L'histoire géologique de la chaîne des Pyrénées trouve sa source il y a 600 millions d'années, dès le Précambrien (immense durée qui s'est écoulée entre la formation de la terre et le début des temps fossilifères).
C'est à cette ère que les plus hauts sommets frontaliers entre la France et l'Espagne doivent leur composition en sédiments et roches métamorphiques.
Le métamorphisme regroupe toutes les roches argileuses ou marneuses qui ont subi une compression (un rapprochement de deux plaques, par exemple) et qui peuvent se déliter en feuillets ou en plaques. C'est le cas des schistes et du marbre.
Cependant, ce n'est qu'il y a 300 millions d'années que les formations géologiques de la chaîne vont être plissées et transpercées de granites (roche magmatique dure et composée de minéraux : le quartz, le Mica, le Feldspath).
Il y a 200 millions d'années, a eu lieu la submersion des formations hercyniennes. L'ouverture de l'océan Atlantique, à l'ère secondaire, a fait naître de larges bassins remplis de sédiments, tels le sel, le calcaire, le sable, le gypse…
Les roches sédimentaires aparaissent. Elles sont différentes selon les sédiments qui les composent, leur transport et le lieu de dépôt : on peut trouver du calcaire, du grès, des marnes et du flysch. La roche ophite (roche magmatique riche en clinopyroxène et plagioclase, dont l'aspect évoque une peau de serpent), quant à elle, est née des écoulements locaux de volcan.
Il y a 100 millions d'années, au Crétacé moyen, l'Espagne quitte la proximité du Massif armoricain, mouvement qui va aboutir à la formation des Pyrénées, tout en coulissant le long de la faille nord pyrénéenne (zone d'accidents tectoniques) Ceci a abouti à la création de la zone métamorphique nord pyrénéenne qui mêle calcaires métamorphiques ("marbres") et roches volcaniques (syénites), signes d'une brusque montée de la température dans la croûte et le manteau sous-jacent.
La chaîne des Pyrénées est donc née de la collision entre les plaques lithosphériques européenne et ibérique, qui s'affrontent depuis la période du Crétacé supérieur (80 millions d'années avant notre ère). La convergence Nord-Sud des plaques Europe et Ibérie a généralement été accompagnée de mouvements latéraux Est-Ouest (les décrochements), conduisant au découpage de la chaîne en une multitude de blocs dont on retrouve l'empreinte dans l'étonnante diversité des formes du relief pyrénéen.
C'est à l'Eocène que les plaques Europe et Ibérie entrent en collision. Cet affrontement fait naître les Pyrénées telles que nous les connaissons aujourd'hui. Le domaine maritime a été comprimé du fait du rapprochement de la plaque ibérique sur celle européenne. Le vieux socle constitué de granite et de terrains primaires s'est hissé à des altitudes de plusieurs milliers de mètres.
À l'Oligocène, il y a 28 millions d'années, avec l'ouverture de la Méditerranée, une partie des Pyrénées a été engloutie sous la mer.
Au Quaternaire, lors des premières grandes invasions glaciaires, à l'aube du Paléolithique, les Pyrénées apparaissent à nouveau démantelées, ayant perdu plusieurs milliers de mètres d'épaisseur depuis la phase alpine. Les matériaux arrachés s'épandent sur l'avant-pays. La chaîne est entaillée de vastes vallées glaciaires d'orientation globale Nord-Sud.
En conclusion, nous pouvons rappelé qu' il y a eu deux chaînes des Pyrénées :
l'une, née à l'ère primaire et ayant laissé place à la mer pendant environ deux cent millions d'années.
l'autre, formée au quaternaire quand les glaciers ont recouvert la chaîne et taillé les vallées.
Une plaque tectonique (également appelée plaque lithosphérique) est une couche massive et irrégulièrement formée de plaque de roches, généralement composées de lithosphère continentale et océanique. La taille de la plaque peut changer considérablement, de quelques centaines à plusieurs milliers de kilomètres; les plaques pacifiques et antarctiques sont parmi les plus grandes. L'épaisseur d'une plaque change également énormément, s'étendant de moins de 15 kilomètres pour la jeune lithosphère océanique à environ 200 kilomètres ou plus pour la lithosphère continentale antique (par exemple, les régions intérieures des Amériques du Sud et du Nord). Comment ces plaques flottent-elles en dépit de leur poids énorme? La réponse se situe dans la composition des roches. La croûte continentale se compose de roches granitiques constituées de minerais relativement légers tels que le quartz et le feldspath. En revanche, la croûte océanique se compose de roches basaltiques, qui sont beaucoup plus denses et plus lourdes. Les variations d'épaisseur sont la manière que la Nature à de compenser en partie, le déséquilibre entre le poids et la densité des deux types de croûte. Puisque les roches continentales sont beaucoup plus légères, la croûte sous les continents est beaucoup plus épaisse (pas moins de 100 kilomètres) tandis que la croûte sous les océans est d'environ 5 kilomètres d'épaisseur. Comme les icebergs, dont seulement le sommet est visible au-dessus de l'eau, les continents sont profondément enracinés pour maintenir leur épaisseur. Comme beaucoup de choses sur Terre, les plaques évoluent. Celles, composées en partie ou entièrement de lithosphère océanique peuvent descendre sous une autre plaque, habituellement plus légère et la plupart du temps une plaque continentale, et disparaître par la suite complètement. Ce processus se produit maintenant au large de la côte des états de l'Orégon et de Washington. La petite plaque de Juan de Fuca, un reste de la grande plaque océanique appelée Farallon, sera, un jour, entièrement engloutie puisqu'elle continue de descendre sous la plaque Nord-américaine.
