Le Domaine varisque sud-armoricain

Le Domaine varisque sud-armoricain s’étend au sud du Cisaillement sud-armoricain (CSA), grand accident transcurrent dextre qui se suit depuis la Pointe-du-Raz à l’extrême Ouest du Massif armoricain jusqu’à ses confins sud-orientaux en Pays de la Loire. Ce vaste domaine est constitué de treize unités principales juxtaposées en des bandes orientées NW-SE et recoupées par d’importants plutons granitiques (Granite de Guérande, Massif de Carnac, Massif de Saint-Père-en-Retz, Massifs de l’Ortay et du Bignon, Massif de Bazoges-en-Pareds, Massif de Breuil-Baret, Complexe granitique du Bas-Bocage vendéen) et quelques orthogneiss au protolithe probablement ordovicien (Formation du Pellerin-Montaigu, Orthogneiss de Pénestin, Formation de Chauvé-l’Angle-Mervent) ou protérozoïque (Orthogneiss de l’île d’Yeu).

Unité de Saint-Nazaire/Saint-Brévin

L’Unité de Saint-Nazaire/Saint-Brévin occupe la partie nord-occidentale du domaine et s’étend de part et d’autre de l’embouchure de la Loire. Elle est caractérisée par une anatexie crustale développée et, de ce fait, est essentiellement constituée de migmatites (Fm. de Muzillac). Au sein de ces dernières sont localement identifiés des gneiss leptynitiques à sillimanite, des paragneiss migmatitiques silico-alumineux, des paragneiss siliceux, des orthogneiss œillés, ainsi que, ponctuellement, des enclaves de calcaires métamorphiques, de pyroxénites et d’amphibolites. Enfin, des paragneiss migmatitiques à sillimanite et cordiérite (Fm. du Morbihan) sont aussi cartographiés dans cette unité.

Unité de Paimbœuf-Montaigu

L’Unité de Paimbœuf-Montaigu est, sur son flanc nord, limitée par le CSA et la Faille de Secondigny ; sur son flanc sud, elle est en contact tectonique avec l’Unité de Chantonnay. Encaissant les granites des massifs de l’Ortay et du Bignon et d’importants filons de pegmatite-granitoïde, elle est principalement constituée de micaschistes et métagrauwackes à muscovite, biotite, grenat (Fm. de Saint-Paul-en-Pareds) associés à des intercalations d’amphibolites (métavolcanites basiques) et de leptynites (métavolcanites acide de La Faguelinière). De plus, entre Pont-Léger et le nord de Boufféré, en passant par Saint-Georges-de-Montaigu, elle comporte un complexe amphibolitique (Fm. de Saint-Georges-de-Montaigu) limité, localement, sur son flanc nord, par une bande de serpentinites et de birbirites. Enfin, aux environs de Montaigu affleure un orthogneiss à biotite (Fm. du Pellerin-Montaigu) d’âge indéterminé.

Unité de Chantonnay

L’Unité de Chantonnay bordée sur son flanc nord par l’unité précédente et sur son flanc sud par l’Unité du Sillon Houiller vendéen, constitue une vaste synforme dont l’axe, oblique par rapport aux accidents bordiers de l’unité, souligne le caractère décrochant dextre, de ces derniers. En effet, cette unité est impliquée dans une déformation polyphasée qui résulte d’un épisode de tectonique tangentielle suivi par un épisode de tectonique décrochante entre le CSA et le Sillon Houiller vendéen. Enfin, sur son flanc méridional, cette unité est localement surmontée en discordance stratigraphique par une relique de la couverture sédimentaire jurassique préservée de l’érosion, probablement en raison de rejeux de la faille du Sillon Houiller.

