Age et origine des premiers reliefs de la chaîne hercynienne : le dévono-carbonifère du bassin d'Ancenis
Résumé
The Variscan belt, erected during the end of the Palaeozoic, results from the convergence between two major plates: Laurussia and Gondwana. The purpose of this work is to study how the sedimentary basins record the birth of the relief and the exhumation of rocks during the early stages of this orogenesis. The studied sedimentary series (Ordovician to Carboniferous of the Mauges Unit, South-Armorican Domain, France), despite being located in the internal zones of the belt, are weakly deformed. A multidisciplinary approach (structural, sedimentology and geochronology) was developed in order to constrain the palaeogeography and the nature of the material being eroded during the birth of this belt. Ordovician to Devonian sediments record a Lower Devonian rifting, marked by an unconformity which would have been located on the rift shoulders. This event could be linked to the opening of a back-arc basin (Saint-Georges-sur-Loire). The creation of a magmatic arc is recorded by detrital zircon at ca. 400 Ma in the Sainte-Anne Fm. The gap in the sedimentary record could be linked to an emersion during the Middle Devonian. Just after the destruction of this first relief, the return of a marine sedimentation is recorded in Upper Devonian times. The main final collision occurs at the Devonian/Carboniferous transition. Carboniferous sedimentation (Ancenis Fm) took place in a basin preserved thanks to the reactivation of the suture zone. The identified regressive mega-sequence is associated to surface uplift and progressive exhumation of the Variscan magmatic and metamorphic rocks.
La chaîne hercynienne construite à la fin du Paléozoïque résulte de la convergence entre deux plaques majeures Laurussia et Gondwana. L'objectif de ce travail est d'étudier le potentiel des bassins sédimentaires à enregistrer la naissance des reliefs et l'exhumation des roches au cours des stades précoces de cette orogène. Les séries sédimentaires étudiées (Ordovicien à Carbonifère de l'Unité des Mauges, Domaine-Sud Armoricain, France), bien que localisées dans les zones internes de la chaîne, sont faiblement déformées. Une approche pluridisciplinaire (structurale, sédimentologique, géochronologique) a été développée pour contraindre la paléogéographie de la chaîne et la nature du matériel en cours d'érosion durant sa construction. Les séries sédimentaires ordoviciennes à dévoniennes enregistrent un rifting Dévonien inférieur marqué par une discordance (formation d'épaulements de rift). Cet évènement pourrait être lié à l'ouverture d'un bassin arrière-arc (St-Georges-sur-Loire). L'existence de l'arc magmatique est enregistrée par des zircons détritiques à ca. 400 Ma dans la Fm de Sainte-Anne. La lacune de sédimentation du Dévonien moyen pourrait être liée à une période d'émersion. Le retour de la mer après une destruction des premiers reliefs a lieu au Dévonien supérieur. La collision intervient à la transition Dévonien/Carbonifère. Les séries carbonifères (Fm d'Ancenis) sont préservées dans un bassin grâce à une réactivation de la zone de suture du bassin arrière-arc. La méga-séquence régressive identifiée enregistre une surrection des reliefs et l'exhumation progressive du matériel hercynien (roches magmatiques et métamorphiques).