La jonction entre le massif de Montmarault à l’ouest et le Morvan à l’est, montre des signatures magnétiques (Fig. III.17a) et gravimétriques (Fig. III.17b) moyennes à faibles, homogènes et lisses : ces signatures témoignent de l’extension vers l’ouest, sous couverture, des plutons granitiques, comme le confirment les forages atteignant le substratum dans ce secteur (Fig. III.17c). À l’est du Sillon Houiller, les granites ne présentent pas d’anomalies magnétiques fortes (Fig. III.17a) et ne sont très certainement pas associés à des diorites. Dans la partie sud-ouest, les quelques fortes anomalies magnétiques (Fig. III.17a) et gravimétriques (Fig. III.17b) sont interprétées comme étant reliées aux lithologies de l’USG (Fig. III.17c).
Le Morvan est essentiellement composé de roches granitiques dont les susceptibilités magnétiques et les signatures gravimétriques sont sensiblement homogènes et donc peu discriminantes (Fig. III.5). Seuls les tufs Carbonifères montrent quelques valeurs de susceptibilité magnétique pouvant aller jusqu’à 10-3
SI ; cette lithologie offre un contraste magnétique avec les autres lithologies qui se repèrent à l’affleurement (Fig. III.12). Selon les signatures magnétiques (Fig. III.17a), il est donc possible d’étendre vers l’ouest la formation des tufs anthracifères (Fig. III.17c). Les granites, arkoses, mylonites et roches volcaniques telles que les rhyolites ne peuvent pas être différenciées par leurs caractéristiques pétrophysiques (Fig. III.5).
Figure III. 17: Bloc Morvan-Vosges : a) Carte du gradient vertical de l’anomalie magnétique réduite
au pôle superposée à la carte du tilt derivative en relief, b) Carte du gradient vertical de l’anomalie de Bouguer. Les forages ayant atteint le substratum sont également représentés sur ces figures. Légende des forages : voir Fig. III.17c.
Figure III. 17 (suite) : Bloc Morvan-Vosges : c) carte géologique basée sur les signatures
géophysiques principales du substratum. Les forages ayant atteints le substratum sont également représentés sur ces figures. ub : ultrabasites.
Au nord du Morvan, la faille d’Avalon est bordée au sud par deux types de signatures géophysiques : la plus remarquable est une signature gravimétrique intense (Fig. III.17b) accompagnée de signatures magnétiques moyennes (Fig. III.17a) ; la deuxième est beaucoup plus discrète, et correspond à une signature magnétique plus forte que la précédente (Fig. III.17a) associée à une signature gravimétrique moins forte (Fig. III.17b).
À l’affleurement, la première signature remarquable correspond aux gneiss migmatitiques de l’unité inférieure des gneiss (Fig. III.12). La deuxième signature témoigne de la présence d’un fin niveau de sédiments carbonifères associés à des rhyolites. Par conséquent, de part et d’autre du Morvan, il est possible de suivre de manière continue cette intense signature gravimétrique (Fig. III.16b) et de prolonger à la fois l’unité inférieure des gneiss et une fine bande de l’ensemble volcano-sédimentaire carbonifère sous la couverture sédimentaire du Bassin parisien (Fig. III.16c).
Au nord de la faille d’Avallon, les signatures gravimétriques et magnétiques suivent des directions E-W. Les signatures gravimétriques semblent être rattachées aux signatures géophysiques des Vosges Moyennes et Méridionales (Fig. III.17b). Seule la signature gravimétrique relativement faible, homogène et continue (Fig. III.17b) atteste de la présence du granite d’Avallon, affleurant dans le Morvan et localisé le long de la faille d’Avallon (Fig. III.17c). La présence de ce granite à la surface du substratum est confirmée par quelques forages qui atteignent cette lithologie vers l’ouest (Fig. III.17c).
Les fortes signatures gravimétriques entourant le granite d’Avallon sont à la fois associées à des signatures magnétiques fortes et moyennes. L’association des signatures magnétiques et gravimétriques fortes peut témoigner de la présence de roches basiques au sein du substratum (Fig. III.17c). Cette hypothèse est confirmée par des données de forage. Malheureusement, la description des niveaux atteints par ces forages n’est pas assez détaillée pour préciser la nature exacte de ces roches. Ces roches basiques sont aussi repérables dans tout le secteur nord du bloc Morvan-Vosges par l’association de signatures magnétiques et gravimétriques intenses.