L’Unité de Chantonnay est constituée d’une puissante série épimétamorphique à dominante détritique et volcanoclastique, couronnée par un ensemble volcanique basique. Elle débute par un ensemble (300-400m) de métapélites gris sombre associées à des siltites gréseuses et localement à des conglomérats tufacés (Fm. des Gerbaudières) ; cette dernière est surmontée par une très puissante (1000 m ?) formation gréso-schisteuse (Fm. du Bourgneuf) à caractère turbiditique, dans laquelle les grauwackes, qui constituent le faciès dominant, sont associées à des passées lenticulaires, assez fréquentes, de conglomérats et microconglomérats. De plus, cette série terrigène, riche en élément volcaniques remaniés, encaisse de nombreux filons doléritiques et rhyolitiques. Localement, la partie supérieure de cette formation évolue latéralement vers une série (Fm. de Sigournais) dans laquelle les niveaux de conglomérats polygéniques (Poudingues de Sigournais et du Fougeroux) sont particulièrement fréquents et puissants. L’ensemble de ces trois formations est attribué au Cambrien et très probablement, la dernière citée est-elle d’âge Cambrien supérieur. Cet ensemble est surmonté par une puissante assise volcanoclastique (Fm. de La Châtaigneraie), association d’ignimbrites, de rhyolites et de tuffites, datée en U-Pb sur zircons, à 470+/-11 Ma et 485+/-14 Ma soit rapportée à l’Ordovicien inférieur. Elle est elle-même coiffée par une série très homogène de quartzarénites blanches (les quartzites de La Châtaigneraie) qui forment un niveau repère (30-80 m) au sein de l’unité. Le Groupe de Réaumur constitue la partie supérieure de la succession stratigraphique de l’Unité de Chantonnay ; il comprend une puissante (800 m) série de schistes (métapélites) gris sombre à noir, au sein desquels est interstratifié un niveau repère (10-20 m), relativement continu, de phtanites et schistes, paléontologiquement datés du Caradoc au Silurien. De plus, localement, sont aussi insterstratifiées dans cet ensemble, des passées de grès pyriteux, de microquartzites graphiteux et de calcaires à entroques datés du Dévonien ; enfin, il est recoupé par des filons doléritiques et rhyolitiques. Le toit de la succession stratigraphique est occupé par un puissant (500-1000 m) complexe volcanique basique (Fm. des Basaltes de La Meilleraie et de La Gobinière) montrant des pillow-lavas, des coulées bréchiques, des tufs et des sills, dont la géochimie est comparable à celle des séries actuelles de bassin arrière-arc. Par ailleurs, toutes ces formations, bien que non individualisées du fait de dilacération tectonique, sont présentes dans le Complexe écaillé du Beugnon dont l’extrémité affleure en bordure orientale du département de Vendée. Enfin, l’Unité de Marillet, bordée par des accidents, est identifiée aussi en bordure orientale du département entre le Sillon Houiller vendéen et l’Unité de Chantonnay ss ; elle est assimilée à cette dernière du fait d’une convergence de faciès et de sa position structurale.

Unité de Puyhardy

L’Unité de Puyhardy n’affleure que très ponctuellement en bordure orientale du département de Vendée ; elle est constituée de siltites gréseuses vertes et de grès datés du Cambrien supérieur grâce à de nombreuses empreintes de brachiopodes. Ces faciès, bien que d’âges comparables à ceux de l’Unité de Chantonnay, montrent néanmoins de fortes dissemblances quant à la composition, la maturité et le milieu de dépôt du matériel remanié.

Unité du Sillon Houiller vendéen

L’Unité du Sillon Houiller vendéen forme une étroite lanière bordée de failles, qui se suit depuis les abords de Saint-Philbert-de-Bouaine au NW, jusqu’à Faymoreau au SE et qui sépare ainsi les unités de Chantonnay et du Marillet au Nord, de celle des Essarts, au Sud. Cette unité est essentiellement composée de séries détritiques terrigènes, très grossières, à passées charbonneuses. Dans la région de Vouvant où elle est le mieux exprimée, elle comprend ainsi, à la base une épaisse (700 m) formation d’âge namurien (Fm. de Saint-Laurs) et au toit une puissante (1300 m) formation d’âge stéphanien (Fm. de La Verrerie).

Unité des Essarts

L’Unité des Essarts, limitée sur son flanc nord par le Sillon Houiller vendéen et sur son flanc méridional par un décro-chevauchement, est principalement caractérisée par des reliques de faciès métamorphique de type haute pression/moyenne température datés à 436+/-15Ma (faciès éclogitiques, 14 <P< 20 kb et 650<T<750°). Les éclogites caractérisées notamment par un clinopyroxène sodique, de l’omphacite et par du grenat de type almandin-pyrope, sont intimement associées à des amphibolites au sein de lentilles d’extension souvent plurikilométrique, étirées et plus ou moins boudinées selon une direction NW-SE. Ces roches dérivent de roches gabbroïques et basaltiques appartenant à une ancienne croûte océanique.

