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Les Lherzolites Pyrénéennes

La question des lherzolites pyrénéennes en voie d’être réglée grâce aux nouvelles découvertes sur les marges continentales.

Un article récent publié à Terra Nova fait le point.

Depuis les années 1900 et les premières observations de Lacroix, le célèbre minéralogiste français, la présence de roches ultrabasiques dans les terrains sédimentaires des Pyrénées a fait couler beaucoup d’encre et a suscité de nombreuses interprétations. Les données océanographiques récentes et de nouvelles observations sur le terrain permettent de mettre fin à de nombreuses discussions.

Nos connaissances sur les marges continentales ont fait des progrès décisifs ces 20 dernières années. Il a été montré que le manteau sous continental peut-être mis à l’affleurement au pied d’un continent en cours d’amincissement par exhumation durant le rifting, avant la création d’un véritable plancher océanique. Une vaste région de transition océan-continent, la TOC, est ainsi créée, en pied de marge continentale. Au large de l’Ibérie, ce domaine à manteau dénudé mesure plus de 100 km de large sur plusieurs centaines de km de long. Il se caractérise du point de vue sédimentologique par l’abondance des dépôts détritiques grossiers et fins (brèches et turbidites) remaniant les roches du manteau, bien connus par forage.

Ces importants progrès dans la compréhension des processus de l’exhumation du manteau ont un effet en retour sur notre vision de l’évolution des chaînes de montagne. Dans les Alpes et en Corse, on a montré qu’une partie des ophiolites provient de la zone de la transition continent-océan. Ceci conduit à proposer des schémas nouveaux pour les processus d’obduction, dans lesquels une partie de la lithosphère océanique reste adhérente à la plaque supérieure du prisme orogénique en raison de la continuité avec la lithosphère continentale au niveau de la transition continent-océan.

L’exhumation mantellique en contexte de pied de marge continentale est maintenant envisagée pour expliquer la présence de manteau dans la chaîne des Pyrénées.

1.Contact progressif entre debris-flow carbonatés et lherzolitiques

Les massifs mantelliques des Pyrénées sont des corps de petite taille (moins de 3 km de long) qui affleurent en association avec des séries sédimentaires mésozoïques jalonnant la Faille Nord Pyrénéenne. Une étude détaillée de terrain, rendue possible grâce à nos connaissances nouvelles sur la nature des sédiments qui composent la TOC (riches en débris de manteau) montre qu’à l’Etang de Lherz, le corps principal de péridotites est situé au sein d’une séquence métasédimentaire riche en olistostromes (debris-flows) remaniant des péridotites, des marbres déformés et de rares clastes de gabbros et de socle continental.

2. brêche mixte à éléments de grès ultra-basique

La cartographie détaillée permet de reconstituer la géométrie et la succession des chenaux de debris-flows (écoulements de gravitaires de débris) riches en clastes ultrabasiques. Cet ensemble détritique est associé cartographiquement à une bande de terrains métasédimentaires E-W, déformés ductilement (mylonites affectant des calcaires Jurassique et Crétacé inférieur), en contact tectonique avec le socle continental du massif des Trois-Seigneurs. Au sud du massif, l’analyse du contact avec l’encaissant sédimentaire montre que les brèches carbonatées se sont déposées dans des fissures ouvertes au sein des péridotites. Ces données – déjà relatées dans les années 70-80, (travaux de P. Choukroune) - constituent des contraintes importantes pour tout modèle de mise en place du manteau subcontinental pyrénéen. Dans notre article, nous proposons, le manteau a été exhumé au fond ou sur les bordures de nombreux petits bassins albiens lors de la dérive rapide de l’Ibérie. Il a été immédiatement resédimenté, en même temps que les métasédiments déformés des bordures des bassins, durant la poursuite de la phase extensive.

Il est important de souligner que dans ce nouveau modèle, la mise en place des péridotites ne résulte pas d’une intrusion tectonique (froide ou chaude), au sein des séquences sédimentaires mésozoïques lors d’une phase compressive. Ce processus ne s’est d’ailleurs jamais vu proposer pour d’autres chaîne de montagne. Ainsi, une étude détaillée des massifs de manteau pyrénéens à la lumière des découvertes récentes sur les processus d’exhumation des péridotites au pied des marges continentales en extension apportera des contraintes importantes sur les mécanismes de l’amincissement extrême de la croûte continentale.
Le manteau pyrénéen est représenté par de petits corps de lherzolites associés à de paléo-bassins crétacés. Les modèles classiques les plus cités en font des intrusions tectoniques froides ou chaudes, remontées dans le fond de ces bassins en contexte compressif, après une phase d’extension et de coulissage au Crétacé inférieur.

En résumé, ceci montre que les lherzolites ont été exhumées sur le fond des bassins albiens selon un modèle connu de pied de marge continentale. La dénudation du manteau s’est faite en réponse à l’extension et à l’amincissement extrême de la croûte continentale imposée par le coulissage de l’Ibérie. lors de la phase de coulissage majeure de la plaque Ibérie le long de la plaque Europe à l’Albien, aux alentours de 110 Ma. Les nouvelles données de terrain montrent que les lherzolites sont en contact stratigraphique avec des séquences détritiques remaniant à la fois les carbonates mésozoïques avoisinants et le manteau lui-même sous forme d’épaisses coulées de débris.