Le bloc Morvan-Vosges est séparé en deux par l’extension vers le sud-est de la faille de Bray-Vittel. Dans sa partie ouest, les faibles signatures magnétiques (Fig. III.17a) et gravimétriques (Fig. III.17b) sont corrélables avec des corps granitiques (Fig. III.17c). L’absence de description de ces roches dans les forages ne permet pas de leur attribuer une nature plus précise. Les signatures géophysiques n’étant pas assez contrastées, la
différenciation de ces corps granitiques est extrêmement difficile. Ces granites sont donc cartographiés sous l’appellation de granites indifférenciés (Fig. III.17c).
Dans la partie est du bloc Morvan-Vosges, à l’approche des Vosges Moyennes et Méridionales, les données aéromagnétiques ne sont pas disponibles ; seules les données gravimétriques sont utilisables. Les contrastes gravimétriques sont plus faibles que dans la partie ouest (Fig. III.17b). Les faibles signatures gravimétriques sont interprétées comme les granites d’anatexie (Fig. III.17b) visibles à l’affleurement (Fig. III.12).
Les signatures gravimétriques caractéristiques des Vosges Moyennes butent contre le prolongement vers le sud-est de la faille de Bray ; il est donc impossible, par le biais des signatures gravimétriques, d’établir un éventuel lien entre le prolongement des granites d’anatexie des Vosges Méridionales et des granites indifférenciés de la partie ouest du bloc Morvan-Vosges (Fig. III.17c).
Dans les Vosges Moyennes, à l’affleurement, les gneiss se distinguent par des signatures gravimétriques légèrement plus fortes que celle des granites (Fig. III.12). Sous la couverture sédimentaire du Bassin parisien, ces signatures gravimétriques moyennes sont interprétées comme étant les gneiss indifférenciés (Fig. III.17c).
Les formations volcano-sédimentaires associées aux sédiments viséens qui affleurent dans les Vosges Méridionales sont caractérisées par de fortes signatures gravimétriques (Fig. III.12). Ces mêmes anomalies sont visibles sous la couverture sédimentaire du Bassin parisien (Fig. III.17b) : elles sont donc interprétées comme étant les formations carbonifères (Fig. III.17c). Localement, l’extension de cette lithologie est associée à des roches basiques. Il est envisageable que ces roches basiques soient des basaltes carbonifères mis en place dans les sédiments viséens comme en témoigne leur présence à l’affleurement au sein des Vosges Méridionales (Fig. III.12).
Au sein du bloc Morvan-Vosges, les lithologies du substratum atteintes par les forages sont assez cohérentes avec les signatures géophysiques des lithologies observées à l’affleurement. Néanmoins, trop peu de forages atteignant le substratum sont disponibles. Par conséquent, une déclinaison de cartes qui décomposent les lithologies en fonction de leur nature est proposée.
Figure III.18: Bloc Morvan-Vosges : cartes lithologiques interprétatives et décomposées montrant la
localisation : a) des terrains métamorphiques, b) des roches basiques et granitiques. Les forages ayant atteint le substratum sont également représentés sur ces figures. Légende des forages : voir Fig. III.17c.
Figure III.18 (suite): Bloc Morvan-Vosges : cartes lithologiques interprétatives et décomposées
montrant la localisation : c) des formations volcano-sédimentaires carbonifères d) des dépôts stéphano-permiens. Les forages ayant atteint le substratum sont également représentés sur ces figures. Légende des forages : voir Fig. III.17c.
La majeure partie du substratum dans le bloc Morvan-Vosges semble être constituée de terrains métamorphiques (Fig. III.18a). Il est toutefois impossible d’en déterminer la nature exacte. Une grande partie de ce bloc est également recoupée par des granites (Fig. III.18b), pour lesquels, la nature et l’âge ne peuvent être précisés. Seul le granite d’Avallon peut être tracé sous couverture (Fig. III.18b). Toutefois, les granites des parties ouest et est ne sont pas corrélables par leur signature géophysique (Fig. III.18b). L’extension sous couverture des formations volcano-sédimentaires viséennes pourrait éventuellement se connecter avec les mêmes formations présentes dans le Morvan (Fig. III.18c). Les sédiments stéphano-permiens sont quant à eux difficilement caractérisables par leur signature géophysique. Ces sédiments ont tout de même été tracés (Fig. III.18b) sur la base de Delmas et al., (2002).