SCIENCES NATURELLES

Géologie


La Gascogne est constituée de trois entités géologiques majeures dont les limites dépassent largement celles de la région : le bassin d’Aquitaine, la chaîne des Pyrénées et la marge continentale aquitaine qui marque la transition entre le domaine continental et l’océan Atlantique. Cet ensemble d’entités géologiques est hérité d’une longue évolution qui a structuré la région de la fin du Précambrien au Quaternaire.

UN ENSEMBLE D’ENTITÉS GÉOLOGIQUES

Le bassin d’Aquitaine

Le bassin d’Aquitaine recouvre l’essentiel de la région où il occupe une surface de plus de 35 000 km2. Il présente actuellement une forme triangulaire largement ouverte sur l’océan Atlantique et est constitué d’assises sédimentaires empilées dont les âges à l’affleurement (du Permo-Trias au Quaternaire – voir la carte ci-dessus1) sont de plus en plus jeunes à mesure que l’on se rapproche du littoral. À l’est et au nord, les unités les plus anciennes (Permo-Trias du bassin de Brive-la-Gaillarde (1) et Jurassique) reposent en discordance sur le Massif Central et le Massif Armoricain (2). Ces massifs anciens périphériques, d’altitude modeste (< 1200 m, hors édifices volcaniques cénozoïques), sont des témoins de la chaîne varisque formée à la fin du Paléozoïque entre 400 et 300 millions d’années et dont le socle se prolonge sous le bassin. Le seuil du Poitou (3) marque le passage vers le bassin de Paris. Au sud, le bassin est limité par la chaîne des Pyrénées, plissée au Cénozoïque.

Dès lors, dans sa configuration actuelle, le bassin ne possède plus son extension initiale mais a subi des déformations. Sa structure d’apparence simple en surface est d’autant plus complexe en profondeur que l’on se déplace vers les Pyrénées. Au sud de l’estuaire de la Gironde dont l’orientation est contrôlée par une faille varisque majeure (faille celtaquitaine connectée au complexe faillé sud-armoricain), la plate-forme du Médoc (4) est une zone peu déformée. Le bassin de Parentis (5) a été identifié sur des profils sismiques et par de nombreux forages pétroliers au sud du Médoc. Les sédiments y atteignent une épaisseur de 6000 m et la croûte continentale y est amincie (Moho à moins de 20 km). Cette gouttière d’orientation est-ouest est une zone fortement subsidente. Au sud du seuil des Landes (6), la plate-forme sud-Aquitaine (7) est marquée en profondeur par la présence de fractures et de nombreux diapirs de sel (Trias). L’avant-pays pyrénéen (8), plus déformé (plis, chevauchements et diapirs), correspond à plusieurs sous-bassins sédimentaires (Adour-Arzacq, Tarbes, Comminges) aux limites losangiques héritées de structures varisques réactivées. Ils ont été intensément exploités pour les hydrocarbures après la seconde guerre mondiale tout comme le bassin de Parentis.

Carte géologique simplifiée de l’Aquitaine, des régions limitrophes et de la marge continentale
 1. Bassin de Brive-la-Gaillarde. 2. Massif Armoricain (bordure sud). 3. Seuil du Poitou. 4. Plate-forme du Médoc. 5. Bassin de Parentis. 6. Seuil des Landes. 7. Plate-forme sud-Aquitaine. 8. Avant-pays pyrénéen. 9. Haute Chaîne Primaire. 10. Chevauchement Frontal Nord-Pyrénéen. 11. Zone Nord-Pyrénéenne. 12. Faille Nord-Pyrénéenne. 13. Zone Sud-Pyrénéenne. 14. Plateau continental. 15. Pente continentale. 16. Glacis.

