Flysch : qu'est-ce que c'est ?

Un flysch est une formation géologique retrouvée dans les séries anciennes, constituée par une alternance monotone de bancs d'épaisseurs métriques à décamétriques. Typiquement, la nature de ces bancs est gréseuse. Ils sont intercalés par des niveaux de schistes argileux. L'ensemble forme des séries géologiques impressionnantes qui peuvent être très importantes en matièrematière de taille et d'extension. Les flyshs les plus connus sont certainement ceux de Zumaia, dans le Pays Basque espagnol, qui ont servi de lieu de tournage pour la série Game of Thrones.

Formation des flyschs

Ces alternances de grèsgrès et d’argiles se sont formées à l'origine dans un environnement marin. Les sédiments détritiques qui se déposent proche de la côte, sur la plateforme continentale, sont régulièrement déstabilisés par l'action des tempêtes, des mouvements tectoniques, ou simplement par leur propre poids qui les entraîne dans la pente du talus continental. Le mouvementmouvement de ces sédiments non consolidés va créer des avalanches sous-marines chargées en boues et en sables. C'est ce que l'on appelle un courant de turbiditéturbidité.

Flyschs de Zumaia, côte basque espagnole, lieu de tournage pour la série Game of Thrones. © Ksenia Plotnikova, Pixabay

Ces avalanchesavalanches vont dévaler la pente du talus continental et les sédiments vont finir par se déposer au niveau du glacisglacis, à l'entrée de la plaine abyssaleplaine abyssale, pour former ce que l'on appelle une turbidite ou un complexe turbiditiquecomplexe turbiditique. En fonction de leur puissance et de la charge sédimentaire, chaque courant de turbidité va aller plus ou moins loin. Ces avalanches sous-marines vont ainsi se répéter régulièrement, formant à chaque fois une nouvelle séquence de matériel détritique se déposant sur la précédente et intercalée par un niveau plus argileux qui se dépose en période de calme. Avec l'enfouissement, le processus de diagenèsediagenèse commence, transformant les séquences détritiques en bancs de grès.

Un flysch est donc le résultat final de cette succession de complexes turbiditiques, déposés les uns sur les autres au fil des millions d'années.

Flyschs de Sainte Barbe, près de Saint Jean de Luz, sur la Côte Basque française. © Granpic, Flickr

Architecture d’un flysch

Si, à première vue, un flysch est une succession de bancs de grès plus ou moins calcairescalcaires, l'observation en détail montre la présence de nombreuses figures d'érosion qui renseignent sur les conditions de dépôt des couches sédimentaires. En effet, l'arrivée d'une nouvelle avalanche turbiditique va créer des marques dans les sédiments au sommet de la turbidite précédente. Le courant créé par la nouvelle avalanche va imprimer des sillons parallèles dans la séquence précédente.

On appelle ces figures localisées à l'interface entre les deux bancs des « flute-castscasts ». Leur observation dans les séries anciennes se retrouvant désormais dans les chaînes de montagnes permet de déterminer le sens et la direction des courants de turbidité. Ces informations permettent de reconstruire les paysages du passé.

Flyschs de Zumaia, Côte Basque espagnole, verticalisé par les processus tectoniques. © A Sparrow at Home, Flickr

À la surface de certains bancs, on peut également trouver d'autres traces, d'origine biologique notamment. C'est le cas des flyschs à Helminthoïdes dans les Alpes, datant du CrétacéCrétacé supérieur, qui présentent des traces sinueuses. Ces traces ont été associées aux déplacements d'animaux n'existant plus aujourd'hui, certainement des gastéropodesgastéropodes, qui broutaient la vase du fond en créant des sillons non rectilignes.

Les flyschs, témoins de la fermeture océanique et de la surrection des chaînes de montagnes

Il existe des flyschs de tout âge et en de nombreux points du globe. En effet, les courants de turbidité sont des processus sédimentaires ayant toujours eu lieu et ayant lieu actuellement au niveau de toutes les marges continentales. L'origine de ces courants est variée, elle peut être liée à des phénomènes cycliques comme les tempêtes, qui ont la capacité de remobiliser les sédiments non consolidés déposés sur la plateforme continentale, en milieu peu profond.

Néanmoins, le terme de flysch est principalement utilisé pour les formations observées en contexte compressif. C'est le cas des flyschs observés actuellement dans les Alpes ou les Pyrénées qui ont ainsi une origine tectonique. Car, bien que les turbidites qui les composent aient été déposées en milieu océanique bien avant la formation de ces massifs montagneux, ces flyschs sont considérés comme les témoins d'une instabilité tectonique des fonds marins au niveau des marges continentales, associée à la fermeture océanique précédant le début de la collision continentale.

La fermeture océanique se fait au niveau d’une zone de subduction, origine de l'instabilité tectonique. Au fur et à mesure de l'évolution tectonique de la région et de la fermeture de l'océan, la composition des sédiments composants les turbidites va évoluer. Plus l'océan est étroit, plus la proportion des apports siliciclastiques provenant du domaine continental va augmenter. Ces séquences sédimentaires vont finir par intégrer le prisme d'accrétionprisme d'accrétion ou entrer en subductionsubduction où elles seront métamorphisées.

Le processus d'obduction menant à la création de la chaîne de montagne ainsi que l'érosion finira par les mener à l'affleurementaffleurement.