Reconstituer le paléoenvironnement du Carbonifère inférieur dans la Carrière du Boulonnais (Pas de Calais)

Pierre Thomas

Laboratoire de Géologie de Lyon / ENS Lyon

Diane Vidier

Docteur en géologie

Olivier Dequincey

ENS Lyon / DGESCO

13/10/2014

Résumé

Indices des conditions de dépôt au Viséen dans le Nord - Pas de Calais : ripple marks , fentes de dessiccation, coraux...



Nous avons vu les deux dernières semaines la Carrière du Boulonnais qui exploite des calcaires viséens grâce à Yves Robitaillé, du groupe Carrières du Boulonnais (cf. La plus grande carrière de France : les Carrières du Boulonnais et Les stromatolithes de la Carrière du Boulonnais ). Ces calcaires contiennent souvent de magnifiques stromatolithes. Les stromatolithes, concrétions calcaires la plupart du temps d'origine bactérienne, nous renseignent sur la profondeur où elles croissaient : dans la zone photique, donc à moins d'une centaine de mètres de profondeur, ce qui est assez peu précis. Elles ne renseignent ni sur la nature de l'eau, ni sur son agitation, ni sur l'épaisseur précise de la tranche d'eau, ni sur le climat… puisqu'il existe aujourd'hui des stromatolithes marines, lacustres ou de rivières, et qu'elles croissent aussi bien sous les tropiques qu'en Patagonie du Sud. Mais en cherchant dans les différents niveaux du Viséen qui affleurent dans cette Carrière du Boulonnais, on trouve (1) des ripple marks dissymétriques montrant l'existence de courants (d'air ou d'eau), courants dont on peut carter les directions, (2) des fentes de dessiccation montrant que les sédiments se sont déposés sous une très faible épaisseur d'eau susceptible de s'assécher, (3) des coraux montrant qu'il s'agissait d'eau de mer en climat chaud (en supposant que les coraux carbonifères avaient les mêmes exigences écologiques que les coraux actuels). Si on postule que ces différentes conclusions tirées de l'étude de couches différentes (mais situées au même endroit et peu séparées dans le temps) peuvent s'appliquer à l'ensemble du Viséen régional, on peut bien reconstituer l'environnement marin du Nord - Pas de Calais au Carbonifère inférieur : un environnement qui ressemblait beaucoup à celui des Bahamas actuelles, où l'on retrouve aujourd'hui stromatolithes, coraux, courants, mer chaude très peu profonde...


Figure 3. Dalle calcaire en place montrant de superbes ripple marks vus de dessus, Viséen (Carbonifère inférieur) de la Carrière du Boulonnais (Pas de Calais)

Dalle calcaire en place montrant de superbes ripple marks vus de dessus, Viséen (Carbonifère inférieur) de la Carrière du Boulonnais (Pas de Calais)

Cette dalle est située dans la partie centrale du Haut Banc inférieur.


Figure 4. Superbes ripple marks vus "de dessus" Viséen (Carbonifère inférieur) de la Carrière du Boulonnais (Pas de Calais)

Superbes ripple marks vus "de dessus" Viséen (Carbonifère inférieur) de la Carrière du Boulonnais (Pas de Calais)

Cette dalle est située dans la partie centrale du Haut Banc inférieur.


Figure 5. Bloc de calcaire montrant des ripple marks dissymétriques vus en section, Viséen (Carbonifère inférieur) de la Carrière du Boulonnais (Pas de Calais)

Bloc de calcaire montrant des ripple marks dissymétriques vus en section, Viséen (Carbonifère inférieur) de la Carrière du Boulonnais (Pas de Calais)

Ce bloc provient de la base du Haut Banc inférieur.

Ces ripple marks, dissymétriques, ont été produits par un courant allant de droite à gauche (dans la position actuelle du bloc). Ces calcaires sont des grainstones (ancien sable calcaire à grain très fin). Le courant à l'origine de ces ripple marks pourrait être un vent, un courant d'eau très superficiel type courant de marée, ou un courant profond comme on peut en voir par plusieurs centaines ou milliers de mètres de profondeur.


Figure 6.  Ripple marks dissymétriques vus en section, Viséen (Carbonifère inférieur) de la Carrière du Boulonnais (Pas de Calais)

Ripple marks dissymétriques vus en section, Viséen (Carbonifère inférieur) de la Carrière du Boulonnais (Pas de Calais)

Ce bloc provient de la base du Haut Banc inférieur.