Des gneiss feuilletés, très riches en mica blanc et d’aspect micaschisteux, constituent l’encaissant habituel des éclogites et amphibolites. Bien que la rétromorphose y soit particulièrement marquée, des reliques de métamorphisme de faciès éclogite y ont été observées aussi ; leurs protholithes apparaissent fort divers, métasédiments (paragneiss, migmatites), métagranites à biotite (orthogneiss). Cet ensemble représenterait les reliques d’une ancienne croûte océanique subductée à plusieurs dizaines de kilomètres de profondeur, mélangées tectoniquement à une portion de croûte continentale au début de l’Orogénèse varisque, puis rééquilibrées dans les conditions du métamorphisme régional hercynien et exhumées au Carbonifère.

Cette unité comprend aussi deux massifs d’orthogneiss plus ou moins dilacérés : l’orthogneiss de Mervent riche en biotite et daté à 486 +15/-11 Ma (U-Pb sur zircon) (Ordovicien inférieur) et l’orthogneiss de Chavagné à muscovite et biotite. Enfin, à son extrémité sud-orientale, l’Unité des Essarts comprend une série métasédimentaire épimétamorphique, la formation de Roc-Cervelle, constituée d’alternances monotones de métagrauwackes tufacées et de métapélites, recoupée localement par quelques filons de dolérites. De par sa lithologie cette formation semble plutôt se rapprocher de la Formation du Bourgneuf de l’Unité de Chantonnay et il est possible qu’en dépit de sa position structurale au Sud du Sillon Houiller vendéen elle appartienne à cette unité.

Unité de Saint-Martin-des-Noyers

L’Unité de Saint-Martin-des-Noyers forme une étroite lanière tectonique axée NW-SE le long et sous le décro-chevauchement des Essarts. Cette unité montre l’association d’amphibolites mélanocrates ou mésocrates, de gneiss leucocrates à grenat et amphibole et plus rarement, de micaschistes. Les roches basiques, d’après leur composition géochimique, pourraient représenter un paléo-arc insulaire. Néanmoins son âge demeure inconnu et de ce fait, il est difficile de l’intégrer dans un schéma d’évolution varisque.

Unité du Bois-de-Céné

L’Unité du Bois-de-Céné n’apparaît que très localement et chevauche l’Unité de Saint-Gilles/La Vilaine. Elle est constituée de micaschistes albitiques à chloritoïde et grenat, montrant des intercalations d’amphibolites, de prasinites et ponctuellement de glaucophanites et de serpentinites. Elle se singularise, principalement, par son faciès métamorphique de type « schistes bleus » (à glaucophane) témoin d’un métamorphisme de type HP-BT caractéristique d’une subduction océanique suivi d’une évolution rétrograde dans le faciès « schistes verts ». Cette unité est considérée comme un équivalent sud oriental de l’Unité de Groix.

Unité de Saint-Gilles/ La Vilaine

L’Unité de Saint-Gilles/ La Vilaine a une extension remarquable tant au Sud qu’au Nord de la Loire. En Vendée, elle chevauche l’Unité de La Roche-sur-Yon. En effet, cette unité, considérée comme allochtone, est impliquée dans une tectonique tangentielle qui se manifeste par une foliation subhorizontale et une intense linéation d’étirement, sauf sur son flanc nord où toutes les structures tendent à se verticaliser à l’approche du décro-chevauchement des Essarts. Elle est principalement caractérisée par une série de micaschistes et gneiss micacés porphyroclastiques qui correspondent à des méta-rhyolites, des méta-ignimbrites et des méta-tufs (Fm. des porphyroïdes de La Sauzaie) datées à 477+/-7 Ma (U-Pb sur zircons) et donc rapportées à l’Ordovicien inférieur. Ces faciès acides volcanoclastiques passent latéralement à des méta-tuffites, des gneiss feldspathiques micacés et des micaschistes (Fm. de Saint-Gilles). Cette dernière montre aussi, localement, des amphibolites (Formation de l’Aiguillon et du Fenouiller).

