Mots clés : sédimentation fluviatile, delta, grès, conglomérat, progradation, surface d'érosion, terminaison sigmoïde, critère de polarité

Les faciès fluvio-deltaïques du Crétacé terminal lacustre (faciès dit Rognacien) du Sud de la France

Pierre Thomas

Laboratoire de Géologie de Lyon / ENS Lyon

Olivier Dequincey

ENS Lyon / DGESCO

21/04/2014

Résumé

Surfaces d'érosion, terminaisons sigmoïdes et critères de polarité dans des figures sédimentaires continentales de progradation.


Figure 1. Stratifications obliques dans des alternances de grès fins et grossiers (anciens sables et graviers), Crétacé terminal du Sud de la France (faciès dit Rognacien)

Stratifications obliques dans des alternances de grès fins et grossiers (anciens sables et graviers), Crétacé terminal du Sud de la France (faciès dit Rognacien)

Le couteau qui donne l'échelle est posé dans une fracture au sein d'un banc de grès fin et rougeâtre. Ce banc sub-horizontal repose sur un banc plus grossier constitué d'une succession de couches élémentaires sigmoïdes inclinées vers la droite. La limite couche de grès rouge / couches sigmoïdes et très nette, avec un angle variant de 20 à 30°. Il s'agit d'une surface d'érosion. Par contre, chaque couche élémentaire sigmoïde vient tangenter la limite inférieure du banc grossier avec un angle très faible à nul. On a là typiquement un dispositif de sédimentation détritique progradante, le courant ayant déposé ces graviers venant de la gauche. Un dispositif similaire se retrouve au-dessus du couteau, avec une surface sommitale du banc grossier qui est plus nettement une surface d'érosion, mais où on voit moins biens les couches sigmoïdes élémentaires tangenter la surface inférieure.


Au Crétacé terminal, tout le Sud de la France, entre L'Est des Bouches du Rhône et l'Ouest de l'Aude, était occupé par des lacs peu profonds temporaires et des plaines basses inondables s'étendant au sein et/ou au pied de la chaîne pyrénéo-provençale qui commençait à peine à se constituer. Des rivières et torrents descendaient de ces reliefs naissants et se jetaient dans ces lacs ou plaines inondables. Ces rivières y ont déposé sables, graviers et galets, maintenant devenus grès et conglomérats (souvent poudingues, parfois brèches). Parfois, des calcaires lacustres se déposaient pendant les interruptions des apports détritiques.

Plus à l'Ouest, de l'Ariège aux Pyrénées Atlantiques, la paléogéographie du Crétacé terminal était différente : mer peu profonde en Ariège et Haute Garonne, plus profonde dans les Hautes Pyrénées et les Pyrénées Atlantiques (où l'on peut bien voir la limite Crétacé-Tertiaire dans ces séries marines continues, comme à Zumaia, cf. La crise Crétacý-Paléogène et l'hypothèse météoritique, 34 ans après ). Le dernier étage du Crétacé est appelé Maastrichtien[1]. Le faciès continental de ce Maastrichtien supérieur est localement appelé Rognacien, du nom de la ville de Rognac dans les Bouches du Rhône.

Figure 5. Localisation des principaux affleurements de Rognacien dans le Sud de la France

Localisation des principaux affleurements de Rognacien dans le Sud de la France

Sur cet extrait de la carte de France au 1/1.000.000, le Crétacé supérieur (C2) est figuré en vert clair. Il est souvent marin, et riche en rudistes (cf. Les rudistes du Castellet (Var) ). Il y a une émersion généralisée dans toute la région au Crétacé terminal, les faciès marins disparaissent et sont, localement, remplacés par des faciès lacustres et fluviatiles. C'est le plus haut des faciès continentaux du Crétacé terminal qui est localement appelé Rognacien. Les principaux affleurements de Rognacien sont signalés par des croix rouges.


Les notices des cartes géologiques BRGM de la région abondent en descriptions de ce Rognacien. Nous en avons choisi quelques extraits.

À l'Est (carte d'Aix en Provence), « la série crétacée se termine par un épandage important de poudingues (2 à 4 m) à éléments variés : grès, quartzites, quartz, calcaires jurassiques ou crétacés. Au-dessous de ces poudingues, la série consiste en grès et argiles avec des lentilles de poudingues identiques aux poudingues supérieurs. Cet ensemble renferme des œufs de Dinosauriens ».

Au centre (carte de Montpellier), « ce Crétacé terminal continental peu épais est caractérisé par deux faciès : des calcaires lacustres noduleux roses à avec l'alternance d'argiles brun rouge, et des grès à patine brune, à dragées de quartz, associés à des grès calcaires à pisolites et des débris de plantes et des argiles ; les grès ont fourni un assez grand nombre d'os et d'œufs de Dinosaures ».

À l'Ouest (carte de Capendu), « ce Crétacé terminal continental consiste en un ensemble complexe dans le détail de dépôts fluviatiles (conglomérats et grès), de dépôts de plaines d'inondation et/ou de lacs très peu profond (limons, calcaires lacustres micritiques et bréchiques, calcaires palustres -calcaires à traces de pédogenèses, racines, nodules, fentes de dessiccation-) ».