Les Pyrénées

Le domaine pyrénéen est fortement déformé et montre des structures à double déversement, vers le nord dans sa partie septentrionale et vers le sud dans sa partie méridionale, de part et d’autre de la Haute Chaîne Primaire (9) qui culmine à plus de 3000 m d’altitude. Les Pyrénées sont formées de plusieurs ensembles séparés par des failles majeures. Du nord au sud, on distingue :

  • Le Chevauchement Frontal Nord-Pyrénéen (10) est une zone faillée située au sud de la plate-forme nord-Aquitaine qui marque la limite septentrionale de la chaîne des Pyrénées et de la Zone Nord-Pyrénéenne.
  • La Zone Nord-Pyrénéenne (11) est un domaine affecté de plis et de chevauchements déversés vers le nord qui affectent les formations sédimentaires mésozoïques (Trias à Crétacé).
  • La Faille Nord-Pyrénéenne (12) sépare la Zone Nord-Pyrénéenne de la Haute Chaîne Primaire (9) constituée de terrains cristallins et sédimentaires d’âge paléozoïque et structurés lors de l’orogenèse varisque. On y rencontre les plus hauts sommets pyrénéens.
  • Au sud, la Zone Sud-Pyrénéenne (13) correspond à des formations sédimentaires d’âge mésozoïque et cénozoïque décollées du socle ibérique et affectées de nombreux chevauchements orientés vers le sud.

Le golfe de Gascogne

Le domaine sous-marin du golfe de Gascogne correspond à une marge continentale en bordure de l’océan Atlantique. Cette marge est marquée par la présence d’un vaste plateau continental (14) situé entre le littoral aquitain et l’isobathe 200 m. La houle et les courants de marées étalent les sédiments sableux déversés dans l’océan par la Garonne sur le plateau vers le sud le long du trait de côte très linéaire. La pente continentale (15), entre -200 et -4000 m, marque la transition vers le glacis (16) puis la plaine abyssale (non visible sur la carte). La pente est incisée par des canyons sous-marins (Cap Ferret et Capbreton), situés de part et d’autre du Plateau Landais, et par lesquels les sédiments du plateau sont entraînés vers la plaine abyssale. Le canyon de Capbreton d’une longueur de 130 km et d’une profondeur moyenne de 2000 m est l’un des canyons sous-marins les plus profonds au monde.

Focus :

Le littoral landais

… HÉRITÉ D’UNE LONGUE HISTOIRE GÉOLOGIQUE

La longue histoire géologique de l’Aquitaine est marquée par la succession de deux cycles orogéniques (varisque au Paléozoïque et alpin au Cénozoïque) entrecoupé par divers épisodes de déformation et de sédimentation au Mésozoïque qui s’achève par une phase de rifting majeur à l’origine de l’ouverture du golfe de Gascogne. Les formations sédimentaires du bassin d’Aquitaine enregistrent les évolutions paléogéographiques et climatiques au cours du Mésozoïque et du Cénozoïque.

Le socle du bassin d’Aquitaine a été structuré au Paléozoïque lors de l’orogenèse varisque. Les produits de l’érosion de la chaîne ont alimenté des bassins sédimentaires au cours du Permo-Trias (bassin de Brive-la-Gaillarde par exemple). D’épaisses séries d’évaporites se déposent dans la partie méridionale de l’Aquitaine à la fin du Trias.

Lors de l’éclatement du supercontinent Pangée formé à la fin du Permien à partir du début du Jurassique (-180 Ma), la région est envahie par les eaux marines de l’océan Téthys situé à l’est et par celles de l’océan Atlantique central qui commence à s’ouvrir à l’ouest. Le substratum continental de l’Aquitaine est alors recouvert par une vaste plate-forme carbonatée dont la géométrie est contrôlée par le rejeu d’anciens accidents varisques qui conduisent à des variations spatiales de l’épaisseur des séries sédimentaires.

Au début du Crétacé inférieur (-145 à -100 Ma), la sédimentation marine se poursuit. À partir de la seconde partie du Crétacé inférieur, un phénomène géodynamique majeur se produit : l’ouverture du golfe de Gascogne. Avant cette période, la bordure nord de l’Ibérie, qui correspond à une plaque lithosphérique, était accolée à la bordure ouest de la France (Bretagne-Aquitaine) et donc de la plaque Eurasie. La plaque Ibérie a commencé à coulisser vers le sud-est par une rotation antihoraire. Cette rotation a plusieurs conséquences en Aquitaine : (1) la formation d’un sillon profond (avec mise à l’affleurement de roches du manteau, les lherzolites) d’orientation est-ouest au niveau de la position actuelle des Pyrénées de l’Albien au Campanien (partie supérieure du Crétacé inférieur), (2) une dislocation de la plate-forme carbonatée jurassique de l’Aquitaine et l’individualisation de zones très subsidentes (bassins de Parentis et de l’Adour) et, enfin, (3) le diapirisme salifère (remontée du sel) des évaporites du Trias au nord du sillon pyrénéen. À l’ouest, l’ouverture du golfe de Gascogne s’accompagne de l’accrétion de croûte océanique et du développement d’une marge passive. À la fin du Crétacé inférieur, l’Ibérie amorce sa remontée vers le nord et entraîne un début de convergence et de plissement dans les Pyrénées orientales. Au Crétacé supérieur, la partie septentrionale du bassin d’Aquitaine est à nouveau envahie par la mer en réponse à la remontée globale du niveau général des océans.

