Compte-rendu de la sortie du 8 Mars 2008

 

Le volcanisme du bassin ordovicien de Plouézec-Plourivo

(Trégor, Côtes-d’Armor)

 

Sortie animée par Martial Caroff, Université de Bretagne occidentale (UBO)

 

Près de 30 personnes étaient au rendez-vous de Plouézec pour, par un temps incertain, partir à la découverte d’un ensemble volcanique peu connu.

   En Trégor oriental, à proximité de Paimpol, le bassin de Plouézec-Plourivo, classiquement désigné sous le nom de PPB - Plouézec-Plourivo Basin -, occupe une surface d’environ 160 km² (20 x 8 km). Il s’est formé à l’Ordovicien inférieur, en même temps que le petit bassin associé de Bréhec au sud-est (fig.1).

Les séries de remplissage y sont constituées de formations gréseuses et argileuses connues, en raison de leur coloration particulière, sous le nom de « Séries rouges ». Elles n’ont que très peu été affectées par les événements varisques ce qui en facilite l’interprétation.

Fig.1 – Carte géologique simplifiée du Bassin de Plouézec-Plourivo.

De la base au sommet se succèdent la Formation de Port-Lazo (base conglomératique et bréchique puis grès et pélites), la Formation de la Roche-Jagu (grès feldspathiques), la Formation de Toul-Lan (grès et microconglomérats) et enfin la Formation de Plourivo (pélites et grès).

Ces « Séries rouges » paléozoïques, datées à 472 ± 5 Ma (Auvray et al., 1980), reposent sur des formations briovériennes dont un exemple est visible près de Kerarzic.

Ces niveaux sédimentaires se sont déposés dans un hémi-graben limité au nord par une faille bordière orientée Est-Ouest, probablement en contexte de marge passive subsidente (Ballard, 1989). Le remplissage y fut alternativement d’origine marine et continentale (lacustre).

De nombreux faciès volcaniques sont observables dans les formations de Port-Lazo (Bréhec) et surtout de la Roche-Jagu (PPB). Il s’agit de basaltes, de trachy-basaltes et de trachy-andésites basaltiques enrichis en Terres Rares (REE) qui présentent une affinité de tholéiites continentales.

Fig.2 – Situation de la région visitée.

Le secteur littoral au nord-est du bassin, entre Boulgueff et l’ouest de Kerarzic (fig.2) est favorable à l’observation des relations entre le volcanisme et son environnement de mise en place.

Il y a des évidences de terrain en faveur de la contemporanéité des quatre événements suivants : sédimentation, volcanisme, tectonique et hydrothermalisme.

La contemporanéité entre volcanisme et sédimentation se traduit par la présence de nombreux faciès pépéritiques. Les pépérites sont des produits volcaniques générés par mélange et (ou) fragmentation cassante de magma en contact avec un sédiment gorgé d’eau.

Deux principaux groupes de pépérites sont couramment distingués selon leur origine soit par mélange ductile entre magma et sédiments gorgés d’eau soit par fragmentation cassante (bréchification) et (ou) explosions hydromagmatiques.

Les pépérites du PPB ne résultent pas de processus explosifs. Même si certains faciès témoignent d’un régime cassant (brèches anguleuses), la plupart des pépérites sont associées à la mise en place d’intrusions et de coulées. Il a été montré qu’une contamination géochimique (siliceuse) a accompagné leur formation (Galerne et al., 2006).

Le but de cette sortie est d’approcher un site remarquable à faciès pépéritiques reconnus dans un hémi-graben ordovicien, le bassin de Plouézec-Plourivo (PPB) au nord du Massif armoricain.

Le premier affleurement observé se situe un peu au nord de Beauport en bordure de la D 786 reliant Plouézec à Paimpol.

Les arrêts

 

Arrêt n°1- carrière nord de Beauport, dite de Kérity (Paimpol) (fig.3)

Fig.3 – Situation de l’arrêt n°1 au sud de Paimpol.

Cette ancienne carrière offre aujourd’hui un front de taille de mauvaise qualité qui laisse apparaître une roche de teinte sombre, brune, parfois rougeâtre ou violacée (fig.4&5). Il s’agit d’une brèche volcanique dont l’épaisseur peut atteindre 50 mètres et dont on reconnaît essentiellement l’existence à l’ouest de Kerarzic. Contrastant avec les brèches autoclastiques qui seront observées dans l’arrêt n°2, les clastes volcaniques y sont polygéniques, montrant des lithologies et des textures variées. La plupart d’entre eux sont des clastes en forme de blocs, aux contours anguleux, en forme d’échardes. Un grand nombre renferme de grands phénocristaux de plagioclase, quelques uns sont aphyriques. Les textures vont de microlitique à cryptocristalline. Les clastes en forme de blocs sont cimentés par une matrice complexe de matériel sédimentaire mélangé et de verre volcanique juvénile.

