Image de la semaine | 02/09/2019

Les stratifications obliques du Miocène provençal, région de Fontaine de Vaucluse (Vaucluse)

02/09/2019

Auteur(s) / Autrice(s) :

  • Pierre Thomas
    Laboratoire de Géologie de Lyon / ENS de Lyon

Publié par :

  • Olivier Dequincey
    ENS de Lyon / DGESCO

Résumé

Stratifications obliques, progradation et chenaux, dans le Burdigalien calcaire de Provence.

Vue d'ensemble d'un bord de route près de Saumane de Vaucluse, bord de route montrant de très belles stratifications obliques
Figure 1. Vue d'ensemble d'un bord de route près de Saumane de Vaucluse, bord de route montrant de très belles stratifications obliques — ouvrir l’image en grand

Quasiment tous les bords de route du secteur permettent de faire les mêmes observations.

Localisation par fichier kmz du secteur de Saumane de Vaucluse.

Vue de détail du bord de route de la photo précédente près de Saumane de Vaucluse, bord de route montrant de très belles stratifications obliques
Figure 2. Vue de détail du bord de route de la photo précédente près de Saumane de Vaucluse, bord de route montrant de très belles stratifications obliques — ouvrir l’image en grand
Vue de détail de stratifications obliques d'un bord de route près de Saumane de Vaucluse avec vue interprétée
Figure 3. Vue de détail de stratifications obliques d'un bord de route près de Saumane de Vaucluse avec vue interprétée — ouvrir l’image en grand

Sur la photo interprétée, partons du niveau repère qui traverse toute la photo de gauche à droite : le niveau 6 (rouge). Ce niveau 6 montre des stratifications penchées vers la gauche ; elles ont été déposées par un courant venu de droite. Ce niveau 6 est recouvert/recoupé par le niveau 7, lui aussi déposé par un courant venant de la droite d'après le pendage des stratifications élémentaires. Ce niveau 6 recouvre par l'intermédiaire d'une surface d'érosion les niveaux 5 à 1. Les couches 5 et 4, à peu près parallèles, recoupent les couches 3, 2 et 1 par une autre surface d'érosion. Les stratifications des ensembles 5 à 1 indiquent qu'elles ont été déposées par des courants venant de gauche.

Nous avons vu récemment une série sédimentaire continue, régulière et sans lacune, déposée en eau calme dans un bassin marin profond : l'Hauterivien (Crétacé inférieur) du bassin vocontien (cf. Les alternances marno-calcaires, les slumps et le GSSP (Global boundary Stratotype Section and Point) de la base de l'Hauterivien (Crétacé inférieur) de La Charce (Drôme). Toutes les séries sédimentaires n'ont pas ces caractéristiques. Nous vous montrons cette semaine une série sédimentaire avec des caractéristiques inverses, une série discontinue, irrégulière, avec des lacunes, et déposée dans des eaux parcourues de courants dans un bassin peu profond : le Burdigalien (20,5 à 16 Ma, Miocène inférieur) provençal. La notice de la carte géologique de Carpentras au 1/50 000 résume ainsi la nature du Burdigalien des environs de Fontaine de Vaucluse et de Saumane de Vaucluse : « 50 m de grès grossiers calcaires (calcirudite) glauconieux, en feuillets obliques ou réguliers, donnant parfois une arène verdâtre. La macrofaune consiste en débris de Chlamys, Scutelles, Anomies, Balanes et dents de Squales. Ces niveaux sont surmontés de 60 m de calcirudite glauconieuse, en bancs massifs, formant corniche, avec des feuillets à grande stratification oblique, parfois ravinés par des chenaux décamétriques. »

En fait, le Burdigalien provençal est un véritable “musée” des stratifications obliques et entrecroisées, des chenaux… Les stratifications obliques sont formées par deux processus, assez souvent associés : (1) la progradation, (cf. Progradation et genèse de stratifications obliques), et (2) le creusement (par des courants) de chenaux dans une série stratifiée précédemment déposée, suivi par leur remplissage. Des surfaces d'érosion plus vastes recoupent souvent le tout. Ces stratifications obliques existent à toutes les échelles, de l'échelle décimétrique à infra décimétrique (cf., par exemple, Les faciès fluvio-deltaïques du Crétacé terminal lacustre (faciès dit Rognacien) du Sud de la France) à l'échelle hectométrique (cf., par exemple, Stratifications obliques de grande taille dans l'Archéen d'Afrique du Sud, canyon de la Blyde River).

Nous vous montrons ici 19 images de belles stratifications obliques d'échelle décimétrique à décamétrique, toutes photographiées dans les grès calcaires Burdigalien entre Fontaine de Vaucluse et Saumane de Vaucluse (Vaucluse).

Bloc diagramme très théorique illustrant les géométries possibles des stratifications obliques
Figure 4. Bloc diagramme très théorique illustrant les géométries possibles des stratifications obliques — ouvrir l’image en grand

Sur la face avant on voit ce qui peut être interprété comme des figures de progradation. Les couches supérieures (teinte intermédiaire) ont été déposées par des courants venant de droite (flèche bleue), chacune des trois séquences reposant sur la précédente par l'intermédiaire d'une surface d'érosion. L'histoire des couches inférieures (les plus sombres) est la même, sauf que le courant venait de gauche. Ces deux ensembles sont séparés par des couches (les plus claires) déposées en milieu calme, sans courant (donc sans pendage interne).

La face latérale droite montre qu'on était dans un environnement avec des courants étroits creusant des chenaux dans le substratum. Si la vitesse des courants diminuait, le creusement s'arrêtait et au contraire le chenal se remblayait de sédiments. Le remblaiement pouvait prograder d'amont vers l'aval. Pour chacune des 17 photos suivantes, vous pourrez ainsi reconstituer types et chronologies des dépôts.

Vue d'ensemble d'une tranchée de route 200 m au Sud de Saumane de Vaucluse montrant des coupes différemment orientées dans les stratifications obliques
Figure 8. Vue d'ensemble d'une tranchée de route 200 m au Sud de Saumane de Vaucluse montrant des coupes différemment orientées dans les stratifications obliques — ouvrir l’image en grand

Un bel exercice à faire sur le terrain pour reconstituer en 3D un système sédimentaire complexe. Les huit photos suivantes ont été prises dans cette tranchée et montrent soit des figures de progradation classiques, soit des figures de chenaux, soit un mélange des deux.

Vues aériennes de la Baie de Somme prises à 10 ans d'intervalle, 2007 pour l'image de droite, 2017 pour l'image de gauche
Figure 22. Vues aériennes de la Baie de Somme prises à 10 ans d'intervalle, 2007 pour l'image de droite, 2017 pour l'image de gauche — ouvrir l’image en grand

Le déplacement des chenaux et des bancs de sable est évidente. C'est dans un milieu aussi variable, avec sans doute l'influence des marées, qu'a dû se déposer le Burdigalien de Saumane de Vaucluse et Fontaine de Vaucluse.

Localisation de Fontaine de Vaucluse (punaise rouge) et de la Baie de Somme (punaise bleue) sur la carte géologique de France au 1/1 000 000
Figure 27. Localisation de Fontaine de Vaucluse (punaise rouge) et de la Baie de Somme (punaise bleue) sur la carte géologique de France au 1/1 000 000 — ouvrir l’image en grand