Visean sinistral wrench faulting along the Sillon Houiller in the French Massif Central: Late Variscan tectonic implications VINCENT THIERY 1 ,PATRICK ROLIN 1 ,DIDIER MARQUER 1 ,ALAIN COCHERIE 2 , C. MARK FANNING 3 and PHILIPPE ROSSI 2 Key-words. – Variscan Belt, French Massif Central, Sillon Houiller, Visean, Paris Basin magnetic anomaly Abstract. – The Sillon Houiller is one of the main crustal discontinuities of the Variscan domain of the French Massif Central. Paradoxically, its kinematics and its tectonic significance are still a matter of debate. Since Grolier and Letourneur [1968]’s works, a Stephanian sinistral offset, inferred from the emplacement of nu- merous coal basins along the fault, is widely accepted. The earlier history of this accident is still debated and subject to controversies. The finite offset of the Sillon Houiller results from the superposition of 3 distinct events. The first one is a brittle/ductile accident that is probably at the origin of the main left-lateral motion. Dated granitoid intrusions and Visean tuff basins seal this accident. The later Stephanian motion is revealed by brittle faulting related to coal basin opening. Finally, a vertical offset of the fault is suggested by a few strong-dipping striations. The Visean offset of the Sillon Houiller has first order implications for the understanding of the western Europe Variscan orogeny. We suggest that the Sillon Houiller and the Paris Basin Magnetic anomaly belong to a single crustal discontinuity interpreted as the eastern boundary of the Armorican/Massif Central block. The 15 o clockwise rotation af- fecting this crustal block and inferred from the structural study of this domain occurred along this accident. The mag- netic and gravimetric anomaly may be the result of Visean mafic intrusions, such as quartz diorites that are exposed in the northern part of the Massif Central close to the southern end of the anomaly. Le cisaillement senestre d’âge viséen le long du Sillon Houiller dans le Massif central français : implications sur la tectonique tardi-varisque Mots-clés. – Chaîne varisque, Massif central français, Sillon houiller, Viséen, Anomalie magnétique du Bassin parisien Résumé. – Le Sillon houiller est l’un des plus importants accidents du domaine varisque du Massif central français. Pa- radoxalement, son fonctionnement et ses implications géodynamiques restent à débattre. Depuis les travaux de Grolier et Letourneur [1968], le jeu en décrochement senestre Stéphanien de cet accident est admis par tous. Les jeux antérieurs sont débattus et sujets à controverse. Le jeu du Sillon houiller est la conséquence de 3 acci- dents distincts. Le premier est un accident qui s’est produit en conditions ductiles/fragiles, et qui est vraisemblablement à l’origine de la plus grande part du décrochement. Des intrusions de granitoïdes et des dépôts de tufs Viséens scellent cet accident. Le second jeu, Stéphanien, est révélé par une faille cassante jalonnée de brèches peu abondantes, qui a gui- dé l’ouverture de bassins houillers. Enfin, un jeu vertical du Sillon houiller est révélé par la présence de quelques rares stries à fort plongement. Le jeu viséen du Sillon houiller a des conséquences géodynamiques de tout premier ordre pour la compréhension de l’orogenèse varisque d’Europe occidentale. En effet, cet accident peut être envisagé comme lié à l’anomalie magné- tique du Bassin parisien. Les 2 accidents formeraient ainsi une seule discontinuité crustale majeure, correspondant à la limite est du bloc Armorique/Massif central, qui subirait une rotation horaire d’une quinzaine de degrés le long de cet accident, déduite de l’étude structurale de ce domaine. L’anomalie magnétique et gravimétrique résulterait de l’intrusion de corps basiques (diorites quartzifères) au Viséen. De telles intrusions sont par ailleurs connues dans le nord du Massif central à proximité de l’extrémité méridionale de l’anomalie. INTRODUCTION The French Massif Central is a part of the Moldanubian do- main of the European Variscan belt (fig. 1). This tectonic domain is characterized by nappe stacking [Matte, 1986] in- duced by the convergence of two lithospheric plates: Gondwana to the south and Armorica to the north. This nappe stacking is followed by widespread syn-tectonic ex- tension [Burg et al., 1994; Faure and Becq-Giraudon, 1993] followed by local normal faulting and large scale strike-slip faults [Rolin et al., 2009 and references therein]. These extensional and transcurrent tectonics are associated with Bull. Soc. géol. Fr., 2009, t. 180, n o 6, pp. 513-528 Bull. Soc. géol. Fr., 2009, n o 6 1. Université de Franche-Comté, UMR 6249 Chrono-environnement, 16, route de Gray, 25030 Besancon cedex 2. BRGM, BP 36009, 45060 Orléans cedex 2, France 3. Research School of Earth Sciences, ANU, Canberra, ACT 0200, Australia Manuscrit déposé le 11 février 2008 ; accepté après révision le 2 septembre 2008.