Types de sédiments
Un large éventail de sédiments terrestres et marins d'âge dévonien est connu à l'échelle internationale, et il existe une variété correspondante de types de roches sédimentaires. L'activité ignée dévonienne était considérable, bien que localisée. On pense que la Laurussie était presque tropicale et parfois aride. Les faciès de Playa, les dunes éoliennes et les brèches d'éventail sont connus. Des sédiments fluviatiles, déposés par l'eau dans des conditions de crues soudaines, ont été identifiés, et ils sont corrélés aux sédiments alluviaux de larges plaines côtières. Il existe des dépôts lacustres de type eau douce ou supersaline. Des faciès similaires sont connus dans d'autres régions continentales du Dévonien. De même, les grès clastiques, prodelta et delta du littoral et les faciès de boue au large sont comparables à ceux connus à d'autres périodes.
Les roches sédimentaires du Dévonien comprennent les gisements spectaculaires de récifs carbonatés de l'Australie occidentale, de l'Europe et de l'ouest du Canada, où les récifs sont en grande partie formés de stromatoporoïdes. Ces invertébrés marins ont soudainement disparu presque entièrement à la fin de l'âge frasnien, après quoi des récifs se sont formés localement de stromatolites cyanobactériennes. D'autres régions ont des récifs formés par des monticules de boue, et il existe des exemples spectaculaires dans le sud du Maroc, le sud de l'Algérie et la Mauritanie. Le développement du gisement de schiste noir localement étendu est également caractéristique du Dévonien. Les schistes du Dévonien supérieur Antrim, New Albany et Chattanooga sont de cette variété, et en Europe les Hunsrückschiefer et Wissenbacherschiefer allemands sont similaires. Ces derniers sont souvent caractérisés par des fossiles distinctifs, bien que rarement de la variété benthique, ce qui indique qu'ils se sont formés lorsque les niveaux d'oxygène des fonds marins étaient très bas. Des calcaires pélagiques condensés distinctifs riches en céphalopodes fossiles se trouvent localement en Europe et dans l'Oural; ceux-ci forment le faciès appelé Cephalopodenkalk ou Knollenkalk en Allemagne et griotte en France. Autrefois, ce dernier était travaillé pour le marbre. Les dépôts d'évaporite sont répandus, mais les charbons sont rares. Il n'y a aucune preuve ferme de dépôts glaciaires sauf dans le Dévonien supérieur du Brésil. Différents types de roches volcaniques ont été observés dans les zones qui convergeaient entre les régimes arc-île. Certains horizons de cendres volcaniques, comme la métabentonite Tioga de l'est des États-Unis, représentent des événements à court terme qui sont utiles pour la corrélation.
L'Europe
Une ligne passant du canal de Bristol vers l'est jusqu'au nord de la Belgique et de l'Allemagne délimite approximativement la zone marine du Dévonien des dépôts continentaux de Old Red Sandstone au sud. Les gisements continentaux, qui sont typiquement tachés de rouge avec de l'oxyde de fer, s'étendent également au Groenland, au Spitzberg, à Bear Island et à la Norvège. Le géologue britannique Robert Jameson a inventé le terme Old Red Sandstone en 1808, pensant à tort qu'il s'agissait d'Aelter Rother Sandstein d'AG Werner, maintenant connu pour être d'âge permien. Les roches de cette vaste zone ont une affinité remarquable à la fois pour la faune et le type de roche et sont généralement considérées comme ayant été unies au Dévonien. Les relations avec le système silurien sous-jacent sont observées dans les régions frontalières galloises classiques, où le lit osseux de Ludlow a été pris comme limite jusqu'à ce qu'un accord international le place un peu plus haut. Au Pays de Galles, dans le sud de l'Irlande et dans les basses terres écossaises, l'épaisseur des dépôts détritiques, principalement des grès, s'est accumulée jusqu'à 6 100 mètres (20 000 pieds) par endroits. Ces sédiments sont riches en poissons et en plantes, tout comme l'est du Groenland et les gisements norvégiens. Des volcans très répandus se trouvent en Écosse.