Ces ripple marks, dissymétriques, ont été produits par un courant allant de droite à gauche (dans la position actuelle du bloc). Ces calcaires sont des grainstones (ancien sable calcaire à grain très fin). Le courant à l'origine de ces ripple marks pourrait être un vent, un courant d'eau très superficiel type courant de marée, ou un courant profond comme on peut en voir par plusieurs centaines ou milliers de mètres de profondeur.


Figure 7. Zoom sur des ripple marks dissymétriques vus en section, Viséen (Carbonifère inférieur) de la Carrière du Boulonnais (Pas de Calais)

Zoom sur des ripple marks dissymétriques vus en section, Viséen (Carbonifère inférieur) de la Carrière du Boulonnais (Pas de Calais)

Ce bloc provient de la base du Haut Banc inférieur.

Ces ripple marks, dissymétriques, ont été produits par un courant allant de droite à gauche (dans la position actuelle du bloc). Ces calcaires sont des grainstones (ancien sable calcaire à grain très fin). Le courant à l'origine de ces ripple marks pourrait être un vent, un courant d'eau très superficiel type courant de marée, ou un courant profond comme on peut en voir par plusieurs centaines ou milliers de mètres de profondeur.


Figure 8. Surface (inclinée à 40° vers le Sud) d'une dalle de calcaire du Viséen (Carbonifère inférieur) de la Carrière du Boulonnais (Pas de Calais)

Surface (inclinée à 40° vers le Sud) d'une dalle de calcaire du Viséen (Carbonifère inférieur) de la Carrière du Boulonnais (Pas de Calais)

Cette dalle est située dans la partie médiane du Haut Banc inférieur.

Cette dalle est affectée par des fentes de dessiccation, montrant que ce calcaire s'est déposé sous une très faible tranche d'eau, susceptible de s'assécher complètement (assèchement temporaire d'un lac ou d'un marécage dans le cas d'une sédimentation lacustre, lors d'une marée basse dans le cas d'une sédimentation marine…).


Figure 9. Dalle de calcaire à fente de dessiccation du Viséen (Carbonifère inférieur) de la Carrière du Boulonnais (Pas de Calais)

Dalle de calcaire à fente de dessiccation du Viséen (Carbonifère inférieur) de la Carrière du Boulonnais (Pas de Calais)

Cette dalle est située dans la partie médiane du Haut Banc inférieur.

Cette dalle est affectée par des fentes de dessiccation, montrant que ce calcaire s'est déposé sous une très faible tranche d'eau, susceptible de s'assécher complètement (assèchement temporaire d'un lac ou d'un marécage dans le cas d'une sédimentation lacustre, lors d'une marée basse dans le cas d'une sédimentation marine…).


Figure 10. Zoom sur les fentes de dessiccation d'une dalle de calcaire du Viséen (Carbonifère inférieur) de la Carrière du Boulonnais (Pas de Calais)

Zoom sur les fentes de dessiccation d'une dalle de calcaire du Viséen (Carbonifère inférieur) de la Carrière du Boulonnais (Pas de Calais)

Cette dalle est située dans la partie médiane du Haut Banc inférieur.

Cette dalle est affectée par des fentes de dessiccation, montrant que ce calcaire s'est déposé sous une très faible tranche d'eau, susceptible de s'assécher complètement (assèchement temporaire d'un lac ou d'un marécage dans le cas d'une sédimentation lacustre, lors d'une marée basse dans le cas d'une sédimentation marine…).


Figure 11. Bloc de calcaire du Viséen (Carbonifère inférieur) de la Carrière du Boulonnais (Pas de Calais) montrant de superbes coraux regroupés (récif de Siphonodendron martini )

Bloc de calcaire du Viséen (Carbonifère inférieur) de la Carrière du Boulonnais (Pas de Calais) montrant de superbes coraux regroupés (récif de Siphonodendron martini)

Ce bloc provient du sommet du Haut Banc supérieur.

