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                                La chaîne cadomienne  de Nord-Bretagne.

Voici enfin une page sur la chaîne cadomienne vue au cours d’une sortie de plusieurs  jours, sortie que

l’on va renouveler l’an prochain. Nous avons vu un lambeau de la chaîne cadomienne,

celui de nord-Bretagne, ainsi que les roches les plus vieilles de France (2GA), mais aussi un peu de la chaîne

varisque qui est omniprésente en Bretagne.

La sortie a été préparée à l’aide de nombreux documents dont les livres du BRGM (série curiosités

géologiques, guide géologique), de plusieurs articles de géologues dont M.Ballèvre, JP.André, JF.Moyen,

Ph.Bardy, V.Durand, P.Graviou, sans oublier la lithothèque de Rennes.

L’orogénèse cadomienne européenne 660- 540MA, correspond à l’orogénèse panafricaine qui achève

Pannotia constitué de 4 supercontinents (Baltica, Laurentia, Siberia et Gondwana). –lire la page «plaques

tectoniques », pour plus de détails.

Avalonia et Armorica sont des terranes au nord de Gondwana et au sud des 3 autres supercontinents.

-ph1. La fermeture de l’océan entre Gondwana et les terranes va créer l’arc cadomien, qui formera par la suite la chaîne panafricaine (la chaîne cadomienne en est la partie européenne).

La chaîne cadomienne est constituée de 4 unités (5 avec Yffiniac) : unité du Trégor, u. de St Brieuc, u. de St Malo et u. de Fougères qui est l’avant-pays autochtone mais un peu déformé. Ces unités vont se mettre en place vers la fin  de la subduction  de l’océan au nord de Gondwana -ph1- sous forme de nappes  de charriage qui vont se chevaucher, s’empiler du nord vers le sud sur l’avant-pays.  –ph2-3.

Il ne faut pas perdre de vue, au cours de cette sortie :

-       Qu’en Provence, nous ne connaissons pas de roches aussi âgées (précambriennes).

-       Qu’à cette époque le monde est minéral : pas de vie sur la terre ferme, pas assez d’ozone protecteur. Donc, ni plantes, ni animaux terrestres.

-       Dans l’eau, on connait à cette époque la faune d’Ediacara, trouvée en Australie ; que des animaux à corps mou (type hydres, méduses..).

-       On connait aussi la faune des schistes de Burgess au Canada ; les corps sont toujours mous, mais tous les embranchements connus aujourd’hui sont représentés. Une diversification a donc eu lieu entre 580 et 530MA.

-       Il n’y a pas de roches calcaires car les animaux ont un corps mou, sans squelette. La seule source possible de calcaire  provient de l’altération des feldspaths, qui peuvent donner quelques roches calcaires, en particulier autour des pillows lavas.

-       L’érosion ayant eu du temps pour se manifester, on ne voit plus aujourd’hui que les structures profondes de la chaîne (comme dans le massif des Maures).

-       Ce socle cadomien va se comporter comme un bloc rigide, pendant la formation de la chaîne varisque. Seules des failles existantes vont rejouer et, d’ailleurs, on voit un peu partout dans ce cadomien, des filons de dolérite datant du carbonifère.

Puisqu’il y a 4 unités, nous  les avons parcourues  au cours de notre sortie pour avoir un aperçu de cette chaîne, reconstituer les milieux de formation, mais nous n’avons pas abordé vraiment la tectonique de la chaîne.

Unité du Trégor : Elle est interprétée comme un arc insulaire en bordure d’une zone de subduction plongeant vers le nord.-ph4A- les roches ont environ 640 à 610 MA.

On y trouve des roches plutoniques et volcaniques (granites, diorites, basaltes) du batholite du Trégor et des restes de socle icartien de 2 GA environ (paragneiss, gneiss oeillés, quartzites, amphibolites) emballés dans les roches plutoniques..

Nos arrêts nous ont conduits à Brehec, Port Béni, Guilben, Ploumanac’h, Trébeurden.

1.Entrée de Ploumanac’h, sentier douanier du Ranolien, face au parking.-ph5 à8.

Le long de la côte, les roches datées d’environ 2GA sont des gneiss icartiens, anciennes roches granitiques antérieures au cadomien  et métamorphisées en gneiss. Elles sont traversées par de nombreux filons de granite rose varisque. Sur le petit îlot à marée haute, on trouve le granite de Perros Guirec âgé de 600MA (cadomien,batholite du Trégor). Il est, lui aussi, traversé par des filons de granite rose.