Les roches dévoniennes du Devon et des Cornouailles sont principalement marines, mais il existe des intercalations de dépôts terrestres du nord. Dans le nord du Devon, on trouve au moins 3 660 mètres (12 000 pieds) de schistes, de calcaires minces, de grès et de conglomérats. Les deux dernières lithologies sont typiques des grès du pendu et des grès de Pickwell Down, qui sont les principales intercalations terrestres. Cependant, dans le sud du Devon, les calcaires récifaux se trouvent dans les formations du Dévonien moyen, et la formation du Dévonien supérieur montre localement des séquences très minces formées sur les élévations sous-marines et les laves d'oreillers contemporaines dans les zones basales. Dans le nord des Cornouailles, les formations du Dévonien moyen et supérieur se trouvent principalement dans le faciès ardoisier. Les fossiles trouvés dans ces roches ont permis des corrélations détaillées avec les séquences belges et allemandes.
Des roches dévoniennes de type mixte terrestre et marin sont connues à partir de forages sous Londres, et elles forment un lien avec les affleurements du Pas de Calais et les zones classiques des Ardennes. Là, entre le bassin de Dinant et le bassin de Namur au nord, il y a des preuves d'une masse terrestre vers le nord, comme dans le Devon. Les formations du Dévonien inférieur et supérieur se composent de sédiments côtiers et terrigènes qui atteignent des épaisseurs de 2 740 mètres (9 000 pieds) et 460 mètres (1 500 pieds), respectivement. Les structures du Dévonien moyen et du Dévonien inférieur inférieur (c'est-à-dire les stades Eifélien, Givétien et Frasnien, dont les anciennes sections de type sont ici) se composent principalement de calcaires et de schistes et atteignent au moins 1500 mètres (4900 pieds) au sud. Les récifs sont particulièrement bien développés dans le Frasnien et se présentent sous forme de masses isolées, généralement inférieures à environ 800 mètres (2 600 pieds) de longueur, séparées par des schistes. Les équivalents au nord montrent des limons et des schistes rouges et verts de sédiments marins continentaux marginaux. Les roches du Dévonien belge étant bien exposées le long d'une ligne nord-sud, leurs changements d'épaisseur, de lithologie et de faune ont été bien documentés.
L'Eifel forme une extension naturelle à l'est des Ardennes, et une succession quelque peu similaire s'y produit. Le modèle du Dévonien inférieur n'est pas marin, et les formations du Dévonien moyen et du Frasnien ont un faible développement récifal, mais les schistes calcaires et les calcaires abritent une faune riche et célèbre. Le GSSP définissant la limite et la base du Dévonien inférieur-moyen du stade Eifelian est à Schöenecken-Wetteldorf dans l'Eifel. La structure dévonienne la plus élevée n'est pas préservée.
La vallée du Rhin, ainsi que les hauts plateaux du Rhin moyen à l'est, ont fait l'objet d'études approfondies par les nombreuses universités allemandes qui l'entourent depuis les débuts de la géologie. Encore une fois, une source de sédiments du nord est généralement indiquée, mais un puits de forage au nord près de Münster a rencontré des calcaires marins du Dévonien moyen et inférieur. Au sud, à l'approche des montagnes Hunsrück-Taunus, il existe également des preuves d'une masse continentale. Entre ces zones, une riche séquence dévonienne est exposée dans un terrain plié. L'épaisseur maximale est de 9 140 mètres (30 000 pieds). La formation du Dévonien inférieur se compose d'ardoises et de grès. L'ardoise a été beaucoup travaillée pour habiller les maisons et les châteaux. Un rebord de grès Emsian dans les gorges du Rhin est le cadre de la légende Lorelei. Les calcaires sont communs au Givetian et sont appelés Massenkalk. Les zones de sédimentation mince du Dévonien moyen et supérieur, comme dans le Devon, sont interprétées comme des dépôts sur des crêtes sous-marines. Ce sont généralement des calcaires nodulaires riches en céphalopodes et qui se trouvent entre des séquences de schiste épais. Les preuves de l'activité volcanique sont fréquentes, et cela a été invoqué pour expliquer les concentrations de minerais de fer hématite sédimentaires dans le Givetian et le Frasnian. Les montagnes du Harz présentent une section plus calcaire du Dévonien inférieur. Ici, le cuivre, le plomb et le zinc ont été exploités à partir de filons de la célèbre ardoise de Wissenbach.
