Géologie du Cotentin

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La géologie régionale est marquée par une dichotomie structurelle: une architecture plissée appartenant au massif armoricain à l'Ouest s'oppose à une architecture tabulaire, à l'est, appartenant au bassin parisien.

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La ligne de séparation entre ses deux substrats est franche et bien identifiable.

  1. le massif ancien.

Le précambrien (-2600 m.a. à 595 m.a.) appartient au Protérozoïque. Il se compose d'un socle cristallophyllien: le Pentévrien et d'un système sédimentaire, le Briovérien.

Le pentévrien (défini en baie de Saint Brieuc) n'est connu que dans le Nord du Cotentin où il constitue le tréfonds du cap de la Hague (Jobourg et Jardeheu). Cette ride sarnienne représente une prolongation SW du bouclier baltique.

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L'analyse structurale ainsi que la paragénèse montrent que ce matériel est déformé plusieurs fois dans des degrés de métamorphisme de plus en plus bas. Les isochrones Rb/Sr situent cette première phase de plissement et de métamorphisme ( dite Icartienne) vers 2500/-2600m.a. Une deuxième phase (dite Lihouienne) vers 1900m.a. réoriente la foliation précédente, selon une direction N à N30°.

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Le briovérien sédimentaire se déroule entre 900 et 650m.a. Ce briovérien appartient donc au Protérozoïque supérieur. Il couvre plus des trois-quarts de la partie normande du Massif armoricain. Son contact avec le socle pentévrien n'est pas accessible.

Le briovérien peut être décomposé en plusieurs périodes :



La puissance de la couverture paléozoïque (du cambrien au permien inférieur) varie considérablement; elle atteint au maximum 3500 m en Normandie. Les conditions de sédimentation sont généralement littorales.

Au cours du Paléozoïque, l'héritage du bâti cadomien réside dans la persistance de deux reliefs:

Les transgressions marines commencent dès le cambrien inférieur dans le Cotentin. Les schistes et grès de Carteret contiennent la faune la plus ancienne du Massif armoricain sous forme d'éponges hétéractinides et de hyolithes d'âge tommotien, donc antérieurs à l'apparition des trilobites. Les stromatolithes et les algues forment alors de vastes prairies associées à des calcaires oolithiques, les dolomies. Seule la province calcaire du Cotentin est bien datée; les archaeocyathes et les trilobites (Bigotina) indiquent un âge atdabanien.

Plus tardivement, une seconde ingression marine nappe les contours de la Mancellia: ce sont les schistes verts du pont de la Mouse.

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L'émersion est quasi générale dans le Nord-Est du Massif Armoricain; ceci est antérieur à l'Arenig. Cette lacune "normande" résulte du cumul horizontal de lacunes apparues successivement au sommet des successions régionales au cours de trois pulsations épirogéniques.

Comparée à celle du Cambrien, la sédimentation due à la transgression Ordovicienne est relativement monotone. L'alternance grès-schistes reflète (peut-être) autant des modifications hydrodynamiques locales que des pulsations épirogéniques.

Le cycle siluro-siegénien a probablement recouvert toute la Normandie. Le passage du Silurien au Dévonien inférieur est continu. L'intérêt de cette période réside dans l'installation d'une plate-forme carbonatée siegénienne seulement connue dans le Cotentin où les organismes abondent. Ces schistes et calcaires de Nehou sont surmontés par des détritiques où s'implantent de véritables récifs (Beaubigny). Il n'y a pas de Dévonien moyen en Normandie.

Le cycle correspondant aux "Vieux Grès Rouges" du carbonifère inférieur marin n'est conservé que dans le synclinal de Montmartre au sud de Coutances.

La chaîne hercynienne: en raison de la faible représentation des terrains carbonifères, la phase tectonogénétique principale de l'orogénèse hercynienne n'est pas datée avec précision. Plissant le paléozoïque jusqu'au viséen, elle correspond à la phase sudète. Les plis empruntent deux directions: la direction varisque (SW-NE) à l'Ouest, la direction Armoricaine (WNW-ESE) à l'Est.

La sédimentation post-orogénique: le houiller. Celui-ci se limite à deux cuvettes du bassin de Carentan: le bassin de Littry et celui du Plessis. La base du houiller atteint des profondeurs considérables au centre du bassin de Carentan; des sondages donnent une profondeur de 800m.

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  1. la couverture mésozoïque et cénozoïque.

A la fin du trias, la marge orientale du Massif armoricain se présente comme une surface d'érosion continentale presque aplanie, dominée par des vestiges de plis hercyniens de type appalachien.

Les dépôts triasiques sont entièrement d'origine continentale. C'est dans le Cotentin que l'on retrouve la succession de dépôts la plus complète. A la fin de cette séquence, on retrouve une faunule rhétienne et dulçaquicole avec une flore d'arbres et d'arbustes.