Localement, la part magmatique de la matrice est en contact direct avec les clastes en forme de blocs, cependant qu’elle peut aussi former des amas arrondis ou amiboïdes enveloppés par le sédiment.

Ces dernières structures sont regardées comme des clastes fluidaux. De tels aspects dénotent des processus de mélange magma/sédiment en régime plastique.

À pied, partir à droite par les passerelles aménagées (fig.8) en bordure du ruisseau en direction de la pointe de Kerarzic.

Une fois dépassée la zone marécageuse au nord de laquelle apparaissent les ruines majestueuses de l’Abbaye de Beauport (fig.9),

Fig.9 – L’Abbaye de Beauport.

on atteint sur la droite une remarquable falaise de sédiments quaternaires caractéristique du nord de la Bretagne constituée de coulées de blocs et de limons lœssiques disposés en couches dont on distingue bien le pendage (fig.10&11). Ces formations récentes s’appuient à l’est sur les roches volcaniques du PPB.

Fig.10 – Falaise de sédiments quaternaires avec pendage bien visible.

Fig.11 – Falaise de limons lœssiques quaternaires.

Arrêt n°2- Ouest de Kerarzic (Paimpol) (fig.12)

Fig.12 – Carte géologique simplifiée du secteur ouest de Boulgueff.

Très rapidement on atteint à nouveau des roches volcaniques que l’on va trouver en falaise jusqu’à Kerarzic. Situées stratigraphiquement sous les brèches précédentes deux coulées de lave superposées séparées par un niveau d’argilites épais de 20 centimètres sont identifiées (fig.15&16). La coulée supérieure, exposée sur une épaisseur d’environ 6 mètres est caractérisée par une brèche basale rouge épaisse de 50 centimètres à 1 mètre (fig.17).

La brèche, autoclastique, est faite de clastes de blocs scoriacées et arrondis, dont la taille inférieure à 1 centimètre croit vers le cœur de la coulée, cimentés par une matrice rouge à grain fin (fig.18). Localement, la matrice sédimentaire soit envahit les clastes pour faire une marmelade, soit donne une morphologie amiboïde ou sub-fluidale. Ces dernières structures démontrent clairement un processus de mélange lave/sédiment.

Fig.15 – Les brèches autoclastiques à la base d’une coulée de lave.	Fig.16 – Lit de sédiments rouges plus ou moins fluidisés entre deux coulées de laves.
Fig.17 – Brèche de base de coulée magmatique.	Fig.18 – Echantillon scié de la brèche de base de coulée.

Retourner vers les véhicules et prendre la direction de Plouézec par la D 786. Après environ 3 kilomètres, à Kermanac’h, prendre à gauche la route qui part au nord en direction du moulin de Craca. Après 350 mètres, descendre à gauche le vallon de Boulgueff qui mène à la côte.

Arrêt n°3- Boulgueff (Paimpol) (fig.12)

À la descente de Boulgueff, sur l’estran, s’opposent deux zones différentes séparées par une structure faillée mettant en contact la Formation de Port-Lazo à la couleur rouge caractéristique qui affleure largement sur la droite lorsqu’on arrive sur site et la Formation de la Roche-Jagu, à gauche, que l’on va explorer.

Les produits volcaniques sont très diversifiés, ce qui rend leur approche parfois difficile, consistant en sills (filons-couche), dykes, coulées de lave, corps en forme de pillow-lavas (et cela n’en est pas !), tufs cinéritiques et brèches.

Cette zone faillée verticale et d’orientation nord-est – sud-ouest, large d’environ 50 mètres est remarquable. Elle est remplie de roches trachy-basaltiques sous la forme de blocs arrondis de 2 à 3 mètres de diamètre, dans une matrice de produits hydrothermaux altérés (surtout quartz et oxydes de fer) (fig.21&22). Elle représente vraisemblablement le principal trajet du flot de magma au travers de la croûte amincie ordovicienne.

Il en va d’ailleurs de même pour les autres failles figurées sur la figure 12 qui limitent plus à l’ouest différents blocs (notés 1 à 4) et qui ont permis l’alimentation du domaine en magma en même temps que se mettait en place la sédimentation.

