SUCCESSION DES EVENEMENTS GEOLOGIQUES EN

BREVENNE-BEAUJOLAIS

DEFINITION

Dans la partie méridionale du Nord-Est du Massif central, les terrains dévoniens s'étendent avec plus ou moins de continuité depuis la Limagne de Feurs [REF], [REF] jusqu'à l'Est de Mâcon [REF], à travers tout le Beaujolais [REF], [REF].

A la suite de premiers travaux [REF], la distinction entre la série de la Brévenne à dominante volcano-plutonique et le groupe de Violay à dominante volcano-sédimentaire était établie [REF].

Portée par la présence d'amas sulfurés [REF], [REF] une série d'études aboutissait :

1 - à mettre en évidence du caractère bimodal (basalte et kératophyre) et tholéiitique du volcanisme et son association à un cortège plutonique de roches basiques et ultrabasiques, permettant d'attribuer l'ensemble à une ancienne croûte océanique apparue à la suite de l'ouverture d'un rift intracontinental dans le socle gneissique anté-dévonien [REF], [REF], [REF], [REF], [REF].

2 - d'esquisser le cadre paléogéographique dans lequel se sont formées les diverses unités géologiques à partir des levers de terrain [REF], [REF], appuyées par des études de laboratoire [REF], [REF], [REF], soulignant ainsi la structure dissymétrique du rift :

• socle gneissique des Monts du Lyonnais.
• unité de la Brévenne s.s. : volcanisme de type dorsale océanique, riche en TiO2, association de basalte en coussinets (pillow-lavas) dolérite, gabbro, plagiogranite formant le complexe ophiolitique.
• socle gneissique d'Affoux.
• unité de Ronzière de la feuille de Tarare se prolongeant au Nord sur la feuille d'Amplepuis par l'unité du Callet : volcanisme bimodal et tholéiitique pauvre en TiO2, à tendance calco-alcaline et dont les termes acides s'enracinent en intrusions trondhjémitiques dans les gneiss d'Affoux.
• unité de Violay de la feuille de Tarare se prolongeant au Nord sur la feuille d'Amplepuis par l'unité de Valsonne : volcano-sédimentaire analogue au Famennien du Morvan mais dont le volcanisme tholéiitique est riche en TiO2.

HISTOIRE GEOLOGIQUE

PERIODE EOVARISQUE de 540 Ma à 385 Ma.

Le socle cristallophyllien affleure de part et d'autre de la série de la Brévenne, dans les Monts du Lyonnais au sud et dans les gneiss d'Affoux au nord. L'évolution tectono-métamorphique des séries gneissiques des Monts du Lyonnais fait l'objet de recherches détaillées [REF], [REF], [REF]. Plusieurs étapes ont été ainsi distinguées :

• dépôts de formations sédimentaires et de laves acides et basiques au Cambrien et intrusions de granites autour de 500 Ma sur une croûte continentale.

• enfouissement par subduction et formation des assemblages éclogitiques (haute pression : 10 kbar et haute température : 860°C) à la fin du cambrien vers 500 Ma,

• remontée dans le faciès granulite (7,8-9,9 kbar et 800-870°C) à l'Ordovicien supérieur vers 450 Ma,

• durant l'Ordovicien et le Silurien (de 450 à 410 Ma), poursuite du métamorphisme rétrograde par diminution de la pression et de la température pour aboutir au faciès amphibolite (5,2-5,5 kbar et 700°C). La principale déformation (phase orogénique acadienne) se situe à cette période, marquée par deux phases de plissement synschisteux dont les axes sont orientés NE-SW.

• érosion progressive du socle cristallophyllien jusqu'au Dévonien moyen vers 385 Ma.

PERIODE MEDIOVARISQUE de 385 Ma à 315 Ma.

Unité des Ponts Tarrets. Des cumulats (dunite, wehrlite, clinopyroxénite, hornblendite) et des basaltes transitionnels conservés en olistolithes dans une sédimentation grauwackeuse sont les restes d'un volcanisme épanché sur le socle gneissique peu avant l'ouverture du rift [REF].

