Histoire du granite de Flamanville

Le Massif armoricain est un des principaux massifs de la chaîne varisque (hercynienne). C’est un assemblage de terrains anciens qui constitue la Bretagne, le Cotentin, une grande partie de la Vendée. C'est le résultat d’une histoire tectonique polyphasée amorcée dès le Précambrien, mais construite pour l’essentiel à l’Hercynien.

Le Massif armoricain est habituellement divisé en 3 ensembles structuraux séparés par des accidents décrochants majeurs ayant permi le coulissement des zones nord-armoricaine, centre armoricaine et sud-armoricaine. Ces accidents sont appelés : Cisaillement dextre Nord-Armoricain (CNA) et Cisaillement Sud-Armoricain (CSA) a jeu dextre de plus de 200 km.

• l’ensemble nord-armoricain, avec
  • au Nord le domaine domnonéen qui est constitué par le socle précambrien  plissé et écaillé mais peu schistosé  qui a subi plusieurs phases métamorphique et est entré dans la composition de plusieurs orogènes bien qu'il soit assez peu affecté par l’orogenèse varisque
  • au Sud le domaine mancellien qui est constitué par des terrains briovériens  (Néoprotérozoïque),  qui ont été plissés et granitisés lors de l’orogenèse cadomienne, puis recouverts de séries sédimentaires paléozoïques modérément déformées lors que l'orogénèse varisque

Ce domaine correspond globalement à la fermeture de l’océan Celtique de 600 à 560 Ma. 

• l’ensemble centre-armoricain est principalement composé de séries sédimentaires d'âge paléozoïque de nature épicontinentales qui se sont déposées sur le socle briovérien. Les roshces sont fortement déformées et présentent des intrusions granitiques varisques.
• l’ensemble sud-armoricain est constitué par l'empilement de nappes puis découpés par les décrochements tectoniques. Il est composé :
  • au Nord le domaine ligérien qui est une succession de terrains paléozoïques ayant subi un métamorphisme de faible intensité. Il est limité au Sud par une des branches de la zone de cisaillement sud-armoricaine et dans laquelle des de leucogranites syntectoniques sont injectés.
  • au Sud le domaine méridional qui correspond à l'ouest de la Vendée et qui correspond à des migmatites.

La tectonique cisaillante a permis la mise en place sous forme d'injection de différents granites d'origine variée de 335 Ma à  300 Ma, ce sont dans la région Sud-armoricaine plutot des leucogranites et dans le domaine central des monzogranites. En revanche les granites Nord-armoricains (granites rouges) sont indépendant des deux accidents crustaux. Ils s'alignent sur environ 300 km selon un axe allant de l'Aber-Ildub à Barefleur (orienté N50°E) Le granite de Flamanville appartient à ce dernier ensemble.

La région de Flamanville fait donc partie du domaine domnonéen . Il est le résultat de la superposition de l’orogenèse varisque sur l’orogenèse cadomienne mais il est très peu affecté par l’orogenèse hercynienne.

Les roches constituant l'encaissant du granite correspond à un ensemble de séries gréso-pélitiques, rarement calcaires daté du Cambrien au Dévonien qui reposent sur un socle protérozoïque de gneiss et de schistes peu métamorphiques . Cette ensemble dessine le synclinal de Siouville, d’axe ENE-WSW qui est déversé vers le Sud, ce qui montre l'existence d'une  tectonique de couverture. La région est structurée en une succession d’anticlinaux et de synclinaux avec une orientation d’ensemble N70°E. Ces plis d’amplitude kilométrique sont légèrement recourbés aux abords du massif de Flamanville.  On distingue bien d'autres plis de plus faibles amplitude grace à la coupe réalisée sur le bord NO du massif reconstituant les données des travaux miniers exploitant le fer des roches de l'auréole métamorphique.

Le granite de Flamanville est une granodiorite  porphyrique à hornblende et biotite à phénocristaux d’oligoclase zoné (26 à 15 % An), d’orthose et de microcline.

Ce pluton forme un petit massif  (7,4  x4,5 km) intrusif dans les séries sédimentaires paléozoïques du flanc Sud du synclinal de Siouville, au Carbonifère supérieur. Elle contient des enclaves pluridécimétriques d’encaissant et de xénolites de roches mafiques.

Cette granodiorite est syntectonique et s'est mise en place à moins de  5 km de profondeur en contexte transpressif dans une croûte superficielle froide et peu résistante. En bordure de la granodiorite on observe selon une disposition radiale des dykes de microgranites et d’aplites. Le magma, hybride, résulterait d’un mélange partiel en base de croûte entre deux magmas ; l'un crustal et l'autre mantellique. Le magma mantellique est attesté par la présence d’enclaves basiques. Les scientifiques pensent que c'est lui qui aurait déclenché la fusion partielle de la croûte. Le magma mantellique après avoir progressé dans la croûte serait respé bloqué à l'interface entre la croûte ductile et la croûte cassante, formant une chambre magmatique. Des injections se seraient propagés le long de failles comme celles que l'on observe au sud du synclinal de Siouville et auraient formées le granite de Flamanville.

Dans l'auréole de contact et dans le granite lui même on distingue des filons de composition granitique de type S qui sont associé à un contexte de collision continentale.

Une auréole de métamorphisme de contact se développe sur 500 m à 1 km autour du pluton et transforme les roches encaissantes en cornéennes et en skarns (transformation par métamorphisme thermique d'un calcaire plus ou moins silicaté).

Les roches dévoniennes « schistes et calcaires de Néhou », qui comportent par endroits des grès oolithiques ferrugineux y sont presque totalement transformées, et recoupées par des dykes de microgranites et d’aplites.