Puis vient le cycle jurassique. Les lagunes rhétiennes sont envahies, puis la mer s'avance sur le socle, contournant les reliefs et isolant les crêtes.

Aux carbonates littoraux héttangiens succèdent les calcaires à gryphées (Sinémurien-Carixien) , rythme marno-calcaire de vasière subsidente.

Au début du toarcien, les conditions euxiniques qui règnent durant les dépôts des schistes cartons anéantissent la faune benthique liasique. Le repeuplement des fonds marins se fera très lentement dans des conditions d'instabilité hydrodynamique.

Avec le Bajocien supérieur, la transgression jurassique se généralise, avec un régime carbonaté.

La régression du jurassique supérieur s'accompagne d'un refroidissement certain du climat.

Le cycle crétacé est le dernier de l'ère secondaire. Dans le Cotentin, deux étages sont représentés : l'abondant Cénomanien,mais également l'ultime transgression (Maëstrichtienne) très localisée avec des calcaires bio détritiques à bacculites.


Après le retrait de la mer de la craie, la Normandie sera en grande partie émergée. Elle ne connaîtra plus que quatre incursions discontinues.

Cette période est caractérisée par des mouvements verticaux périodiques du socle, entraînant un compartimentage, avec ablations, des maigres dépôts existants.

Dans le Cotentin, le tertiaire est localisé dans la zone des marais de Carentan. Le manque de coupes, d'escarpements et d'affleurements explique le fait que cette période soit l'une des plus mal connue de l'évolution géologique de la Normandie.

La première des transgressions est la transgression Lutécienne. Elle débute par des calcaires à algues encroûtantes (avec échinides), se poursuit par des sables calcaires et des calcaires à alvéolines et orbitolines avec faluns coquilliers et s'achève par des calcaires à millioles et des faciès argilo-calcaires régressifs. Les sables de Saint-Vigor sont datés du Ludien.

La transgression miocienne pénètre dans un large golfe et y dépose des faluns blancs, très purs, à bryozoaires dominants.

La troisième transgression d'âge pliocène inférieur (Redonien) n'a laissé que de rares témoins, soit des faluns grossiers à coquilles et térébratules, soit des argiles calcaires à faune marine.

La dernière transgression plio-pleistocène, importante, envahit la moitié Nord du département de la Manche. A sa base, très localement, un cordon d'ossements phosphatés provient du remaniement de formations disparues. Les sables comblent les formes du relief ennoyées par cette transgression majeure, dont les dépôts furent déformés par de nouveaux mouvements verticaux (exhaussement du plateau de La Pernelle notamment).

Louis Dangeard donne quelques précisions dans son livre , la suite de cet article en est un résumé...

Les Terrains Tertiaires

Nummulitique

1. Eocène

2. Oligocène

Néogène

3. Miocène

4. Pliocène

Les principales formations tertiaires

Pliocène: argiles du Boscq d'Aubigny à Nassa prismatica

Miocène: Conglomérat ossifère et faluns de Gourbesville, faluns de Picauville

Oligocène: Calcaire de Gourbesville, Argiles à Corbules et Marnes à Bithinies

Eocène: Calcaire de Fresville à Orbitolites complanatus, Argiles à silex

Après le retrait des mers crétacées, la région a été totalement exondée jusqu'au Lutécien. Les assises crétacées ont été décapées sur une grande épaisseur; il s'est formé alors une vaste pénéplaine. Elle était recouverte de dépôts d'origine continentale tels que l'argile à silex, des sables et des argiles diverses. La mer est revenue ensuite, mais les épisodes marins ont été brefs et localisés (Bassin de Carentan).

Argiles à Silex.

Cette formation est souvent masquée par des limons ou par des sables tertiaires.

La véritable argile à silex est rouge, compacte, dense; elle contient des silex entiers ou peu fragmentés. On admet qu'elle provient de la dissolution sur place d'une masse crayeuse plus ou moins importante, sous l'influence d'un climat chaud et humide.

Eocène et Oligocène du Cotentin.

On retrouve aux environs de Fresville, Gourbesville, Orglandes, d'intéressants dépôts marins, épais d'une dizaine de mètres, qui reposent directement sur le Sénonien, le Lias ou le Trias. Ils sont célèbres pour leur richesse en fossiles. Cossmann et Pissaro y ont reconnu 864 espèces de Mollusques et ils contiennent, en outre, des Algues calcaires, des Foraminifères, des polypiers (16 espèces), des Echinodermes (11 espèces), des Brachiopodes (6 espèces), des Bryozoaires, des Crustacés, etc...

On distingue de bas en haut:

1. Calcaire noduleux à Echinides:

Echinolampas Defrancei,

Linthia pomum.

2. Calcaire sableux à Milioles, avec:

Orbitolites complanatus,

Alveolina elongata,

Alveolina elongata var.Bosci,

3. Calcaires sableux à Modiola Gervillei

4. Faluns à Cérithes,

Cerithium angulatum,

Cerithium cornu-copiae,

L'abondance des algues calcaires indique que la mer était chaude et peu profonde.