Une succession calcaire du Dévonien inférieur, le faciès bohème, se produit dans le bassin de Prague en Europe de l'Est. Une succession marine continue s'est formée du Silurien au Dévonien, et la limite est tracée au sommet de la série Silurienne avec le genre crinoïde Scyphocrinites. Les formations lochkoviennes et pragiennes sus-jacentes comprennent le calcaire de Koneprusy, qui contient d'importants gisements de récifs. Le GSSP définissant la base du système dévonien et le stade lochkovien est à Klonk, et celui définissant la base du pragien est à Velká Chuchle, près de Prague. La structure du Dévonien supérieur n'est pas préservée. En Moravie, des successions complètes de sédiments volcaniques calcaires et basinaux se produisent.
Des roches dévoniennes d'un type analogue à celles du sud de l'Angleterre et des Ardennes affleurent en Bretagne. Plus au sud, des affleurements se trouvent en France, en Espagne et au Portugal. Les GSSP définissant la limite du Dévonien moyen-supérieur et la base du stade frasnien, la base du stade du Famennien et la limite du Dévonien-Carbonifère sont tracées près de Cessenon dans le sud de la France. Les successions des Pyrénées, des montagnes noires et des Alpes carniques comprennent des calcaires d'eau profonde. Des dépôts marins se trouvent dans la péninsule balkanique, notamment en Macédoine du Nord ainsi qu'en Roumanie. Les affleurements du sud de la Pologne des montagnes de la Sainte-Croix sont particulièrement célèbres. Ils comprennent une série marine et continentale inférieure avec une section calcaire du Dévonien moyen et une section du Dévonien supérieur de récifs et de schistes riches en ammonites et trilobites.
En Podolie, le long de la rivière Dniester (Dnestr), de fines sections marines remontent bien dans le Dévonien inférieur et sont recouvertes par la série Dniester de type Old Red Sandstone. Pendant tout le Dévonien, les montagnes de l'Oural ont formé un creux dépressionnaire relié au nord à Novaya Zemlya et au sud à la géosyncline de Crimée et du Caucase qui, avec les affleurements d'Europe du Sud déjà mentionnés, faisaient partie des sédiments téthysiens d'origine du système de plis alpin-himalayen. de nos jours. En Russie européenne, les dépôts de Old Red Sandstone sont répandus, mais les langues marines se sont étendues vers l'ouest depuis l'Oural pour atteindre Moscou dans le Dévonien moyen et Saint-Pétersbourg dans le Dévonien supérieur inférieur. Une remarquable série de forages a révélé ces relations dans les moindres détails, et il existe de nombreuses preuves de lacs salés. Hormis l'affleurement de Saint-Pétersbourg et ceux le long du fleuve Don au sud de Moscou, les lacs salés ne sont connus que par des données souterraines. Les champs pétrolifères et gaziers de Timan-Pechora ainsi que le pétrole et la potasse des marais Pripet revêtent une importance économique. Les régions nord-africaines d'Algérie et surtout du Maroc sont réputées pour leur richesse en fossiles dévoniens. Le GSSP définissant la base de la scène givétienne est à Mech Irdane, près d'Erfoud dans le sud du Maroc.
