Les pillows-lavas et brèches volcaniques de la pointe de Lostmarc'h (Presqu'île de Crozon, Finistère)

À l'extrémité de la pointe, les falaises montrent différents affleurements. Voyons d'abord les photographies de la partie Sud de l'éperon Nord.

L'affleurement de la falaise montre une zone présentant des pillow-lavas (laves en coussins) de nature basaltique dans une matrice claire carbonatée. Les coussins sont peu déformés. Leurs bordures sont souvent fracturées et la matrice s'est infiltrée dans les fractures. Il est difficile de voir les pédoncules des pillows et donc de polariser l'affleurement.

Ce type de structure se forme lorsque la lave rentre en contact avec l'eau sous une colonne d'eau. Le contact de la lave basaltique à 1200°C avec l'eau à quelques degrés entraîne un phénomène de trempe, c'est-à-dire de refroidissement très rapide, de la bordure de la lave, cette dernière continue à s'écouler à l'intérieur entraînant la formation de structure en tubes ou en boules (ou en forme d'oreiller ou de coussin, pillow en anglais).

Les analyses en lame mince montrent la présence de différents fossiles dans la matrice : crinoïdes, ostracodes, coraux, brachiopodes et bryozoaires, permettant de dater la mise en place des pillows dans un sédiment carbonaté à l'Ashgill, étage terminal de l'Ordovicien autour de -445 Ma. Ces assemblages fossilifères indiquent que le calcaire est un calcaire marin typique d'une plate-forme continentale. Cela indique aussi une mise en place sous-marine cohérente avec la mise en place sur une plate-forme continentale. À une profondeur de 50 m, la pression est de l'ordre de 1013 hPa (pression atmosphérique) + 1000 kg.m^-3 (masse volumique de l'eau) x 10 N.m^-2 (accélération de la pesanteur) x 50 m = 600 000 Pa, soit environ 6 fois la pression atmosphérique. Les pillows ne se mettent donc pas uniquement en place sur les fonds océaniques !

Les analyses géochimiques des autres basaltes de la presqu'île de Crozon associés à ce même épisode magmatique montrent qu'ils appartiennent aux séries magmatiques alcaline et tholéitique, avec pour certains des compositions transitionnelles de l'une à l'autre série. Ces caractéristiques sont observées au niveau des zones de rifts actifs (comme le rift Est-africain). Elles sont compatibles avec un processus d'extension aboutissant souvent à la formation d'un domaine océanique et la transition d'un rift continental à une marge passive.

Ces morphologies de coussins basaltiques avaient été comparées dans un précédent article à celles des « pillows – gabbros » de l'anse de Sainte Anne à proximité du granite de Ploumanac'h (cf. Les "pillows gabbro" de Sainte Anne, granite de Ploumanac'h, Trégastel, Côtes d'Armor). Rappelons qu'il est possible de modéliser la formation de pillows avec du soufre fondu (cf. Cristallisation du soufre et formation de pillow lavas).

Surmontant stratigraphiquement les basaltes en coussins, ou au sein même de l'unité à basaltes en coussins, des brèches à éléments basaltiques et à matrice carbonatée sont observables. Ces brèches sont granoclassées ou non. Elle portent le nom de « brèches pépérites » dans les publications scientifiques et sont présentes en France à d'autres endroits comme la Limagne (cf., par exemple, Pépérites de Limagne à escargots, limnées et planorbes remplis de lussatite). L'analyse en lame mince de la matrice montre qu'il s'agit des mêmes carbonates que ceux de la matrice entre les pillows.

Le premier type de brèches est des pépérites granoclassées présentant une rythmicité et surmontent les pillow-lavas.

Ces brèches présentent en place un granoclassement normal (les éléments les plus lourds sont vers le bas) et grossier. Cette séquence se répète pour des épaisseurs de l'ordre de quelques centimètres à quelques décimètres. La taille des clastes varie de 2 cm à 1 mm. La forme des clastes varie ; ils sont arrondis (majoritairement) ou anguleux, en fonction de la température à laquelle la lave s'est fragmentée. À chaud, les clastes auront tendance à être arrondis du fait de la "ductilité" de la lave, plus froids, les éléments seront anguleux du fait de la solidification de la lave. À noter que les clastes arrondis peuvent, en se refroidissant, se fragmenter en clastes anguleux.

La fragmentation de la coulée se produit lorsque la lave chaude (de l'ordre de 1200°C) s'écoule sur le sédiment carbonaté mou et à une température de quelques degrés. La chaleur de la lave conduit à la mise en place d'un film de vapeur (d'eau et CO₂ du à la dévolatilisation du calcaire) à l'interface lave-sédiment. C'est l'instabilité de ce film de vapeur qui conduit à la fragmentation de la lave et à la formation d'une brèche pépéritique (qu'il y ait tri ou non des clastes postérieurement).

Le modèle proposé par Caroff et al. en 2009 pour la formation du granoclassement de ce type de pépérites est la fragmentation du magma mis en place sur le sédiment carbonaté non consolidé et gorgé d'eau suivit par un mélange des deux et par une migration gravitaire des éléments les plus gros vers la base de la couche molle intrudée. La répétition des coulées expliquerait la répétition des séquences bréchiques granoclassées observées.