On trouve donc, sur une petite distance, des roches appartenant à 3 cycles orogéniques distincts : cycle icartien, cycle cadomien, cycle varisque.

Sous le parking, -ph9- on a un affleurement de quaternaire (wûrm ancien) : une coulée de gélifluxion recouvre une ancienne plage fossilisée par cette coulée.

2.port Béni.-ph10-11. Sous une coulée de gélifluxion quaternaire (caractérisée par une formation appelée head), on peut voir une microgranodiorite du batholite du Trégor. La roche est constituée de plagioclases, orthose, quartz, biotite, hornblende. Elle est âgée de 615MA. Elle contient diverses enclaves dont des microdiorites.-ph12 à 15.

Elle emballe une énorme enclave de gneiss icartiens dont on voit un contact sur la plage-ph16. Cette enclave est constituée de :

- paragneiss, roche litée avec bandes claires et bandes sombres, ancienne roche volcano-sédimentaire.-ph17-18.

-gneiss oeillé  à quartz, orthose, microcline, biotite, hornblende, ancien granite porphyroïde, donc c’est un orthogneiss. Ces deux roches ont subi un métamorphisme de faciès amphibolite (profondeur de l’ordre de 25km, température de 600°C environ).-ph19-20.

Un filon de dolérite varisque traverse le tout-ph21.

On retrouve, comme à Ploumanac’h, des roches qui ont subi 3 cycles orogéniques.

3.pointe Guilben.ph22.

La pointe nous offre un empilement spectaculaire de pillow-lavas (coussins de lave) de nature basaltique. Les uns vus en long, d’autres en coupe –ph23-24. Ils sont datés de 610MA. Ils se sont empilés en milieu marin, pendant un épisode de distension, mais ils ont ensuite été déformés, aplatis pendant la formation de la chaîne cadomienne vers 580MA.-ph25-26. Cependant, la polarité reste visible puisque les pédoncules ont été conservés. D’ailleurs, ils n’ont subi qu’un métamorphisme de faciès schiste vert, est-il dû à la déformation ou n’est-ce qu’un métamorphisme hydrothermal ? –ph27 à 29.

Ils n’ont pas été émis à grande profondeur car partout, on voit des vacuoles de dégazage (aspect vésiculé, scoriacé) –ph30. Certains sont creux, vidés de leur lave et plus ou moins remplis, postérieurement, par de la calcite ; leur bordure est figée, vitrifiée.-ph31 à33. Beaucoup de coussins sont soudés par de la cornaline rouge (variété de calcédoine hydrothermale riche en fer) et par de la calcite ; la source de calcium provient de l’altération des feldspaths plagioclases de ces basaltes.-ph34-35. On trouve également des brèches de coussin –ph36- et des brèches et tufs formés par des explosions dues à la rencontre du magma avec l’eau froide ou bien par des retombées aériennes de volcans proches –ph37-38. Les coussins sont par endroits recoupés par des filons de kératophyre (trachyte sodique), preuve s’il en est, d’une cristallisation fractionnée dans la chambre magmatique.-ph39.

Il y a donc une mise en place de ces coussins de lave à faible profondeur, au sud de l’arc insulaire du Trégor, en contexte de subduction, probablement dans la partie avant-arc.-ph40.

4.île Milliau. Trébeurden.-ph41-42.

Le granite rose de Ploumanac’h daté à 295MA donc varisque, constitue l’île mais l’estran présente une roche très sombre dont on peut voir le contact avec le granite sur la partie sud de l’île. Le contact est très net, les couleurs sont très différentes. La roche sombre, non datée, mais cadomienne est constituée  de lits clairs qui alternent avec des lits sombres. Ces lits correspondant à des turbidites, avalanches sous-marines cadomiennes ; les lits clairs étaient des sables, les lits sombres des argiles 

donc des produits de l’érosion de l’arc du Trégor déposés en mer, puis déformés, redressés à la verticale : ce sont des phyllades comme on en trouve dans le massif des Maures.-ph43 à 45. Lors de sa mise en place le pluton de granite rose a injecté des filons qui suivent souvent  la foliation des phyllades. Ces filons sont de toutes tailles (ici centimétrique-ph46). Ils ont également arraché des morceaux de phyllade qu’on peut voir en enclaves dans le granite –ph47. Certaines enclaves sombres argileuses sont tordues, ramollies par la chaleur du granite –ph48. Elle a également subi un métamorphisme de contact -c’est une cornéenne ; des minéraux nouveaux sont apparus : cordiérite, andalousite, sillimanite en petites taches noires sur la roche. C’est un métamorphisme haute température, basse pression (environ 600°C et 8 km de profondeur).-ph49-50.