À l'extrême Ouest (carte de Quillan), « ce Crétacé terminal continental est un conglomérat polygénique à éléments carbonatés de nature variable. La matrice peut être gréso-carbonatée, le ciment est calcaire. Outre ces éléments lithologiques, ce poudingue renferme des oncolithes de cyanobactéries et des débris d'oeufs de dinosauriens ».

Ces quatre extraits permettent de bien reconstituer la paléogéographie rognacienne de la Provence et du Languedoc.

Figure 6. Extrait de la notice de la carte géologique Montpellier 1/50.000 reconstituant la paléogéographie rognacienne

Extrait de la notice de la carte géologique Montpellier 1/50.000 reconstituant la paléogéographie rognacienne

On voit les reliefs peu élevés de la chaîne pyrénéo-provençale naissante, reliefs séparés par des plaines d'inondation et des lacs temporaires où venait se déposer ce que les cours d'eau transportaient : sables, graviers et galets issus des montagnes en tout début de formation. Parce que les restes de dinosaures et surtout leurs œufs « abondent » dans ces couches, les dessinateurs du BRGM ont rajouté un dinosaure se promenant sur les berges d'une rivière. Des œufs peuvent être trouvés ici ou là à l'occasion de travaux ( Œufs fossiles à Vitrolles ). Il y a d'ailleurs quatre musées montrant des dinosaures dans la région. D'Est en Ouest, on peut visiter le musée d'Aix en Provence, celui de Mèze, celui de Cruzy et celui d'Espéraza.


Se promener dans la garrigue provençale et languedocienne est toujours un plaisir pour un naturaliste. En plus des senteurs méridionales, et à défaut de rencontrer des dinosaures (non aviens) pas si fréquents que ça, on ne peut manquer de tomber sur de superbes figures sédimentaires illustrant la notion de stratifications obliques, le phénomène de progradation… Voir, par exemple, Stratifications obliques dans les grès du Cuisien de La Caunette, Hérault et Progradation et genèse de stratifications obliques ).

Nous vous montrons, ci-dessous, des images supplémentaires illustrant ces phénomènes, autant d'invitations à ne pas « bronzer idiot » quand vous irez dans ces régions. Dans la plupart des cas, on peut noter les couches sigmoïdes individuelles venir tangenter la base du banc qu'elles constituent, et être recoupées à leur sommet par une surface d'érosion. Sommet et base différents forment un bon critère de polarité et permettent d'orienter la couche (haut / bas) dans les régions tectonisées où les couches peuvent être retournées et inversées.


Figure 17. Deux belles couches (à l'endroit) montrant des figures de progradation et limitées à leur partie supérieure par de belles surfaces d'érosion

Deux belles couches (à l'endroit) montrant des figures de progradation et limitées à leur partie supérieure par de belles surfaces d'érosion

L'utilisation combinée surface d'érosion – figure de progradation comme critère de polarité saute aux yeux (comparer à la figure suivante).


Figure 18. Deux belles couches (à l'envers) montrant des figures de progradation et limitées à leur partie supérieure par de belles surfaces d'érosion

Deux belles couches (à l'envers) montrant des figures de progradation et limitées à leur partie supérieure par de belles surfaces d'érosion

L'utilisation combinée surface d'érosion – figure de progradation comme critère de polarité saute aux yeux (comparer à la figure précédente).


Figure 19. Zoom sur les deux belles couches (à l'endroit) montrant des figures de progradation et limitées à leur partie supérieure par de belles surfaces d'érosion

Zoom sur les deux belles couches (à l'endroit) montrant des figures de progradation et limitées à leur partie supérieure par de belles surfaces d'érosion

L'utilisation combinée surface d'érosion – figure de progradation comme critère de polarité saute aux yeux (comparer à la figure suivante).


Figure 20. Zoom sur les deux belles couches (à l'envers) montrant des figures de progradation et limitées à leur partie supérieure par de belles surfaces d'érosion

Zoom sur les deux belles couches (à l'envers) montrant des figures de progradation et limitées à leur partie supérieure par de belles surfaces d'érosion

L'utilisation combinée surface d'érosion – figure de progradation comme critère de polarité saute aux yeux (comparer à la figure précédente).




[1] Le nom de l'étage Maastrichtien vient de la ville de Maastricht, située au Pays Bas. Cette ville est célèbre à trois titres : (1) par son célèbre traité entré en vigueur en 1993 et organisant le fonctionnement de l'Union Européenne, (2) par ses affleurements de Crétacé terminal marin où ont été trouvés (en 1780) les premiers mosasaures (mot qui signifie lézard de la Meuse, du nom de la rivière passant dans cette ville), (3) parce que c'est au pied de ses remparts qu'est mort le 25 juin 1673 le célèbre d'Artagnan (personnage historique, bien que beaucoup croient qu'il a été inventé par Alexandre Dumas, voire par Hollywood).

Mots clés : sédimentation fluviatile, delta, grès, conglomérat, progradation, surface d'érosion, terminaison sigmoïde, critère de polarité