Le dyke basaltique d'âge mésozoïque de Brenterc'h (Finistère Nord) : un marqueur excentré de la province magmatique géante CAMP, précurseur de l'ouverture de l'océan Atlantique central

Ce dyke se situe à l'extrême Ouest du Finistère, sur la commune de Brenterc'h.

Pour arriver à l'affleurement, stationner dans le village de Brenterc'h et rejoindre le GR34. En prenant ce chemin vers le Nord, l'affleurement est dans une anse accessible à marée basse en sortant du GR34 (cf figure 3).

Cette anse est divisée en deux criques, l'une au Nord et l'autre au Sud.

Commençons par nous intéresser à la partie Nord de l'anse.

La partie Nord montre deux unités sombres recoupées au centre par une unité gris-bleu.

La partie Sud de la plage montre une deuxième intrusion de la même roche, faisant 10 m d'épaisseur, moins développée et moins accessible que la première.

La roche de l'unité centrale est une roche magmatique sombre à texture microgrenue (cf. figure ci-dessous), avec des grains infra-millimétriques et jointifs. Elle est composée majoritairement par des agrégats sombres (parfois verdâtres) et de taille millimétrique formés de pyroxènes (variété augite) et de quelques olivines, ainsi que de petites lattes de plagioclases d'aspect vitreux.

L'analyse en lame mince montre une texture poecilitique (figures 15 et 16) : de très nombreux petits cristaux de plagioclase sont contenus dans de grands cristaux d'augite (clinopyroxène). Cette texture est appelée ophitique. On note aussi des cristaux d'olivine partiellement ou totalement altérés en iddingsite (figures 17 et 18). Il s'agit donc d'une roche magmatique à composition identique à celle d'un basalte ou d'un gabbro, mais avec une texture microgrenue : elle est appelée dolérite (on trouve aussi le terme « diabase », surtout utilisé par les anglo-saxons). Les caractéristiques des dolérites ont déjà été présentées dans l'article Qu'est-ce qu'une dolérite ?.

Les analyses géochimiques de ce dyke montrent qu'il appartient à la série tholéiitique (cf. Les magmas primaires basaltiques issus de la fusion du manteau).

À l'échelle de l'affleurement, le dyke Nord est structuré en prismes grossiers horizontaux, à section plus ou moins hexagonale, jointifs (cf. figures 10 et 11, ci-dessus), ce qui indique un gradient de température horizontal lors du refroidissement et donc la mise en place dans une fracture verticale (les parties les moins chaudes au contact de l'encaissant et les plus chaudes au cœur de l'intrusion). Comme souvent, les prismes sont découpés en "tranches" appelées lauzes. Sur les morphologies des prismes, on peut se reporter, entre autres, à La formation des orgues volcaniques.

Cette roche magmatique est donc intrusive dans la formation sombre (nous verrons qu'il s'agit de gneiss et granitoïdes paléozoïques). L'intrusion est un filon vertical : cette morphologie porte le nom de dyke. Ce dyke mesure 30 m d'épaisseur.

L'affleurement montre que la dolérite est parcourue de fractures (déformation cassante "froide") subverticales et d'orientation N120 et N25.

La zone où est localisé le dyke est plus érodée, ce qui donne cette morphologie "en creux". Cette érosion différentielle s'explique par la forte fracturation du dyke (double débit horizontal des prismes et vertical des lauzes). La dolérite qui se délite donc plus facilement que son encaissant, est plus sensible à l'abrasion mécanique des éléments solides transportés par la mer. Les dalles de dolérite sur la plage témoignent de ces processus (cf. figure 11).

Les processus d'érosion différentiels des roches basiques ont déjà été abordés, par exemple lors de la présentation de l'Érosion différentielle atypique des dykes basaltiques sur l'île de Skye (Écosse).

Caroff et coll. (1995) [1] ont suggéré par des profils géochimiques et minéralogiques (répartition des phénocristaux de pyroxènes) que ce dyke est en fait composé de cinq injections successives au cœur du dyke et le qualifient de « dyke multiple ». Le modèle de mise en place proposé par ces auteurs est l'intrusion successive d'une lame doléritique dans la zone la plus chaude du précédent dyke à savoir le cœur. La constance de l'épaisseur de chaque lame peut être est expliquée soit par une cyclicité de la vidange d'un réservoir magmatique crustal soit par une ouverture périodique de la fracture dans laquelle s'injecte le dyke (et dont nous discuterons les caractéristiques plus loin dans cet article).