5. plage de Brehec.ph51.

Brehec est encore situé dans l’unité du Trégor. C’est un petit bassin ordovicien inférieur (490-470 MA) qui se remplit de sédiments détritiques terrigènes (grès, argiles), turbidites provenant  de l’érosion de la chaîne cadomienne terminée vers 540MA ; érosion qui se poursuit encore. Sur la plage, tout près des dernières maisons, sur l’estran, on peut voir des conglomérats à éléments divers, non classés, anguleux. Ils n’ont pas été transporté loin, ni longtemps. Ils ont dû être déposés dans la partie proximale d’un cône sous-marin.-ph52-53. D’ailleurs, à quelques mètres, toujours sur l’estran, on peut voir une discordance entre les grès briovériens (cadomiens) au pendage important et ce conglomérat. -ph54.Sur la petite falaise devant, la discordance est encore plus visible. Les grès briovériens ont un pendage de 60° et le conglomérat de 40° environ. La discordance se fait sur une surface d’érosion –ph55.

Plus loin sur la plage, les conglomérats passent à  des grès clairs et pélites rouges affectés par de nombreuses failles normales.-ph56. Quelquefois, on  peut mesurer  facilement les rejets verticaux.-ph57.quelques unes sont des failles synsédimentaires. Par exemple la photo 58 montre une faille normale dont le rejet est plus important en bas qu’au-dessus (couleur jaune). Les derniers sédiments (couleur blanche) sont plus épais sur la partie gauche de la photo que sur la partie droite, car la faille a dû cesser de fonctionner pendant le dépôt des dernières couches visibles sur la photo (en blanc).

D’autres découpent les affleurements en minigrabens ; le bassin ordovicien est en extension.-ph59.

Des filons de trachyandésite verts traversent les sédiments et ont dû alimenter des volcans au-dessus, érodés depuis.-ph60. Les bordures de ce filon ont verdi sur plusieurs centimètres  les pélites rouges–ph61. Des fluides hydrothermaux ont dû réduire le fer. De même, ils ont dû former les nodules de sidérite (FeCO3) qu’on peut voir dans les pélites, non loin des filons.-ph62-63. Le bassin ne devait pas être profond, quelquefois émergé car il y a par endroits des fentes de retrait dans les pélites-ph64-65.

C’est une subsidence saccadée qui a permis l’accumulation de sédiments dans ce petit bassin ordovicien, en bordure sud de l’arc du Trégor..

Unité de Saint-Brieuc : Elle occupe un bassin intra-arc formé devant l’arc du Trégor et un peu plus jeune –ph2-3.

 Nos arrêts nous ont conduits à fort la Latte, cap Frehel, Erquy, port Morvan, pointe du Roselier, Pordic-le Havre, Tournemine, port  Goret, plage du Palus.

On y trouve 2 formations : formation d’Erquy (610-590MA) et, au-dessus, la formation de Binic (570-550MA).-ph66. Elles reposent sur des éléments de socle plus anciens : icartien (2GA) et pentevrien (750MA) qu’on peut contempler sur la  plage de port Morvan –ph67. On y voit une ancienne roche magmatique métamorphisée en gneiss et schiste, traversée par un filon de dolérite qui alimentait la formation d’Erquy. Le tout est déformé, redressé, en même temps que l’avant-arc  entre 580 et 570MA. Pendant cette déformation, des plutons de diorite s’insinuent à travers ces formations volcano-sédimentaires ; ils ont le même âge, 580MA environ.

 Ainsi le pluton de fort la Latte dont la foliation est très redressée –ph68-69. La diorite constituée de quartz, plagioclases, biotite et amphibole contient de nombreuses enclaves d’amphibolites –ph70. On a 2 roches métamorphisées (ancien granite et ancien basalte). A y regarder de plus près, des felspaths appartenant à la diorite sont dans les enclaves d’amphibolite. On est en présence de 2 magmas qui se sont mélangés,  des cristaux ont migré d’un magma à l’autre- ph71-72. Age :575MA environ.