Les caractéristiques spatiale et géométrique sont identiques à celles des « mégapépérites », un terme qui fait référence à des clastes magmatiques de grande taille, généralement siliceux, associés à des hyaloclastites.

Dans la falaise est accessible une coulée de lave trachy-basaltique, riche en phénocristaux de plagioclase qui s’étend très largement vers Kerarzic sur une longueur de plusieurs centaines de mètres. Elle expose une structure basale très complexe avec des globules de quelques centimètres de diamètre remplis de matériel à grain fin rouge riche en silice qui apparaissent à 2 centimètres au-dessus du contact basal festonné sédiment-lave.

De nombreuses coulées de lave sont visibles dans ce secteur, leur contact avec les sédiments est généralement fortement lobé et ondulé au long de leur étendue.
À quelques centimètres de ces surfaces irrégulières on peut observer des inclusions arrondies de lave dans le sédiment aussi bien que des inclusions arrondies de sédiment dans la lave. Les coulées montrent une partie basale fortement vésiculée, d’épaisseur inférieure à un mètre (fig.24à26) ; les plus grandes amygdales, souvent secondairement remplies de calcite ou de quartz, ont un diamètre jusqu’à 3-4 centimètres.

Fig.24 – Base de coulée lobée à nombreux vésicules.

Fig.25 – Base de coulée lobée à nombreux vésicules.

Fig.27 – Corps magmatique au sein des sédiments.

Fig.28 – Manifestation hydrothermale dans les sédiments.

Un peu plus loin, une légère avancée de la falaise au-dessus de l’estran permet d’identifier un site particulier où les sédiments de la Formation de la Roche-Jagu, organisés en couches silto-gréseuses superposées inclinées vers le sud, sont injectés par un sill de roche volcanique épais de plus de 2 mètres (fig.29), tandis que la lave est remontée sous forme diapirique à travers le niveau sus-jacent comme on peut le voir à la surface d’un banc bien dégagé (fig.30&31), transpercé par un certain nombre de corps magmatiques (une dizaine) allant jusqu’à un diamètre de 50 centimètres, riches en vésicules arrondis qui s’enracinent dans le sill sous-jacent.

Fig.29 – Sill dans les sédiments inclinés de la Roche-Jagu.

Fig.30 – Intrusion diapirique dans les grès de la Roche-Jagu

Fig.31 – Intrusions diapiriques dans les grès de la Roche-Jagu.

Un peu plus haut dans la falaise s’observent des sédiments plus fins de la Formation de la Roche-Jagu avec de remarquables litages obliques (fig.32).

Fig.32 – Litages obliques dans les grès fins de la Roche-Jagu.

Dans la partie orientale du bloc 2 deux sills basiques, exposés en continu sur plus de 15 mètres, le plus oriental étant enraciné dans une faille Nord-Est- Sud-Ouest, avec des brèches autoclastiques à leur bordure, montrent une zone de contact confuse, ondulée avec les siltstones (fig.34&35) .

Fig.35 – Base de coulée magmatique avec mélange.	Fig.36 – Bréchification à la base d’une coulée.

Dans la zone faillée limitant le bloc 2 à l’ouest on retrouve des corps magmatiques globuleux dont la taille est inférieure à 1 mètre, englobés dans une argilite verte surmontés par des tufs cinéritiques épais de 60 centimètres et une coulée de lave montrant une zone inférieure vésiculée. Ces structures pourraient faire penser à des pillow-lavas mais il s’agit d’une brèche pépéritique avec des lobes en forme de coussins.

 

Arrêt n°4- Ouest de Boulgueff (Paimpol) (fig.12)

L’objet géologique probablement le plus remarquable du site est une coulée de lave trachy-basaltique prismée (fig.37à40) visible sur une centaine de mètres et contenant, à une dizaine de centimètres au-dessus du contact, un niveau horizontal d’origine sédimentaire qui correspond à une concentration de sédiment fluidisé remonté par un processus diapirique.

Fig.37 – Coulée trachy-basaltique prismée horizontale.	Fig.38 – La coulée dans la falaise.
Fig.39 – Prisme de la coulée trachy-basaltique.	Fig.40 - Sur  la coulée.

Arrêt n°5- Kerarzic (Paimpol) (fig.12)

La pointe de Kerarzic expose les sédiments briovériens (cadomiens) disposés en bancs pluridécimétriques (fig.41) qui correspondent à des sédiments turbiditiques tels qu’on peut les observer plus largement à la pointe de Minard. Une faille (faille bordière) met ici en contact les roches du soubassement du bassin de Plouézec-Plourivo avec son remplissage volcanique et sédimentaire.