Ce sont de petits témoins d'origine marine, lagunaire ou lacustre. Ils sont extrêmement difficiles à observer. On a reconnu:

1. Argiles à Corbules de Rauville-La-Place, franchement marines, qui reposent directement sur les faluns éocènes et contiennent Cerithium plicatum.

2. Calcaires à Limnées de Gourbesville surmontant les couches précédentes et caractérisés par: Potamides perditus, Bithinia Monthiersi, des Limnées et des planorbes.

Les Marnes à Bithinies de Saint-Sauveur-Le-Vicomte sont considérées comme un équivalent lacustre des Argiles à Corbules.

NEOGENE.

Les deux grandes transgressions qui ont déposé les Faluns de Touraine et les Faluns d'Anjou se sont aussi fait sentir dans le Cotentin.

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Au Vindobonien se sont formés des Faluns à Bryozoaires, de faciès savignéen à Picauville et au centre des marais de Carentan (Nay, Saint-Eny). Il est probable, qu'à cette époque, la communication avec la mer qui déposait les Faluns de Dinan se faisait par le détroit de Lessay et que le Nord du Cotentin était transformé en une île. La faune indique une mer chaude.

Du Sahélien, équivalent marin du Pontien, datent le conglomérat ossifère et les faluns de Gourbesville. La couche de base, phosphatée, est épaisse de 1 m à 1 m.30. Elle contient des galets de roches primaires et liasiques, de nombreux ossements roulés et transformés en phosphate, empruntés aux couches antérieures, des nodules phosphatés jaunes, fossilifères qui ont été exploités à Brévands, près de Carentan, pour la fabrication d'engrais. On a recueilli parmi les restes de Vertébrés, des dents de Carcharodons, des côtes d'Halithérium, des dents de Dinotherium et de Mastodon et même une dent de Palaeotherium magnum. Les sables coquilliers contiennent la même faune que les sables d'Apigné, près de Rennes, localité où Dollfuss a pris le type de son étage Redonien.

Par rapport à la faune vindobonienne, les types les plus franchement méridionaux disparaissent. Les coquilles sont en général de petite taille. L'une des espèces les plus abondantes est le Bittium reticulatum.

Problème des sables Rouges.

On attribue généralement à l'étage Redonien des sables rouges ou blanchâtres, plus ou moins argileux et contenant des galets. Leur extension est très limitée; leur épaisseur atteignant une dizaine de mètres. Le cortège de minéraux lourds de ces sables est assez différent de celui des sables actuels et aussi de celui que fournirait la décomposition de la diorite de Coutances et du granite de Vire.

Ils contiennent de la glauconie, minéral d'origine marine, et l'on doit penser qu'ils correspondent à la dernière incursion marine importante dans l'Ouest de la France, celle du Redonien, et qu'ils appartiennent à un faciès littoral.

Au Pliocène, une petite incursion marine s'est produite dans la région du Col du Cotentin. Elle dépose des Argiles vertes du Boscq d'Aubigny qui ont été signalées dès 1830 par de Gerville. Epaisses de 5 à 6m, elles contiennent:

Nassa prismatica var.limata

Voluta lamberti

Turella incrassat

Natica catena, etc...




Echelle des temps géologiques du Crétacé supérieur au tertiaire (en Ma)
...

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Néogène



Pliocène Plaisancien 1,75 à 3,4
Zancléen 3,4 à 5,3
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Miocène

Messinien 5,3 à 7,1
Tortonien 7,1 à 11
Serravallien 11 à 15,8
Burdigalien 15,8 à 20,3
Aquitanien 20,3 à 23
Oligocène Chattien 23 à 28
Rupélien 28 à 33,7
Paléogène Eocène Priabonien 33,7 à 37




Paléocène
Bartonien 37 à 40
Lutécien 40 à 46
Yprésien 46 à 53
Thanétien 53 à 59
Danien 59 à 65
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CRETACE

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SUPERIEUR

Maastrichtien -65 à -72
Campanien -72 à -83
Santonien -83 à -87
Coniacien -87 à -88
Turonien -88 à -92
Cénomanien -92 à -96






En 1875, Vieillard et Dollfus avait proposé la chronologie suivante...avec un descriptif des terrains concernés.



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Cette chronologie est toujours utilisée aujourd'hui !



Le quaternaire est dominé par d'importantes oscillations climatiques. Transgressions et régressions se sont succédé. Alternativement tempéré et périglaciaire, le climat a laissé son empreinte sur les formes et les dépôts continentaux.

Les principaux témoins du quaternaire sont, dans le Cotentin, le pléistocène supérieur et l'holocène.

L'holocène est plus particulièrement marqué par la transgression flandrienne.

La frange côtière montre les restes d'anciens cordons littoraux; ils sont attribués au Normanien.

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