La poursuite de la remontée de l’Ibérie vers le nord entraîne la surrection de la chaîne des Pyrénées qui se produit pour l’essentiel au cours de l’Eocène (-55 à -34 Ma) et qui s’accompagne d’un recul général de la mer dans la région. L’orogenèse résulte du sous-charriage de l’Ibérie sous l’Eurasie et conduit à la formation des bassins flexuraux d’avant-pays au nord (Zone Nord-Pyrénéenne) et au sud (Zone Sud-Pyrénéenne) de la chaîne axiale primaire où les terrains du Paléozoïque viennent à l’affleurement. L’érosion des reliefs naissants alimente en sédiments en particulier le grand cône détritique largement ouvert vers le nord entre Toulouse et Bayonne et aujourd’hui incisé par les vallées radiales des affluents pyrénéens de la Garonne. Au nord de ce cône, pendant l’Oligocène (-34 à -23 Ma) et le Miocène (-23 à -5 Ma), la mer occupe sporadiquement les parties occidentale et septentrionale du bassin d’Aquitaine avant de se retirer définitivement alors que le Massif Central subit une surrection en contrecoup de l’orogenèse alpine (Pyrénées et Alpes) et que le seuil du Poitou s’individualise (flambage lithosphérique).

Le domaine landais est comblé au cours des 5 derniers millions d’années (-5 Ma à l’Actuel) alors que la dégradation du climat conduit à des phases glaciaires, à l’englacement répété des Pyrénées et d’une partie du Massif Central et au dépôt du sable des Landes dans une zone à fort cachet désertique et de nappes d’alluvions dans les plaines et vallées aquitaines. C’est également au cours de cette période que les Charentes et le Périgord sont colonisés par des populations humaines (Homo neanderthalensis et Homo sapiens) qui ont y ont laissé de nombreuses traces (grotte de Lascaux par exemple).

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Notes, sources, crédits

Auteurs :
Textes réalisés par la Lithotèque de l’Académie de Bordeaux (Nicolas Fayemendy et Jean-Luc Schneider) et reproduits avec leur aimable autorisation (avec modifications mineures dans l’introduction).

Notes :
1 Les numéros entre parenthèses dans le texte associés à des entités géologiques et morphologiques sont reportés sur la carte géologique simplifiée de l’Aquitaine, des régions limitrophes et de la marge continentale.

Sources principales :
– J. Canérot : Les Pyrénées : histoire géologique et itinéraires de découverte, 2008.
– O. Serrano, J. Delmas J., F. Hanot F. et ali. : Le Bassin d’Aquitaine : valorisation des données sismiques, cartographie structurale et potentiel pétrolier, 2006.
– J. Canérot J., J.-P. Colin. ,J.-P. Platel et ali. (dir.) : Pyrénées d’Hier et d’Aujourd’hui, 2008.
@ Système d’information pour la gestion des eaux souterraines en Aquitaine
> Et de nombreux travaux scientifiques disponibles ici.

Crédits :
– Figure 1 : schoolmouv.fr.
– Figure 2 : M. Vignaud : Aquitaine occidentale, Coll. Guides géologiques régionaux, 1975 / R. Le Suavé, J.-F. Bourillet, A. Coutelle : La marge nord du golfe de Gascogne. Connaissances générales et apport des nouvelles synthèses de données multifaisceaux, 2000 / J.-J. Biteau, A. Le Marrec, M. Le Vot et ali. : « The Aquitaine Basin », Petroleum Geoscience, 12, 2006, p. 247–273 / J. Canérot : Les Pyrénées : histoire géologique et itinéraires de découverte, 2008 / J.-L. Schneider, 2018.
– Figure 3 : BRGM.