3.1 INTRODUCTION
À l'image de nombreux domaines de socle ouest-européens (Massif Central, Massif des Ardennes, Massif des Cornouailles, etc.) le Massif armoricain forme la partie émergée d'un de socle cadomo-varisque lui-même composé de plusieurs domaines crustaux limités par des sutures océaniques. Cette histoire géologique cadomienne à varisque à fait l'objet de nombreuses études et est relativement bien connue (voir Ballèvre et al., 2009 et Ballèvre, 2013 pour des synthèses récentes). En revanche, l'histoire géologique mésozoïque à cénozoïque du Massif armoricain reste plus floue car si ce massif est encadré par trois bassins périphériques majeures (Bassin de Paris, Marge sud-armoricaine et Approches occidentales de la Manche), seuls quelques dépôts cénozoïques et de rares sédiments mésozoïques ont été reconnus. Les arguments sédimentaires et stratigraphiques manquent donc pour reconstituer cette partie de l'histoire géologique du domaine armoricain et en esquisser les phases et les modes de déformation ainsi que les paléogéographies.
Afin de déterminer cette évolution méso-cénozoïque, certains auteurs se sont attachés à étudier les formes du relief. Des surfaces d'aplanissement sont décrites sur le Massif armoricain depuis plus d'un siècle et ont été cartographiées par de Martonne (1906), Musset (1922), Guilcher (1949) et Klein (1975) parmi d'autres. La plupart d'entre eux s'accordent sur l'existence de plusieurs surfaces d'aplanissement dont les âges s'étendent du Mésozoïque pour les plus élevées au Cénozoique pour les plus proches du niveau marin. D'autres auteurs se sont concentrés sur l'analyse des dépôts sédimentaires préservés (datation, détermination des milieux de dépôts, etc. ; e.g. Durand, 1959, Ollivier-Perre, 1980) ou des nombreuses occurrences d'altérites (e.g. latérites, silcrètes ; Ferronnière, 1921, Kerforne, 1921 Milon, 1932, voir Estéoule-Choux, 1983 pour une revue) afin de déterminer la paléogéographie du domaine. Ces profils d'altération suggèrent qu'une partie du relief armoricain ait été formée sous des climats différents de celui que nous connaissons aujourd'hui (semi-aride chaud à chaud et humide), comme l'a proposé Jessen (1938) il y a quelques décennies pour l'Allemagne. Le réseau de vallées armoricain actuel incise ces surfaces d'aplanissement depuis la limite Pléistocène inférieur – Pléistocène moyen. Cette incision est reliée au régime de convergence Afrique-Apulie-Eurasie et renforcée par le changement climatique important intervenant au Pléistocène inférieur à moyen (Bonnet et al., 2000).
Afin de préciser son évolution géologique et géomorphologique méso-cénozoïque, une cartographie au 1/80000ème des surfaces d'aplanissement du Massif armoricain a été menée à bien grâce aux outils S.I.G. et à des contrôles de terrain (réduite au 1/500000ème en carte
hors-texte n°1). Nous proposons la première carte des surfaces d'aplanissement couvrant le Massif armoricain (excepté la partie vendéenne) jusqu'à ces bordures marquées par l'ennoiement des bassins périphériques, éléments de calage temporel importants de ces surfaces. Les résultats, interprétations et discussions issues de l'analyse de la partie émergée du massif sont présentés dans ce chapitre sous la forme d'un article, accepté pour
publication dans la revue "Geomorphology" (les résultats de l'analyse de la partie immergée sont présentés en Chapitre 4).
Le but de ce chapitre est de (1) caractériser les différents types de formes du relief antérieures aux incisions des vallées actuelles (précédemment étudiées par Bonnet, 1997 et Bonnet et al., 2000), leur chronologie relative et leur lien avec les dépôts sédimentaires méso-cénozoïques dâtés et les altérites puis (2) de proposer un modèle d'évolution de ces forms du relief à l'échelle du Massif armoricain.
RÉSUMÉ
Le Massif armoricain, domaine de socle varisque affleurant dans l'Ouest de la France, porte plusieurs surfaces d'aplanissement d'origine et d'âge débattus. Nous proposons un modèle d'évolution de ces formes du relief, et des déformations les affectant, basé sur la cartographie détaillée de ces surfaces d'aplanissement, leur chronologie relative et leurs relations avec les dépôts sédimentaires datés et les altérations supergènes. Le paysage armoricain est constitué de six surfaces d'aplanissement étagées (nommées PS1 à PS6) postérieurement incisées par deux réseaux de rivières successifs. Ces formes du relief sont des pédiments, des pédiplaines ou des surfaces polygéniques (Surface d'aplanissement armoricaine – PS5) résultant de deux périodes de "etchplanation". Ces surfaces d'aplanissement sont principalement pré-Crétacé supérieur, âge basé sur celui des sédiments qui ennoient ces pédiments. Les trois plus anciennes (PS1 à PS3) sont d'âge pré- Pliensbachien (191-183 Ma) ; PS4 est d'âge pré-Bajocien (170-168 Ma), PS5 (ici nommée "Surface d'aplanissement armoricaine") est polygénique dans une gamme d'âge comprise entre la base du Crétacé inférieur et la base du Bartonien (140-40 Ma) et les plus jeunes, dont l'âge est relativement mal contraint, sont pré-40 Ma (base du Bartonien) ou pré-15 Ma (base du Miocène moyen). La plupart de ces formes du relief "anciennes" sont exhumées, c'est-à-dire qu'elles ont été enfouies sous des sédiments puis ultérieurement ré-exposées du fait de la dénudation. Au moins deux phases d'enfouissement et d'exhumation ont été idntifiées : (1) un enfouissement au cours du Jurassique suivi d'une dénudation durant le Crétacé inférieur et (2) un enfouissement au cours du Crétacé supérieur suivi d'une dénudation durant l'intervalle Crétacé supérieur terminal-Éocène inférieur. La profondeur d'enfouissement est inconnue mais reste probablement faible du fait des faibles apports silicoclastiques synchrones dans les bassins périphériques. Les deux périodes d'exhumation correspondent à des phases critiques dans les mouvements des plaques Afrique, Ibérie et Eurasie. La première est probablement reliée à l'initiation et à l'ouverture du rift entre l'Ibérie et l'Eurasie (Gascogne) et le second à la convergence entre ces deux plaques.