Fig.41 - Sédiments briovériens de la pointe de Kerarzic

Par le sentier côtier (GR 34), en longeant la côte, rejoindre Boulgueff.

 

En conclusion,

L’activité volcanique dans le bassin de Plouézec-Plourivo est principalement limitée à une seule formation, la Formation de la Roche-Jagu.

Elle se manifeste, à l’Ordovicien inférieur, à la fois par des corps effusifs (coulées de lave) et des corps intrusifs (dykes et sills), de composition basique ou intermédiaire, qui sont alimentés par des conduits verticaux mis en place dans des failles transverses proches de l’orientation méridienne responsables de la segmentation structurale de l’hémi-graben est-ouest.

Les pépérites du bassin de Plouézec-Plourivo, originales en Bretagne, sont liées aux faciès volcaniques et intrusifs.

Elles montrent des traits peu habituels qui sont indicatifs de modes de mise en place spécifiques. Le fait que les contacts magma-sédiment sont soit lobés, soit anguleux, que les pépérites renferment des clastes fluidaux et/ou rocheux, ces deux observations impliquent que la formation des pépérites est un processus à plusieurs niveaux apparu sous des changements thermiques et des régimes mécaniques contrastés.

Les pépérites du bassin de Plouézec-Plourivo montrent beaucoup de caractéristiques comparables mais inverses (inversion de la plupart des caractères magmatiques et sédimentaires) par rapport à ce qui est généralement proposé. Par exemple, coulées de lave vésiculées au lieu de sédiment vésiculé, occurrence de clastes sédimentaires fluidaux et rocheux dans les pépérites au lieu de clastes volcaniques, contrastes de densité magma-sédiment avec diapirs sédimentaires dans les coulées de lave au lieu de diapirs volcaniques dans le sédiment.

La structure pépéritique la plus notable observée dans le bassin de Plouézec-Plourivo est probablement un niveau de sédiment fluidisé, s’étendant sur environ 100 mètres, parallèle et à 10 centimètres au-dessus de la base d’une coulée de lave. Il est interprété comme le résultat d’une accumulation de sédiment déshydraté fluidisé, monté de la base de la coulée au travers de petits diapirs.

                                                                                            

Texte et Clichés: Jean Plaine

Documents utiles

Feuille topographique Ign 1/25 000ème TOP 25 : 0814 OT Paimpol.

Feuille géologique 1/50 000ème : Pontrieux-Étables-sur-Mer (n°204).

Lardeux H. (coordinateur) 1996. Guide géologique de la Bretagne (3^ème éd.), Masson éditeurs.

Eléments bibliographiques

GALERNE C . et al. 2006- Magma-sediment mingling in an Ordovician rift basin : The Plouézec-Plourivo half-graben, Armorican Massif, France. Journ. Volcan. and geoth. Research,155, p.164-178.

ÉGAL E. et al. 1996- Notice explicative, Carte géol. France (1/50 000), feuille Pontrieux-Etables-sur-Mer. (204), BRGM, Orléans, 194p.

ÉGAL E. et al. 1996- Carte géol. France (1/50 000), feuille Pontrieux-Etables-sur-Mer (204), Orléans, BRGM. Notice explicative par ÉGAL E. et al., (1996), 194p.

SUIRE P. et al. 1991- Nouvelles données sur les Séries Rouges nord armoricaines : étude du bassin ordovicien de Bréhec, C.R.Acad.Sci. Paris, 312,221-727.

BALLARD J.-F. 1989- Approche géologique et mécanisme de décollement dans la croûte supérieure. Thèse 3e cycle,Rennes, 302p.

AUVRAY et al. 1980- Rb-Sr dating of the Plouézec volcanics, N Brittany : implications for the age of red beds (« séries rouges ») in the northern Armorican Massif. J.Geol.Soc.London, vol.137, p.207-210.

ROCHETTE-PINEL A. 1974- Contribution à l’étude des formations rouges azoïques du Nord de la Bretagne. Diplôme Et. sup. Sc. Nat. (mention Sc. Terre). Fac. Sciences, Rennes, 70p.

PINEL A. 1959- Contribution à l’étude de la formation rouge de Plouézec-Plourivo dans les falaises de la baie de Paimpol. Bull.Soc.géol.minéral.Bretagne,n.s.,fasc..1, p.21-36.

PINEL A. 1957- Sur le développement et l’intérêt du faciès conglomératique dans les gneiss supérieurs roses des formations de Plouézec (Côtes-du-Nord) (S¹ de la carte géologique de Tréguier). C.R.Somm.Soc.géol.Fr., n°14.