Ce modèle est celui qui était proposé pour expliquer la formation des pépérites de la Limagne, aussi grossièrement stratifiées, avant que ne soit proposé la mise en place par des processus phréatomagmatiques. Dans ces processus, le contact de la lave et de l'encaissant carbonaté sous une faible tranche d'eau conduit à une explosion de ce dernier et à la formation des brèches pépéritiques par retombée et solidification.

Pour Caroff et al., les répétitions ne présentant pas de stratification ni aucun autre marqueur de processus pyroclastiques (comme des projections) ou sédimentaires (comme une remobilisation des éléments basaltiques), la mise en place par des processus phréatomagmatiques classiques leur semble peu probable.

Leur position, au-dessus des pillows, est expliquée par une diminution du volume éruptif entraînant la transition de la mise en place des pillows (et des brèches de second type) vers les pépérites granoclassées.

Le second type de brèches, des pépérites non granoclassées, est visible en place et accessibles au niveau du Nord de la plage de la Palue. Il se situe au sein des pillow-lavas basaltiques, en contact avec certains pillows.

Le second type de pépérites ne présente pas de granoclassement. La taille des clastes va du millimètre (voire moins) au décimètre. Ces brèches sont présentes au sein des pillow-lavas. Leur formation est expliquée par la fragmentation des pillows durant leur mise en place ou lors du refroidissement du magma. Cette fragmentation peut s'accompagner de la volatilisation des carbonates et ainsi expliquer la morphologie de certains clastes ou de poches de calcites dans les brèches. Ces brèches, quand elles sont très abondantes peuvent aussi être interprétées comme une accumulation des produits de fragmentation des basaltes sans tri.

Au niveau de la plage de la Palue, un gisement de fer affleure (il est localisé sur la carte géologique de Douarnenez, voir plus bas).

La partie au Nord de la pointe de Lostmarc'h constitué par des formation sédimentaires est aussi recoupée par des failles.

En résumé, cet affleurement montre la mise en place d'un édifice volcanique sous-marin sur une marge passive à la fin de l'Ordovicien. Les études chronostratigraphiques sur les fossiles des calcaires encadrant les formations volcano-sédimentaires donnent une durée de 4 millions d'années pour l'épisode volcanique.

Cet affleurement n'est que l'un des affleurements montrant ce magmatisme dans la presqu'île de Crozon. Les autres affleurements de la presqu'île montrent un édifice phréatomagmatique sous-marin associé à différentes brèches volcaniques incluant des éléments magmatiques et des éléments de l'encaissant carbonaté mou ainsi que du socle briovérien (précambrien) de la marge passive sur laquelle il se met en place.

Cet épisode magmatique est interprété comme du magmatisme lié à l'ouverture d'un domaine océanique à l'Ordovicien terminal : l'océan Rhéique, entre le continent Gondwana (incluant la partie armoricaine) et la Laurentia au Nord.

Quelques plantes du littoral breton et de l'écosystème dunaire : exemple des contraintes écologiques d'un milieu sec et des réponses morphologiques des végétaux

La descente vers la plage de la Palue de la pointe de Lostmarc'h est l'occasion d'observer un exemple d'écosystème dunaire et quelques plantes communes de la dune et du littoral, dont voici deux exemples, pas forcément les deux plus représentatifs de cet écosystème.

Premier exemple : le Panicaut maritime (Eryngium maritimum, famille des Apiacées - anciennement Ombéllifères).

La plante mesure environ une trentaine de centimètres. Les feuilles sont composées, coriaces et épineuses. Les fleurs sont bleues, de type 5 et sont groupées en inflorescence, les pédicules floraux sont réduits et forment un glomérule (ombelles réduites typiques de la famille). L'autre plante visible sur les photos est une Poacée (anciennement Graminée), l'Oyat (Ammophila arenaria) typique des zones dunaires caractérisé par un système racinaire assurant un ancrage fort dans le sable de la dune et par des adaptations des feuilles aux conditions desséchantes du milieu(lien externe - nouvelle fenêtre)↗.

Cette plante présente une zone d'abscission à la base de la tige et, lorsqu'elle sèche, elle peut se détacher du sol sous l'action du vent conduisant à la dissémination des graines.

Second exemple : le Crithme maritime (Chritmum maritimum, famille des Apiacées).

La plante mesure une trentaine de centimètres. Les feuilles sont composées et charnues. Les fleurs sont jaunes.

Ces deux plantes sont caractéristiques de la famille des Apiacées (anciennement appelées Ombellifères). Cette famille, celle de la Carotte, du Fenouil mais aussi de la Ciguë, se caractérise principalement par la morphologie de l'inflorescence dite en ombelle, c'est-à-dire que les pédoncules floraux rayonnent de la tige. Cette inflorescence, composée de fleurs de symétrie de type 5, peut être composée en ombelles d'ombellules où les pédoncules floraux peuvent être réduits en glomérules (cas du Panicaut maritime).

Ces deux plantes sont soumises aux contraintes du milieu littoral et dunaire : vents importants et chargés en sable, sel des embruns présentant un certaine toxicité, faible rétention de l'eau par le sable. Elles possèdent un système racinaire qui permet un bon ancrage au substrat (dune ou rochers) ainsi que des adaptations au milieu desséchant (la succulence des feuilles) et la résistance aux mitraillage des grains de sable (cuticule épaisse des feuilles).