbre (calcaire métamorphique), avec un métamorphisme datant de 90 à 100 Ma (début du Crétacé supérieur). Les protolithes de ces marbres sont des calcaires (plus ou moins dolomitiques) datant du Jurassique ou du Crétacé inférieur. Le ciment liant les blocs entre eux est un ciment calcaire (parfois légèrement argileux) non métamorphisé. La taille et la morphologie des éléments montrent que cette brèche s'est déposée au pied de reliefs relativement importants, après un très faible transport. On peut comparer cette brèche avec un poudingue (éléments arrondis à cause d'un transport important, comme par exemple dans Les Pénitents des Mées (Alpes de Haute Provence) : des figures d'érosion étonnantes mais classiques dans les conglomérats indurés). Cette brèche est attribuée au Paléocène (66 à 56 Ma).

L'extrémité droite de la face verticale plane et presque polie (derrière des buissons) est indiquée par la flèche rouge. En 1983, cette face plane était beaucoup plus facile à observer et à photographier.

Il s'agit de la même brèche (attribuée au Paléocène) que dans les figures 1 à 4, avec moins de ciment. Le gros bloc détaillé dans les figures 7 à 9 correspond au gros bloc gris en bas à gauche du genou du personnage qui donne l'échelle.

Le bloc gris est celui situé en bas à gauche du genou du personnage de la figure précédente.

On devine des minéraux (ou leur empreinte) à l'intérieur de la roche. Le manche du marteau donne l'échelle. Les deux photos suivantes correspondent à des détails de la partie supérieure de ce bloc.

Quand les scapolites sont présentes, elles forment des baguettes (plus ou moins allongées) ou des carrés blancs. Les scapolites sont des minéraux très altérables et ont parfois “disparus”. Il ne reste alors plus que leur empreinte en creux, mais qui permet de reconnaitre la forme du cristal. Des empreintes en creux de forme carrée sont bien visibles en haut de l'échantillon et des baguettes blanches en bas à gauche. Dans ce quart inférieur gauche, on voit très bien que les baguettes de scapolite sont recoupées par la limite bloc de marbre/ciment, et ne pénètrent pas dans le ciment. Le métamorphisme est donc antérieur à la formation de la brèche.

On reconnait des sections carrées (coupes perpendiculaires à l'allongement du cristal), des sections losangiques (coupes obliques à l'allongement) et des baguettes (coupes parallèles à l'allongement. On voit très bien que les cristaux de scapolite sont recoupés par le bord du bloc de marbre et ne pénètrent pas dans le ciment. Le métamorphisme est donc antérieur à la formation de la brèche.

On voit très nettement des blocs de marbre s'interpénétrer (cf. Les galets impressionnés (ou cupulés) et cisaillés du poudingue triasique basque, route d'Oiartzun au col d'Elurretxe, Pays basque espagnol). Cette interpénétration semble être “soulignée” par un liseré orangé (couleur du ciment) qui ressemble à un joint stylolitique avec de petits pics stylolitiques (flèches rouges). Un de ces joints se poursuit dans le ciment (flèche jaune, en bas à gauche). Un (ou des) évènement(s) tectonique(s) à basse température a (ont) donc eu lieu après le dépôt de la brèche, après le Paléocène.

Comme dans l'échantillon précédent, on voit très nettement des blocs de marbre s'interpénétrer (cf. Les galets impressionnés (ou cupulés) et cisaillés du poudingue triasique basque, route d'Oiartzun au col d'Elurretxe, Pays basque espagnol) et cette interpénétration semble se faire par des joints stylolitiques (flèches rouge). Un (ou des) évènement(s) tectonique(s) à basse température a (ont) donc eu lieu après le dépôt de la brèche. Mais le “gros” blocs de marbre du centre semble affecté par des joints stylolitiques de couleur gris sombre, qui ne pénètrent pas dans le ciment. Ce joint “inta-marbre” n'est pas sans rappeler celui qui traverse le David de Michel Ange sculpté dans du marbre de Carrare (cf. figure 28 de Le marbre de Carrare et ses carrières (Toscane, Italie)). Un (ou des) évènement(s) tectonique(s) à relativement basse température a (ont) donc eu lieu après le métamorphisme HT-BP mais avant l'érosion du marbre qui a généré les brèches.

À gauche, la roche massive ressemble à un simple calcaire gris : il s'agit de la brèche (attribuée au Paléocène) avec sa patine d'altération. À droite, la roche est beaucoup plus altérée, moins dure et plus claire. Il s'agit du socle granitique hercynien. Une faille post- (ou syn-)paléocène recoupe donc le secteur.

En bas l'image brute, en haut l'image interprétée, avec la faille séparant la brèche paléocène et le socle hercynien. Au fond de la vallée de l'Agly, le long de la D 619, cet affleurement de brèche est très limité (quelques dizaines de mètres de large au maximum).

