vignette|Falaise de flysch à Saint-Jean-de-Luz (Pyrénées-Atlantiques). vignette|Flysch dans les Carpates polonaises (Beskides orientales). vignette|Paysage côtier dans le Pays basque espagnol, constitué de flysch
Le flysch est un dépôt sédimentaire détritique constitué principalement par une alternance de grès et de marnes, qui se sont accumulés dans un bassin océanique en cours de fermeture, dans le cadre d'une orogenèse. Ce terme, d'origine suisse alémanique, est très fréquemment employé dans les Alpes, puis s'est progressivement répandu à travers le monde. Son adoption a fait l'objet de nombreuses interprétations par le passé, mais les géologues s'accordent aujourd'hui sur une interprétation géodynamique et donc d'un dépôt contrôlé par l'activité tectonique, c'est-à-dire un tectofaciès.. Son usage ancien, et parfois erroné, ainsi que l'évolution des connaissances en géodynamique poussent néanmoins certains auteurs à remettre en cause son usage.
Étymologie
Le terme flysch est introduit dans la littérature géologique par Bernhard Studer en 1827. pour décrire des séries sédimentaires à dominante schisteuse.
Le terme désigne dans le dialecte local suisse alémanique du Simmental des roches relativement plates susceptibles de produire des pentes instables, provoquant des glissements de terrain. Le terme flysch provient de l'allemand du Nord flötz, qui lui-même remonterait à l'ancien norrois flach, qui signifie .. Il désigne ainsi à l'origine une roche schisteuse ou marneuse, qui se débite en plaquettes et est facilement érodable.
Cette aptitude qu'a la roche à être facilement travaillée conduit aussi à proposer que l'ancien norrois flis, signifiant , peut aussi être un étymon du mot flysch. Ce dernier a ensuite donné fliese (pluriel : fliesen) qui désigne . Dans le canton de Glaris, le terme fliesse est employé pour décrire des zones de pente où les sols glissent. Il découlerait lui aussi de flis dans le sens où la désintégration des couches rejoint la définition de ce dernier. Plus tard, fliesse donne le terme flins en bas allemand, allemand moderne et suisse alémanique, avec pour sens qui évolue vers des pierres particulières qui résistent aux intempéries, puis ce terme désigne des couches utilisables en tant que matériaux de construction. Le mot flysch semble ainsi avoir été utilisé par des carriers pour désigner des couches bien litées et facilement exploitables pour des roches de construction..
Ainsi du point de vue étymologique, le terme flysch semble décrire des roches à dominante schisteuse s'altérant en plaques, facilement érodables à tel point qu'elles sont susceptibles de produire des pentes instables, entraînant des mouvements de terrain, et qui ont pu être exploitées comme matériaux de construction pour les parties gréseuses en raison de leur structure tabulaire.
Définition
La définition de flysch caractérise tout dépôt sédimentaire syn-orogénique s'accumulant dans un bassin océanique qui se referme à la suite de la convergence de deux plaques tectoniques continentales.. Elle ne se fonde donc pas sur une lithologie particulière, même si les flyschs sont généralement constitués de grès et marnes.
Longtemps décrit comme une unité stratigraphique, voire un faciès.., le terme flysch fut aussi considéré comme un synonyme de turbidite. Néanmoins, les flyschs peuvent comporter d'autres types de dépôts liés à des courants de densité (e.g. debris-flow) et inversement les turbidites ne sont pas systématiquement des flyschs. Il est aujourd'hui défini d'un point de vue géodynamique comme un tectofaciès. Le terme flysch est surtout associé à des séries sédimentaires anciennes car la majeure partie des dépôts de courant de densité préservés dans le registre fossile sont des flyschs.
La sédimentation du flysch débute avec l'activation d'une zone de subduction le long de l'une des marges continentales. Le soulèvement par déformation de la croûte continentale supérieure (c'est-à-dire la croûte non subductée) entraîne l'érosion des reliefs bordant la marge et génère une sédimentation détritique. Ces sédiments sont transportés vers le domaine océanique puis s'accumulent dans la fosse de subduction, au pied du prisme d'accrétion par l'intermédiaire de courants de densité (ou courants gravitaires). Ils se déposent invariablement sur un substrat sédimentaire qui correspond généralement à des dépôts marins pélagiques. La sédimentation se poursuit jusqu'à la fermeture du bassin océanique et la collision, c'est-à-dire la rencontre entre les deux plaques continentales succédant à la fermeture du domaine océanique qui les séparait.
Cas particuliers
Plusieurs séquences détritiques du domaine alpin sont dénommées flyschs (ici décrit comme flyschs s.l.) malgré un contexte tectonique distinct et pose la question des limites de la définition. Ainsi les formations de Cuvigne Derrey (flysch des Médianes) et de Chumi (flysch de la Brèche) appartiennent au domaine briançonnais et se sont par conséquent déposées sur une croûte continentale. Elles reposent néanmoins en partie sur des séries marines pélagiques (e.g. formation des Couches Rouges). De même le flysch du Niesen, situé dans le domaine valaisan, s'est déposé le long de la marge passive européenne.
De même les séries détritiques marines déposés dans le bassin d'avant-pays Nord Alpin (e.g. flyschs helvétiques et dauphinois) portent encore la dénomination de flysch. Bien que post-orogéniques, les géologues les associent aux flyschs car ils constituent un stade de sous-remplissage du bassin par opposition à la molasse. et bien qu'ils devraient être inclus dans la sédimentation de type molasse. Par ailleurs le taux de sédimentation de ces flyschs s.l. serait plus élevé que celui des flyschs s.s..