Unité de la Brévenne. La structure actuelle est faite d'alternances de longues bandes étroites de métakératophyres et de métabasaltes (à pillow-lavas localement bien conservés [REF]) et plus rarement de métagabbros et de roches ultrabasiques (serpentine). Ces alternances sont en fait des plis isoclinaux et écaillés, déversés vers le socle des Monts du Lyonnais situé au SE. Des écailles de socle gneissique sont pincées dans ces plis, la plus importante étant celle des gneiss d'Eveux et ses prolongements sud de Sain Bel et du Pailleron. Le dynamométamorphisme augmente vers le Sud, passant du faciès schiste vert au faciès amphibolite. A l'approche du socle gneissique d'Affoux au NW, les plis ont tendance à se déverser vers le NW, mais cette disposition est en grande partie occultée par les intrusions granitiques du Carbonifère inférieur.

Unité de Ronzière - Unité du Callet. Celles-ci sont formées principalement de dacites porphyriques ou autobréchiques. Ces laves massives gris-vert à beige sont constituées de phénocristaux d'oligoclase zoné et d'un minéral ferromagnésien transformé en chlorite dans une pâte microlitique fluidale, parfois à débit perlitique, parfois amygdalaire. Affleurant en masses homogènes, ces laves évoquent une mise place sous forme d'extrusions sous-marines. Des petits stocks de microtrondhjémite et des massifs plus importants de granite albitique ou trondhjémite (Saint-Vérand, Chindo) accompagnent ces extrusions ou sont encaissées dans les gneiss d'Affoux sous-jacents.

Les roches volcaniques et plutoniques basiques sont peu abondantes et se situent préférentiellement entre les extrusions de dacites et le socle gneissique d'Affoux. Les volcanites comprennent :

• des andésites basaltiques amygdalaires et présentent des faciès autobréchiques plus ou moins bien exprimés.
• des basaltes à phénocristaux de plagioclase andésine-labrador et de pyroxène augite
• des tuffo-laves andésito-basaltiques à cristaux brisés d'oligoclase et de lapilli de dacite porphyrique ou amygdalaires emballés dans un verre ponceux riche en chlorite.

Unité de Violay - Unité de Valsonne. On y retrouve :

• les mêmes volcanites que dans les unités de Ronzière et du Callet, en particulier les dacites porphyriques en petits corps reposant directement sur les gneiss d'Affoux ou en sont séparés par des couches de siltites,
• des gabbros métamorphisés et déformés et quelques lentilles de serpentine,
• mais l'unité est largement dominée par des siltites et des tufs remaniés dont la composition varie selon la nature des matériaux emballés, allant des andésite-dacites aux andésite-basaltes. Ces roches volcano-sédimentaires alternent en couches finement stratifiées.

Phase orogénique bretonne. La fermeture du rift entraîne le charriage de la série de la Brévenne sur le socle gneissique du Lyonnais. La mise en place de cette nappe s'accompagne de deux phases de déformation . La première, la plus intense, développe des microplis et une foliation métamorphique épizonale déversés vers l'Est; la seconde se traduit par une schistosité de crénulation à la fin du métamorphisme [REF]. Dans le plan de charriage qui joue également en décrochement dextre, s'est injecté le granite syncinématique de Grand Chemin; l'âge de 332+/-10 Ma obtenu sur ce dernier [REF] traduirait soit un rajeunissement des minéraux du granite lors de la phase orogénique sudète I, soit un charriage polyphasé, dans un premier temps à la phase bretonne, dans un second temps à la phase sudète I.

Phase orogénique sudète. Elle se manifeste dans la série dévonienne par des plis tardifs dont les orientations sont identiques à celles relevées dans les formations du Tournaisien et du Viséen des Monts de Tarare [REF].

Les intrusions de granite et monzogranite de Saint-Laurent-de-Chamousset, de Saint-Forgeux et de Sarcey se sont mises en place entre les phases sudète I et sudète II. Ces intrusions sont contemporaines de celle du granite du Mayet-de-Montagne, daté 328+/-4 Ma et ont la même origine : fusion crustale avec apport de matériaux mantelliques.

PERIODE NEOVARISQUE de 315 Ma à 258 Ma. 

Carbonifère supérieur (315 Ma à 295 Ma).

Après la collision continentale, le socle consolidé est soumis à une phase cassante tardi-hercynienne [REF] qui génère de grands cisaillements et les bassins houillers intra-continentaux. Ces accidents se forment sous un régime de compression dont la direction va varier progressivement de N-S à NW-SE puis E-W entre le Westphalien D et le Stéphanien C (à Autunien) [REF]. La localisation et la sédimentation du bassin houiller de l'Argentière (conglomérats, grès et schistes à couches d'anthracite) sont contrôlées par ces fractures.