L'affleurement de brèche est localisé par la flèche orange, au niveau d'une faille (trait rouge de droite). Cet affleurement de brèches est en fait “collé” (par un contact qui ne se voit pas en bord de route) à une barre de marbre, moins altérable que le socle hercynien et mise en relief par l'érosion. Quand on peut voir le contact brèche/marbre, on voit que ces brèches reposent sur une surface karstique entaillant le marbre, provenant lui-même d'un métamorphisme datant du milieu du Crétacé, métamorphisme affectant des carbonates du Jurassique et du Crétacé inférieur. Cette barre de marbre (localement recouverte de brèches) est limitée au Nord comme au Sud par des failles (traits rouges) la séparant du socle hercynien. Le tracé de cette barre calcaire n'est quasiment pas dévié par la vallée de l'Agly. Cette barre (et les failles qui la limitent) est donc quasi-verticale (règle du V dans les vallées).

J'ai renforcé en jaune la couleur de ces brèches polygéniques pour en augmenter la visibilité. On voit que les affleurements limités des brèches semblent “posés” sur des marbres jurassiques et crétacés (diverses teintes de bleu et de gris). La flèche verte localise l'affleurement des figures 18 à 21 associé à une autre barre de carbonates (Jurassique inférieur non métamorphisé).

L'affleurement de brèches polygéniques est localisé par la flèche rouge, celui des figures 18 à 21 par la flèche verte.

Les 4/5 Sud de l'image correspondent au socle hercynien, avec des teintes rose, vert intense, marron clair, violet pale (la charnockite d'Ansignan). La barre de carbonates des figures 18 à 21, bleu, est localisée par la flèche verte. La flèche rouge localise l'affleurement de brèches polygéniques (en jaune) reposant sur des marbres (gris et bleu clair). Au Nord, le synclinal de Saint-Paul-de-Fenouillet à cœur de d'Albien (≈ 105 Ma) que nous traverserons la semaine prochaine.

Cette barre de calcaire dolomitique du Jurassique inférieur non métamorphique (en bleu) est limitée par 2 failles (extrapolées là où n'existe pas de carte géologique à 1/50 000) qui la sépare du socle hercynien (en rose). Barre calcaire et failles traversent la vallée de l'Agly sans être déviées. Elles sont donc quasi-verticales. La flèche verte localise l'affleurement des figures 20 et 21, là où la route recoupe la faille limitant au Sud cette barre calcaire. L'astérisque vert localise un affleurement similaire déjà décrit en 2015 (cf. Chlorite, talc et serpentine dans une brèche de faille : une illustration des circulations de fluides associées à la tectonique cassante).

La barre calcaire traverse la vallée de l'Agly sans que son tracé ne soit significativement “dévié”. Cette barre calcaire est donc quasi-verticale. La flèche verte localise les deux figures suivantes (20 et 21). L'astérisque vert localise un affleurement similaire déjà décrit en 2015 (cf. Chlorite, talc et serpentine dans une brèche de faille : une illustration des circulations de fluides associées à la tectonique cassante). Ces deux affleurements sont situés sur la commune de Saint-Arnac.

Sur quelques mètres de large, la limite entre ces deux compartiments correspond à une zone qui, macroscopiquement, ressemble à une serpentine altérée et argilisée.

Localisation par fichier kmz de la faille entre calcaire dolomitique et granite hercynien, Saint-Arnac (Pyrénées-Orientales).

Sur quelques mètres de large, la limite entre ces deux compartiments correspond à une zone qui, macroscopiquement, ressemble à une serpentine altérée et argilisée.

Macroscopiquement, cet échantillon ressemble à une serpentinite. Celui-ci a été ramassé 550 m plus à l'Ouest du site des figures 20 et 21, sur le bord de la D7, au niveau de l'astérisque vert des figures 16 et 17.

Sur le schéma structural (légèrement modifié) de la carte de Rivesaltes à 1/50 000, schéma situé en bas de la version imprimée de la carte géologique, on voit que le massif de l'Agly est découpé par de très nombreuses failles de direction générale Est-Ouest et globalement verticales. Le long de la limite Ouest de la carte de Rivesaltes (ligne pointillée verticale de gauche) entre la Faille Nord-Pyrénéenne et le Front Nord-Pyrénéen (entre les deux flèches noires), on peut compter dix blocs-lanières, dont deux ayant encore une morphologie de synclinal. La limite Nord (approximative) du métamorphisme dit pyrénéen (≈ 90-100 Ma) affectant la Zone Nord-pyrénéenne est figurée par des tiretés jaunes. Nous traverserons la semaine prochaine le synclinal Nord, le synclinal de Saint-Paul-de-Fenouillet.

Ces deux coupes sont localisées au niveau du profil “ECORS Pyrénées” datant de 1985, situé une centaine de km plus à l'Ouest. Le schéma inférieur montre la situation au milieu du Crétacé. L'Ibérie coulisse vers l'Est (décrochement senestre) par rapport à l'Europe. Ce décrochement est associé à un amincissement crustal (responsable d'un métamorphisme HT-BP) affectant ce qui deviendra la zone Nord-pyrénéenne et à de très nombreuses failles normales et décrochantes qui découpent en “lanières” le Sud de la plaque Europe. Le schéma supérieur montre la situation actuelle (post-Lutétien). Ce qui est maintenant la zone Nord-pyrénéenne (rectangle rouge) correspond à la zone amincie au Crétacé. Le “découpage” en lanières durant le Crétacé explique la géométrie actuelle, avec ses barres de calcaire séparées du socle par des failles verticales.