De même, la diorite de port Goret (575MA environ), très redressée aussi, à enclaves de gabbro –ph73 à75-, traverse les leptynites de la plage du Palus –ph76-77- et la formation de Binic dont les couches stratifiées présentent de nombreuses figures de sédimentation –ph78 à81.

La formation d’Erquy (610MA) nous offre une coupe depuis la plage de Caroual jusqu’à la pointe de la Heussaye - ph82 à 84.

Sur toute la coupe les couches sont verticalisées –ph85. Un empilement de coussins de lave  termine la plage de Caroual. Ils se sont épanchés en milieu marin, dans le bassin intra-arc –ph86. On peut retrouver la polarité de cet empilement grâce aux ombilics dirigés vers le bas –ph87-88. On se trouve à la base de la série, le haut  étant vers la pointe de la Heussaye. La série a donc été basculée. Les coussins présentent des cortex vitrifiés, par endroits, une brèche à hyaloclastites remplit les vides entre les coussins –ph89-90. Les sédiments en contact avec ces coussins très chauds ont été transformés en cornéenne appelée adinole –ph91.

Vers la pointe de la Heussaye, on peut voir encore des coussins, des brèches de coussin, des fragments de lave, de même forme qui ont dû tomber dans un sédiment non encore consolidé –ph92 à 94.

Quelques  sills (filons) s’insinuent entre  les sédiments toujours très redressés. Ils sont de couleur claire. Ce sont des trachytes sodiques riches en albite, mais on ne voit aucun cristaux à l’œil nu. Ces laves ont subi un métamorphisme hydrothermal. On les appelle kératophyres –ph95 à98. Ces filons recoupent les sédiments ; ils leur sont donc postérieurs. Il y a donc, au fil du temps, une évolution du magma en des termes plus acides avant que la série bascule pendant la formation de la chaîne cadomienne (580-570MA).

Remarque : un filon de dolérite se trouve sur la plage d’Erquy, juste avant la pointe d’Heussaye, avec une érosion en boule, mais c’est un filon varisque (carbonifère) –ph99-100.

Non loin d’Erquy, depuis les hauteurs de la plage de la Fosse, on peut voir le cap Fréhel et son étonnante surface d’érosion tertiaire, ainsi que les larges baies et petits caps entaillés dans les grès roses dont les strates ont un pendage de 20 à 30° vers le nord -ph101-102. A la loupe, on voit surtout une grande quantité de grains de quartz, d’autres minéraux sont visibles au microscope –ph103.  Dans les bancs, on peut voir des stratifications obliques –ph104. Ce sédiment, daté de l’ordovicien inférieur (490-470MA), s’est déposé dans un petit bassin peu profond, subsident, qui a recueilli encore à cette époque des produits de l’érosion de la chaîne cadomienne.

La pointe des Roseliers offre un panorama unique sur la baie de St Brieuc, à l’Est jusqu’au cap Fréhel, à l’Ouest jusque vers Paimpol –ph105-106-. La pointe révèle la présence de pillow lavas assez écrasés, verticalisés lors de la formation de la chaîne cadomienne. La déformation est plus importante qu’à Erquy situé plus au nord-ph107-108.

Une question se pose : pourquoi tant de roches pluto-volcaniques dans un arc ? La réponse a été donnée en laboratoire par l’étude de la fusion des péridotites sèches et hydratées –ph108A.

 Au niveau des dorsales, entre 20 et 100km de profondeur, le géotherme recoupe la courbe du solidus (S). Il y a fusion partielle de la péridotite et production de magmas due aux mouvements ascendants du manteau dans cette zone.

Au niveau des zones de subduction, la température n’augmente pas très vite avec la profondeur.  A 100km, la péridotite ne fond pas (point bleu). Mais si la péridotite est hydratée (S1), il y a fusion partielle et production de magmas par la plaque chevauchante qui est hydratée par l’eau perdue par la plaque en subduction ainsi que par la déshydratation de minéraux tels que micas, amphiboles, au cours du métamorphisme conjoint –ph 108B.

 

Unité de Saint-Malo : nos arrêts nous ont conduits à Cancale (pointe du Grouin et port Briac) et à Saint Jacut-de-la-mer.

La subduction est terminée vers 570-560MA ; l’unité de St Malo se structure sur Gondwana. Elle reçoit les produits de l’érosion de la chaîne : des sédiments terrigènes turbiditiques (les grès briovériens). En profondeur, la fusion crustale donne des migmatites qui vont être intrudées par des plutons. Le tout remonté près de la surface lors de la formation de la chaîne et porté à l’affleurement par l’érosion qui s’ensuit.-ph109.