Unité de La Roche-sur-Yon

L’Unité de La Roche-sur-Yon constitue le parautochtone de l’unité précédente. Sur son flanc nord, soit elle est recoupée par l’orthogneiss de l’Angle (intrusion magmatique), soit elle est limitée par le décro-chevauchement des Essarts. Sur son flanc sud, soit elle est limitée par les Unités des Sables-d’Olonnes et de Brétigolles, soit elle est surmontée par les formations sédimentaires jurassiques du Bassin d’Aquitaine. Enfin, en son cœur, elle est largement recoupée par les granites du Complexe du Bas-Bocage vendéen.

L’Unité de La Roche-sur-Yon est principalement constituée par le groupe de Nieul-le-Dolent, ensemble de métasédiments comprenant des micaschistes plus ou moins quartzeux et des paragneiss micacés avec interstratifications de métaphtanites, des métagrauwackes, des métagrès (localement paléontologiquement datés de l’Ordovicien) et des schistes gris. Ces séries métasédimentaires sont localement recoupées par des métarhyolites (métarhyolite mélanocrate de Coëx…..) et des méta-microgranites (méta-microgranite de La Maçonnière…..) attribués, géochronologiquement, à l’Ordovicien inférieur. Dans sa partie sud-orientale cette unité comprend aussi des micaschistes et des porphyroïdes datés de l’Ordovicien inférieur et rapportés respectivement à celles de Saint-Gilles et de La Sauzaie. Cependant dans cette Unité de La Roche-sur-Yon, ces deux formations sont en position structurale autochtone et non plus allochtone comme dans la précédente. Elles sont associées d’une part aux métarhyolites potassiques de la formation de La Chapelle-Hermier, elle-même datées de l’Ordovicien inférieur et d’autre part, aux méta-tuffites de la formation des Roches.

Unité de Brétignolles

L’Unité de Brétignolles affleure uniquement sur l’estran de Brétignolles entre Marais-Girard et La Sauzaie. Les relations de cette unité avec l’unité adjacente de La Roche-sur-Yon ne sont pas connues. Elle est constituée d’une série sédimentaire épimétamorphique comprenant des méta-arkoses, des schistes rouges, des schistes ampélitiques à nodules phosphatés paléontologiquement datés du Silurien, des métaphtanites à radiolaires, des métacalcaires dolomitiques et des schistes bariolés à nodules phosphatés, datés, paléontologiquement, du Tournaisien moyen-supérieur, âge par ailleurs inconnus dans la région. Elle a été interprétée comme une succession d’imbrications tectoniques chevauchant les unités avoisinantes ou comme un méga-olistostrome au sein de l’Unité de La Roche-sur-Yon.

Unité des Sables-d’Olonne

L’Unité des Sables-d’Olonne est cantonnée à la bordure littorale sud-occidentale du département de Vendée. Sur son flanc nord elle semble passer progressivement aux séries épimétamorphiques de l’Unité de La Roche-sur-Yon par une intensification du métamorphisme qui rapidement atteint le faciès amphibolites et localement l’anatexie.

Cette unité comprend des termes paradérivés, micaschistes, paragneiss, marbres, au sein desquels, le long de l’estran de Sauveterre, s’observe une zonéographie métamorphique, avec du NE au SW des paragénèses progrades successives : faciès épizonaux à muscovite-chlorite ; faciès mésozonaux à chlorite-chloritoïde, puis biotite-chloritoïde-staurotide, puis biotite-grenat-staurotide et enfin, faciès mésozonaux profonds à biotite-grenat-disthène, puis biotite-grenat-sillimanite et biotite-sillimanite-feldspath potassique. Les termes orthodérivés de cette unité sont constitués par un orthogneiss à biotite qui évolue localement vers un granite d’anatexie.

Unité de l’île d’Yeu

L’Unité de l’île d’Yeu montre des séries comparables à celles des Sables-d’Olonne. Elle comprend d’une part une formation de paragneiss et d’autre part différents types d’orthogneiss dont l’un, une orthogranosyénite, a été géochronolgiquement daté du Protérozoïque supérieur. De même, dans ces deux unités ont été identifiées des structures compatibles avec une tectonique ductile extensive, à vergence ouest, probablement associée à l’exhumation du dôme gneissique.

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Le bloc sud-armoricain