Ces extensions de l'attribution de flysch proviennent d'une méconnaissance initiale du contexte géologique de ces unités. Elles furent toutes décrites dès le dans un contexte antérieur à l'application de la théorie des plaques tectoniques et leur dénomination persista malgré les avancées des connaissances. Par ailleurs, dans les Alpes, les flyschs s.l. ont été davantage étudiés que les flyschs s.s. car ils sont peu déformés et toujours en contact avec leur substrat sédimentaire ce qui a permis de nombreuses études sur la déformation et le remplissage des bassins d'avant-pays. A contrario, les flyschs s.s. ont été décollés et constituent aujourd'hui des nappes de charriage ce qui complique les travaux sur leur origine paléogéographique. Enfin leur incorporation dans le prisme d'accrétion peut aboutir à un faible métamorphisme qui peut nuire à leur compréhension.
Différences avec la molasse
La collision marque la formation d'une vaste dépression crustale (foredeep) sur la croûte continentale subductée (ou croûte inférieure), dénommée bassin d'avant-pays, et dans lequel se dépose la molasse qui est aussi une définition géodynamique regroupant une grande variété de couches sédimentaires post-orogéniques. La molasse débuterait à partir des premiers dépôts marins peu profonds à l'image de la Molasse marine inférieure du Bassin d'avant-pays Nord Alpin, contrairement aux flyschs qui sont des dépôts exclusivement marins profonds. Les flyschs s.l. sont décrits comme un stade de sous-remplissage du bassin contrairement à la molasse qui comble définitivement le bassin d'avant-pays. En effet, la déformation du prisme d'accrétion Au moment de la collision, le prisme d'accrétion est nommé prisme orogénique car il n'y a plus d'incorporation de nouvelles unités géologiques. Sous l'effet de la contrainte, le prisme se déforme au travers de plis et surtout de failles et est aussi appelé fold and thrust belt. est bien plus importante au moment de la collision et favorise le déversement d'une plus grande quantité de sédiments durant le stade molasse et donc le comblement du bassin d'avant-pays. La molasse se dépose sur un substrat sédimentaire comportant des dépôts de plateforme. D'un point de vue sédimentaire, les environnements fluviatiles que l'on rencontre aussi dans la molasse favorisent d'importantes variations latérales contrairement au flysch qui peut rester monotone sur de grandes distances. De même Bernard Beaudouin constate que les figures de courants présentent plus de variation dans les séries molassiques contrairement au caractère unidirectionnel des flyschs. Enfin le mode de dépôt lié aux courants de densité favorise le développement d'un grano-classement.. Les apports sédimentaires fluctuent en fonction de la déformation du prisme orogénique. Les apports de flyschs correspondent à une faible exhumation des unités impliqués dans l'orogenèse caractérisée par des apports sédimentaires et granitiques. Puis l'exhumation tardive des unités profondément enfouies (e.g. ceinture éclogitique) favorisent des apports à dominante métamorphique pendant le stade molasse...
+ Comparaison des critères entre flyschs et molasse Flysch s.s. Flysch s.l. Molasse Stade orogénique Syn-orogénique Post-orogénique Post-orogénique Situation paléogéographique Bassin océanique en cours de fermeture Bassin d'avant-pays Bassin d'avant-pays Croûte terrestre Croûte océanique (et continentale ?) Croûte continentale Croûte continentale Substrat sédimentaire Radiolarite + boue pélagique (et calcaire pélagique ?) Calcaire de plateforme + dépôt pélagique Calcaire de plateforme Milieu de dépôt Marin profond Marin relativement profond Marin peu profond à continental Variabilité Monotone Monotone Importante en milieu continental Situation tectonique Allochtone (nappe de charriage) Autochtone à parautochtone (nappe + plissement) Autochtone Enfouissement Diagenèse, faible métamorphisme éventuel Diagenèse, voire léger métamorphisme Diagenèse voire absence Taux de sédimentation Faible Faible Élevé Apport des sources métamorphiques Faible Faible Important
Histoire Définition initiale et imprécisions
En 1827, Bernhard Studer reprend le terme de flysch, issu du dialecte local du Simmental, pour désigner toute séquence sédimentaire constituée par des schistes et des grès noirs dans les Préalpes romandes (Alpes bernoises, Alpes uranaises et Alpes glaronaises). Le flysch consiste, selon l'auteur, en des séquences à dominante schisteuse ou marneuse noires ou grises et alternant avec des grès à ciment calcaire et de teinte gris foncé.. Bernhard Studer complète ensuite ses observations en décrivant des fucoîdes dans les grès, ainsi que la présence de conglomérats mais considère difficile de discriminer correctement le flysch de la molasse.. La cartographie de la région du massif du Saint-Gothard. lui permet de confirmer la présence du flysch dans les régions internes des Alpes après l'avoir décrit dans les reliefs externes des Alpes dans le canton de Berne. D'unité lithostratigraphique locale, Bernhard Studer élargit le concept en l'étendant à l'ensemble du front alpin. sous la forme d'unité stratigraphique surmontant localement les grès ou calcaires à nummulites de l'Oligocène.. Cependant, Bernhard Studer ne fournit aucun critère géologique ou pétrographique précis si bien que l'usage du terme flysch rencontra un vif succès car de nombreux auteurs l’utilisèrent pour décrire des unités géologiques souvent mal comprises. ou bien car il n'existe aucun substitut fiable.. Ceci entraîna une large confusion sur la définition du flysch au point que Bernhard Studer. dut préciser que le terme est restreint aux unités qu'il avait décrit précédemment mais précise que le terme est (). De même il n'attribue aucun critère stratigraphique ou tectonique au terme de flysch.. Par la suite, plusieurs auteurs.. vont proposer une description synthétique mais pour certains. la grande diversité des flyschs empêche de fournir une description précise et devient source d'une grande imprécision.
Premiers travaux