1.Saint-Jacut-de-la-mer.ph110-111. Les sédiments briovériens sont métamorphisés en paragneiss –ph112-113. Les lits blancs contiennent quartz, feldspath microcline, un peu de sillimanite, les lits noirs biotite, cordiérite, tourmaline. Ces paragneiss sont fortement plissés. On peut reconnaître des plis à flancs longs et courts, signe de cisaillement et plusieurs générations de plis –ph114 à 117.

Des filons de pegmatite à tourmaline à très gros cristaux traversent ces paragneiss, ils sont émis par des plutons de leucogranite tel celui de la pointe du Grouin. -ph118-119. De même on peut voir des filons verticaux de dolérite varisque (carbonifère) –ph120-121.

2.port Briac-Cancale.ph122. Les sédiments briovériens affleurent sur la plage. Anciennes turbidites (grès et pélites)  métamorphisées, orientées N20 à fort pendage (70°E) -ph123.  Des lits de quartz ont l’allure de sigmoïdes et montrent des cisaillements senestres –ph124. On se trouve à la limite de l’unité de St Malo et de l’unité de Fougères. La faille chevauchante et décrochante se trouve juste devant nous –ph2-3 et125.

3.pointe du Grouin-Cancale.ph126. Très belle vue sur la baie du mont Saint Michel par beau temps. Le côté Est et l’îlot des Landes voient affleurer des gneiss migmatitiques –ph127-128- qu’on trouve jusqu’au cisaillement de port Briac, tout proche.

Un pluton de leucogranite occupe la pointe du Grouin. Daté de 555Ma, il est étiré, redressé, schistosé selon la direction N20. Il est constitué de quartz, plagioclases, microcline, muscovite, biotite –ph129-130.

Unité de Fougères.ph2-3-131. L’unité de Fougères est l’avant-pays de la chaîne cadomienne. 3 nappes viennent la chevaucher, créant, à l’avant, un bassin subsident qui se remplit sur une grande épaisseur des produits issus de l’érosion de la chaîne : turbidites (grès, argiles) qui vont se métamorphiser en schistes et se plisser au cours de la déformation. En profondeur, à des températures élevées, dans des conditions anhydres la fusion partielle de ces roches riches en argiles (silicates d’alumine) va donner des magmas dioritiques vers 550-540MA, puis à plus faible profondeur, à une température moins élevée, dans des conditions plus hydratées, des magmas de leucogranites, vers 530-520MA. Ces magmas vont donner des plutons qui vont intruder ces schistes sur toute leur épaisseur  et les métamorphiser par contact.

Nos arrêts nous ont conduits à Fougères, Mont Saint Michel, Saint Marcan, carrière de la Poultière (massif de St Broladre), mont Dol.

Château de Fougères. Le château est bâti sur les schistes briovériens verticalisés. Des filons de quartz horizontaux traversent les couches dont on voit les surfaces structurales ; ils ont été émis par un grand pluton de diorite que nous n’avons pas vu.

La roche est riche en taches noirâtres constituées de biotite, chlorite, cordiérite : ce sont des schistes tachetés ; ils ont subi un métamorphisme de contact, en profondeur, avec le pluton très chaud et l’érosion les a mis au jour –ph132 à 136.

Massif de St Broladre. Assez grand pluton de diorite qu’on peut voir à St Marcan avec ses sédiments autour, métamorphisés par contact. La carrière de la Poultière nous les montre très redressés, un peu plus massifs – ph137-138.

3 petits plutons de leucogranite dominent le paysage de la baie du Mont St Michel ; ils ont valeur d’inselberg car ce sont des petits reliefs qui ont mieux résisté à l’érosion que les terrains encaissants. Il s’agit du mont ST Michel, de l’îlot de Tombelaine et du mont Dol - ph139 à 141.

Mont Dol. Relief de 65m de haut, pluton de leucogranite daté de 525MA. Les schistes, à son contact, ont été métamorphisés en cornéenne, très massive par endroits, les schistes sont moins feuilletés et les taches noires peu visibles. Un filon de dolérite varisque traverse le mont –ph142-143.

Cette sortie aura été très riche en informations sur les arcs volcaniques, sur les terrains précambriens que nous n’avons pas dans notre région ; le tout dans des paysages bretons vraiment superbes.

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