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La chaîne varisque est une chaîne de collision entre deux continents. Elle est aussi nommée chaîne hercyniennechaîne hercynienne par les Français mais de moins en moins par les anglophones, en tous les cas dans les séminaires de géologiegéologie auxquels j'ai assisté, tout le monde utilise le terme « variscan »),
Paysage des Ardennes. © Mrs Brown, Pixabay, DP
Une chaîne de collision est caractérisée par plusieurs choses :
1 - La tectonique présente
-- une suture ophiolitique témoin d'un domaine océanique compris entre les deux continents.
-- de péridotitespéridotites (manteaumanteau océanique) serpentinisées
-- de roches magmatiquesroches magmatiques basiques (croûte océaniquecroûte océanique)
-- de sédimentssédiments pélagiquespélagiques (radiolarites, argilesargiles rouges)
-- de grandes nappes de roches continentales séparées par des chevauchements
-- un métamorphismemétamorphisme important des roches continentales subductées
Cliquez sur le croquis pour l'agrandir - Collision de chaîne.
2 - Le métamorphisme
En premier lieu une roche sédimentaireroche sédimentaire de surface de la plaque inférieure est entraînée en profondeur. Elle va subir une augmentation de pression et une augmentation faible de température (prograde). Elle rentre dans le facièsfaciès des schistesschistes bleus parce cette plaque est encore « froide ».
Quand la pression augmente et que la température augmente (en s'enfonçant elle se réchauffe) on passe dans le faciès des éclogites. Pour des pressions de 30 kbar (env.100 km de profondeur) on peut avoir apparition de coesite et du diamant si P > 40 kbar (150 km). La roche « remonte » dans le plissement de la montagne en formation selon un trajet rétrograde (la pression décroît) et elle subit une rétromorphose, on arrive dans le faciès amphiboliteamphibolite.
Si la remontée est rapide on retrouve en surface des éclogites, ce qui nous permet de dire qu'on a affaire à une suture océanique. Si la roche qui remonte vite (avec une température élevée) entre dans le faciès granulitegranulite, il peut y avoir une fusion partiellefusion partielle et formation de migmatitesmigmatites ou de granitesgranites qui forment des plutonsplutons (leucogranites ou des monzogranites alumineux, p.ex. les granites de la chaîne hercynienne).
- Lire à ce sujet notre dossier "Le granite d'Athis".
3 - Sédimentation
L'épaississement de la croûte provoque la flexuration de la plaque de "l'avant-pays" qui reçoit alors les produits d'érosion du nouveau relief. On parle de bassins flexuraux, comme le bassin molassique périalpin : on y trouvera souvent des lacs, comme le lac Léman. Il existe aussi des bassins dans les chaînes de montagnes, par exemple pour la chaîne varisque, les bassins houillers du Massif Central.
4 - Le découplage croûte-manteau a de nombreuses conséquences géologiques que nous ne traiterons pas ici, en particulier les circulations hydrothermales que j'ai mentionnées dans plusieurs dossiers déjà, à propos des minérauxminéraux. L'énergie qui alimente les mouvements de la tectonique des plaque vient de la dissipation de la chaleur interne du globe.
Cette chaleur interne est le résultat de la gravitégravité, des éléments radioactifs, des frottements etc...
La chaîne varisque du nord au sud
Chaîne hercynienne
Elle est caractérisée par un socle gneissique consolidé dont les nappes sont déversés vers le Sud. La Montagne Noire faite de plis écaillés et de nappes déversés vers le Sud. Le bloc aquitanien appartient, lui, au GondwanaGondwana et est recouvert de sédiments.
Structure de la chaîne varisque
Le cycle hercynien
Le cycle hercynien est un cycle orogéniquecycle orogénique paléozoïquepaléozoïque du DévonienDévonien au PermienPermien. Il est responsable de la formation de la chaîne varisque, dont les structures sont bien visibles en Europe et en Amérique du Nord : Bretagne, Vendée, Ardenne, Appalaches. Cette chaîne est caractérisée par le plissement des terrains primaires plus vieux que le CarbonifèreCarbonifère et même que le Permien.
On y distingue de nombreuses phases tectoniques :
-- la phase orogénique ardennaise, la plus ancienne au début du Dévonien inférieur, il y a 400 Ma
-- la phase bretonne, début du Carbonifère inf., il y a 360 Ma
-- la phase orogénique sudète, début du Carbonifère, il y a 320 Ma ;
-- la phase orogénique de l'Erzgebirge, Carbonifère sup., il y a 310 Ma ;
-- la phase orogénique asturienne, fin du Carbonifère, il y a 300 Ma ;
-- la phase orogénique saalienne, Permien inf., il y a 270 Ma ;
-- la phase orogénique palatine, la plus récente, fin du Permien, il y a 250 Ma.
Cliquez pour agrandir : échelle des temps géologiques
La chaîne hercynienne est donc la grande chaîne de montagne (équivalente à l'Himalaya actuel) qui se forme du Carbonifère au Permien lors de la collision des continents Gondwana, et Laurentia-Baltica pour former le super-continent PangéePangée.
Cette chaîne est érodée et les témoins qui nous restent sont les racines profondes du massif. On en retrouve de nombreux témoignages : massifs cristallins externes des Alpes - Vosges et Forêt-Noire - Massif bohémien - Massif central - Morvan - Massif armoricain - Montagne Noire - Oural - Ardennes - Corse (la plus grande partie, au Sud) - Sardaigne - Sud-Ouest de l'Irlande - Portugal et Ouest de l'Espagne - Appalaches aux États-Unis.
Jules César a évoqué « les terres les plus fertiles de la Germanie », qu'il situe « près de la forêt hercynienne », qui lui « paraît avoir été, par la renommée, connue d'Eratosthène, sous le nom d'Orcynie ». Les Volques et les Tectosages, s'y fixèrent et s'y sont maintenus avec une « grande réputation de justice et de courage ».
Schéma de la collision de la chaîne varisque
Pour aller plus loin je vous signale la parution d'un numéro de Géochronique de la SGF, entièrement consacré à la chaîne varisque et paru en mars 2008. Ce dossier fait le point sur les connaissances actualisées concernant la chaîne varisque.