L'application du principe d'actualisme permet de proposer que le milieu de sédimentation au Viséen dans le Nord-Pas de Calais (que l'on savait déjà aquatique, très peu profond et avec des courants) était un milieu marin, de mer chaude. On peut remarquer que des coraux vivaient aussi dans la région (à Tournai, en Belgique) au Tournaisien, juste avant le Viséen (cf. La « pierre bleue belge » et ses fossiles du Tournaisien (Carbonifère inférieur) ).


Figure 12. Base d'un bloc de calcaire du Viséen de la Carrière du Boulonnais (Pas de Calais) montrant de superbes coraux regroupés (récif de Siphonodendron martini )

Base d'un bloc de calcaire du Viséen de la Carrière du Boulonnais (Pas de Calais) montrant de superbes coraux regroupés (récif de Siphonodendron martini)

Ce bloc provient du sommet du Haut Banc supérieur.

L'application du principe d'actualisme permet de proposer que le milieu de sédimentation au Viséen dans le Nord-Pas de Calais (que l'on savait déjà aquatique, très peu profond et avec des courants) était un milieu marin, de mer chaude. On peut remarquer que des coraux vivaient aussi dans la région (à Tournai, en Belgique) au Tournaisien, juste avant le Viséen (cf. La « pierre bleue belge » et ses fossiles du Tournaisien (Carbonifère inférieur) ).


Figure 13. Superbes coraux regroupés (récif de Siphonodendron martini ) sur un bloc de calcaire du Viséen de la Carrière du Boulonnais (Pas de Calais)

Superbes coraux regroupés (récif de Siphonodendron martini) sur un bloc de calcaire du Viséen de la Carrière du Boulonnais (Pas de Calais)

L'application du principe d'actualisme permet de proposer que le milieu de sédimentation au Viséen dans le Nord-Pas de Calais (que l'on savait déjà aquatique, très peu profond et avec des courants) était un milieu marin, de mer chaude. On peut remarquer que des coraux vivaient aussi dans la région (à Tournai, en Belgique) au Tournaisien, juste avant le Viséen (cf. La « pierre bleue belge » et ses fossiles du Tournaisien (Carbonifère inférieur) ).


Figure 14. Zoom sur des coraux regroupés (récif de Siphonodendron martini ) sur un bloc de calcaire du Viséen de la Carrière du Boulonnais (Pas de Calais)

Zoom sur des coraux regroupés (récif de Siphonodendron martini) sur un bloc de calcaire du Viséen de la Carrière du Boulonnais (Pas de Calais)

L'application du principe d'actualisme permet de proposer que le milieu de sédimentation au Viséen dans le Nord-Pas de Calais (que l'on savait déjà aquatique, très peu profond et avec des courants) était un milieu marin, de mer chaude. On peut remarquer que des coraux vivaient aussi dans la région (à Tournai, en Belgique) au Tournaisien, juste avant le Viséen (cf. La « pierre bleue belge » et ses fossiles du Tournaisien (Carbonifère inférieur) ).


Figure 15. Gros plan sur des sections transversales de coraux ( Siphonodendron martini) du Viséen (Carbonifère inférieur) de la Carrière du Boulonnais (Pas de Calais)

Gros plan sur des sections transversales de coraux (Siphonodendron martini)du Viséen (Carbonifère inférieur) de la Carrière du Boulonnais (Pas de Calais)

Deux sections sont dignes d'intérêt :

  1. la section légèrement au-dessous du centre de l'image présente des "fantômes" de la structuration radiale interne (cf. figure 6 de La « pierre bleue belge » et ses fossiles du Tournaisien (Carbonifère inférieur) ) conservée malgré la diagenèse et la recristallisation ayant affecté la roche ;
  2. la section au-dessus à droite de mon ongle est affectée d'une micro-faille présentant un décalage millimétrique (faille apparemment inverse dans la position avec laquelle est tenue l'échantillon). Cette faille est là pour nous rappeler que ce Viséen du Boulonnais a subi la tectonique hercynienne, et qu'elle est, entre autres, affectée de nombreuses et importantes failles.

Figure 16. La pointe Sud-Ouest de l'île Andros aux Bahamas

La pointe Sud-Ouest de l'île Andros aux Bahamas

Un possible équivalent actuel de ce à quoi devait ressembler le Carbonifère inférieur de la région Nord-Pas de Calais.


Figure 17. Localisation de la Carrière du Boulonnais dans le Pas de Calais

Localisation de la Carrière du Boulonnais dans le Pas de Calais