Le second dyke de 10 m d'épaisseur, est composé d'une seule injection et est qualifié par Caroff et Coll. (1995) [1] de «  dyke simple ».

À l'échelle de la Bretagne, les deux dykes de Brenterc'h se prolongent dans les terres vers le Sud-Est selon une direction N110 à N130. Ils sont disposés en échelon et se subdivisent en deux ou trois dykes (cf. carte ci-dessous).

Les études structurales montrent que ces dykes reprennent des fractures varisques. Cet ensemble de fractures est injecté de dykes et prend le nom de faille ou champ de fractures Kerforne, du nom du géologue breton Fernand Kerforne ayant étudié cette structure au début du XX^ème siècle. Cette faille Kerforne s'étend sur environ une cinquantaine de kilomètres de long et illustre bien l'importance de l'héritage structural (les failles préexistantes) sur la mise en place et la morphologie des corps magmatiques.

Intéressons-nous maintenant à l'encaissant dans lequel se met en place ce dyke.

Il s'agit de socle varisque "banal" pour l'Armorique, avec des roches métamorphiques et des roches plutoniques. Les roches métamorphiques sont des paragneiss (gneiss à protolithe sédimentaire) migmatitiques à sillimanite : les gneiss de Kerhornou (figures ci-dessous).

Ces gneiss appartiennent au domaine métamorphique du Conquet. Ils sont recoupés par des lentilles de granodiorite : la granodiorite de la Pointe des Renards. Ces corps lenticulaires sont alignés sur des directions parallèles d'orientation N45.

Les âges de ces formations sont très mal contraints. Le métamorphisme du domaine du Conquet est varisque (Carbonifère inférieur pour être plus précis) et s'inscrit dans les processus de collision sur un gradient métamorphique de collision, les gradients métamorphiques dalradien et barrovien.

Le caractère lenticulaire de la granodiorite de la Pointe des Renards, les relations géométriques entre granodiorite et gneiss, le fait que la granodiorite ne soit pas affectée par le métamorphisme et le caractère migmatitique des gneiss de Korhornou laissent penser qu'elle est postérieure aux gneiss et même qu'elle pourrait résulter en partie de la collection de liquides migmatitiques issus de l'anatexie des gneiss de Kerhornou, ou avoir été contaminée par ces liquides (figures ci-dessous).

L'encaissant est moins fracturé que la dolérite. La granodiorite ayant une compétence voisine de celle de la dolérite et cette dernière étant plus jeune que la granodiorite, le phénomène de fracturation en lauzes est manifestement une fracturation synmagmatique.

Jourdan et coll. (2003) [3] ont daté ces dykes (et leur prolongement vers le SE) par la méthode ⁴⁰Ar-³⁹Ar sur plagioclases. La meilleure estimation obtenue est un âge de 193,4 ± 3,7 Ma, ce qui placerait ce magmatisme pendant le Jurassique inférieur (Lias) à l'étage du Sinémurien. Cependant en raison des perturbations des spectres d'âge obtenus (à cause de la grande sensibilité de ces plagioclases à une altération, même minime) cet âge ne peut être considéré comme robuste. Il s'agit probablement d'une estimation par défaut de l'âge réel de la mise en place du dyke que l'on peut situer autour de la limite Trias- Jurassique, qui correspond à l'une des cinq grandes extinctions biologiques majeures classiques du Phanérozoïque.

L'âge et la composition chimique du dyke de Brenterc'h/Kerforne permettent de le rattacher à la province magmatique géante de la CAMP (Central Atlantic Magmatic Province). C'est un marqueur de la fracturation (par réactivation d'une structure varisque) de la Pangée qui conduisit à l'ouverture de l'Atlantique central. Ce petit système de dykes d'une cinquantaine de kilomètres de long est le témoin le plus septentrional de la plus vaste province magmatique continentale qui s'étire sur près de 8000 km de long, couvrant une surface d'environ 7 à 10 millions de km² (de 14 à 20 fois la France) (cf. figure ci-dessous).

Les caractéristiques de cette province, son origine, ses relations avec la dislocation de la Pangée et l'ouverture de l'Atlantique ainsi que son influence sur la biosphère et l'extinction en masse de la limite Trias-Jurassique seront abordées dans un prochain article de Planet Terre.