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On peut distinguer la Provence cristalline de la Provence calcaire, ces zones correspondent en fait à deux périodes différentes.

Provence Cristalline

A l'Infracambrien on est dans un contexte convergent, c'est l'orogenèse Cadomienne. Il y a donc un magmatisme important, en particulier une anatexie crustale que l'on peut retrouver dans les Maures avec le granite de Barral.

Au Cambrien et jusqu'à l'Ordovicien, on est dans un contexte divergent. L'amincissement crustal s'accompagne d'un magmatisme caractéristique à l'Ordovicien.

On note ainsi un magmatisme transitionnel (rhyolites et basaltes en enclaves) dans l'axe des déformations (orientées NS) et un magmatisme alcalin en bordure. Ce type de magmatisme ne peut exister que sur une croûte continentale. Les formations sédimentaires associées sont des arkoses, grés, pélites et graptolites.

Il y a de nouveau un contexte convergent avec l'orogenèse Hercynienne. S'il y a eu formation d'un océan lors de la période précédente, celui-ci sera subducté, sans laisser de traces.
La collision des croûtes continentales lors de l'orogenèse, entraîne un cisaillement lithosphérique important et donc un épaississement crustal (60 km). Cela se traduit par des déformations ductiles majeures dans les parties profondes, notamment l'acquisition d'une foliation des roches. La collision se poursuivant, il y a replissement, redressement des contacts et montée isostatique de la croûte par érosion superficielle.

Parallèlement un magmatisme mantellique se met en place, en raison de l'hydratation du manteau par les cisaillements. Le métamorphisme aboutit dans certains cas à la formation de granites d'anatexie.

Les basaltes et andésites donnent des gabbros et des diorites quartziques (tonalites calcoalcaline). Le métamorphisme donne des micaschistes issus de matériel quartzopélitique et des gneiss (de Bormes) issus des granites cadomiens. Basaltes et rhyolites schistosés recristallisent et donnent des amphibolites et leptinites (c'est un métamorphisme de type Barrow). Des enclaves d'éclogites peuvent être présente dans les amphibolites. Dans les zones plus superficielles, et périphériques, se met en place un métamorphisme de faciès schistes verts avec formation de phyllades.
Le réchauffement des roches se poursuit à cause de la conduction lente de chaleur, on a donc des recristallisations postcinématiques qui peuvent aller jusqu'à la formation de migmatites. Le chloritoïde des micaschistes est par exemple remplacé par du staurotide ce qui traduit un faciès plus chaud. On a coexistence de staurotide et de grenats, ainsi que de micas blancs et noirs. Le fait que le disthène se transforme en andalousite montre la remontée isostatique de la croûte. Le métamorphisme est donc rétrograde.

Après le métamorphisme, des granites se mettent en place en recoupant l'encaissant (plan de la tour), ils sont issus de l'anatexie crustale et sont riches en cordièrites. Ils vont s'installer au niveau de la future faille séparant les Maures orientales et occidentales. Ces granites sont fortement mylonitisés en raison de cisaillements verticaux et de l'effet de poinçonnement d'une plaque sous l'autre. Ce magmatisme pourrait être du à un magmatisme contemporain plus profond car il y a des enclaves de basaltes dans ce granite.

Au carbonifère la sédimentation va être détritique (poudingues continentaux à galets et traces végétales : troncs de calamites, sigillaria) durant les périodes "orageuses" et plus calme après, avec une sédimentation de pélites charbonneuses (à feuilles de calamites).
Au Permien, il y a un épisode de distension intracontinentale avec formation d'une série de fossés en échelons qui vont présenter une activité volcanique.
La sédimentation commence avec des arkoses à grains fins et cendres volcaniques, puis des pélites à septaria (recristallisation) et finit par les formations volcaniques proprement dites (Esterel).

Tout d'abord une coulée A1 de rhyolite très fine à forte fluidalité qui possède de nombreuses flammes. Cette coulée n'était pas visqueuses car elle était riche en fluides. La coulée suivante, A2, à une mise en place sous forme d'ignimbrites (nuées ardentes). Les coulées A5 et A7 ont le même mode de mise en place mais ont une très grande épaisseur. A5 est limitée par le paléorelief qu'elle a remplie, tandis que A7 a pu se disperser. Une caldeira d'effondrement se forme du coté de St Raphaël car la chambre magmatique du volcan est vide. Un lac se met en place à l'intérieur.
Les coulées A11 et A12 sont des rhyolites fluidales (ou pyromérides car elles sont dévitrifiées) mais beaucoup plus visqueuses que les précédentes coulées, la mise en place se fait sous la forme de dôme (Mt vinaigre, Maure vieil).
On peut noter la présence de nombreux filons couches de basaltes à texture doléritique, qui sont en relation avec le magmatisme basaltique qui engendre des coulées et des filons depuis le début du Permien (B1, B2 et B3 = Trachybasaltes, B4 = scories et bombes). Le terme le plus différencié sont les trachytes de la coulée A13.

On peut résumer le volcanisme de l'Esterel comme suit :
Magma d'origine pauvre en eau (pas de minéraux hydroxylés) mais très chaud qui serait issu du manteau par fusion partielle et forte différenciation, ou de la base de la croûte (anhydre) dans ce cas la source de chaleur serait une remontée magmatique plus profonde (Basaltes).

La disposition des terrains de la Provence cristalline en bandes N-S serait issue de déformations au Carbonifère inférieur (phase sudète), les accidents E-W plus tardifs (Phase saalienne - anté Permienne) expliquerait le plissement des bassins houillers en synclinaux dissymétriques chevauchés de l'E vers W

 

Pour en Savoir plus

Géologie de la planète Terre - Du minéral à la montagne, en passant par l'histoire géologique de notre planète, et plus particulièrement des Appalaches.