Grès charbonneux à empreintes de feuilles de fougères

Grès charbonneux (matière organique fossile) provenant de la carrière de Graissessac dans l’Hérault. Interstratifiés avec des niveaux de charbons, ces grès présentent sur leur surface stratigraphique de nombreux fossiles de végétaux.

Du genre Pecopteris (du grec –pec, peigne et –pteri, aile), elle date du Carbonifère, soit environ 300 millions d’années. Il s’agissait de fougères arborescentes, avec un tronc qui pouvaient atteindre plusieurs mètres de haut.

Ces fossiles végétaux trouvés en abondance nous informent sur le climat chaud et humide qui régnait à l’époque en France. Il faut imaginer l’écosystème du Carbonifère comme une forêt équatoriale chaude et humide peuplée d’arthropodes géants.

Argilite à pseudomorphoses de cristaux de glace

Une pélite permienne montrant des empreintes (en creux) de cristaux en forme d'aiguilles maintenant disparus (carrière de Loiras, Le Bosc, Hérault)

La comparaison de ces structures avec des structures actuelles de même forme et de même taille permet d'en proposer une interprétation : il s'agirait d'empreintes de cristaux de glace ayant « poussé » dans une vase humide molle.

La présence des pseudomorphoses de cristaux de glace dans le Permien basal du bassin de Lodève permet de préciser les reconstitutions paléogéographiques et paléoclimatiques. Au Permien inférieur, la France était située à l'équateur. Or, il semble bien que le lac permien pouvait geler épisodiquement, malgré un climat globalement favorable à la végétation. Pour qu'un lac équatorial puisse geler, on est amené à supposer qu'il s'agissait d'un lac de montagne, situé à une certaine altitude au sein de la chaîne hercynienne qui vient de se former.

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Grès rouge à ripple-marks

Ce grès rouge, daté du Trias inférieur, présente sur sa surface supérieure des rides légèrement asymétriques à crêtes parallèles.

Ces rides de petites amplitudes (> cm) et de petite longueur d’onde (qq cm) se forment sous une faible tranche d’eau sous l’effet d’un courant unidirectionnel laminaire (crête rectiligne) donc de faible énergie.

Ces rides peuvent être interpréter comme un courant de dérive au bord d’une étendue d’eau continentale (couleur rouge : milieu oxydant) peu profonde comme un lac éphémère ou un chenal fluviatile abandonné.

ripple marks actuels dans le Djebel Saghro, Moyen Atlas, Maroc

Arkose

Comme tous les grès, l'arkose est une roche détritique riche en quartz (jusqu'à 60 %), de feldspath (au moins 25 %), souvent de quelques micas et d'un ciment composé d'argile (environ 15 %). mais il a comme originalité d'être un grès grossier, feldspathique.

L'arkose se rencontre souvent près des granites et des gneiss car elle provient de leur altération essentiellement mécanique et/ou chimique mais modéré (préservation des feldspaths). Le transport doit aussi être réduit pour conserver les feldspaths plus fragiles que les quartz.

En résumé, les arkoses se forment à partir d'éléments ayant subit un transport faible et/ou une altération mécanique ou chimique modérée par exemple sous un climat froid, peu hydrolysant.

Grès rouge

Grès vosgien du Trias inférieur (Bundsandstein) à laminations obliques planes.

Dépôts continentaux fluvio-deltaiques.

Argilites rouges à "mud-cracks"

Les argiles se déposent par décantation dans un milieu aquatique calme en formant des lamines planes horizontales.

La couleur rouge traduit la présence d'oxydes de fer, comme l'hématite, témoin d'un milieu de dépôt oxydant généralement continental.

Des fentes de dessication polygonales (mud-cracks) se forment lorsque les argiles se déshydratent et perdent leur volume initial (rétractation). Ces structures traduisent une émersion sous un climat plus sec.

Sur cet échantillon, les fentes de rétraction sont remplies par une roche grèseuse, anciennement un sable. Le remplissage de ces mudcracks s'est effectué dans un milieu plus agité ou dynamique (immersion lors d'une crue par exemple).

En résumé, les mudcracks traduisent une émersion sous un climat sec dont la durée est difficile à quantifiée. Par contre les argilites, se déposent sous un climat humide.

Ces dépôts s'interprètent comme un marqueur de saisonnalité dans un milieu fluvio-lacustre éphémère.

mudcracks fossile dans le Djebel Saghro, Moyen Atlas, Maroc

Ampélites à Graptolites

Cet échantillon daté du Silurien du massif armoricain provient de la Presqu’île de Crozon.

Cette couche centimétrique d'argiles et de silts de couleur noire, s'est déposée dans un environnement marin calme.

Sa couleur est reliée à sa relative teneur en matière organique conservée entre les particules silicoclastiques. Ces ampélites se sont déposés dans un milieu aquatique anoxique (sans oxygène) issue d’une stratification des eaux dans un milieu marin restreint.

Le Silurien succède à l’Ordovicien, qui se termine par une glaciation. A cette époque, les eaux froides et anoxiques, plus lourdes, stagnent au fond d’un bassin où le réchauffement climatique réactive la production primaire en surface. Puis la matière organique morte sédimente au fond sans être oxydée et se retrouve préservée dans le sédiment.

La production organique de surface est caracérisée par des organismes coloniaux (sicules) vivant dans des loges (thèques) formant une structure allongée dentelée (le rhabdosome) : ce sont les graptolites.

Argilite rouge à empreintes de gouttes de pluie

Cet échantillon daté de l'Ordovicien inférieur du massif armoricain provient de la baie de Saint-Brieuc.
Cette couche centimétrique d'argiles de couleur rouge, s'est déposée dans un environnement calme ( système fluvio-lacustre distal) probablement continental comme le suggère le fer oxydé de couleur rouge qui donne la teinte de l'échantillon.

Cette couche peut-être orientée par la présence sur une des surfaces de petits cratères d'impacts de gouttes de pluie. Les cratères en creux sont sur le toit (haut) de la strate, alors que les impacts en relief (moulages des cratères) sont sur le mur c'est-à-dire la base de la strate.
Ces indices supposent un climat chaud et humide (hydrolyse de de minéraux riche en fer, lessivage et précipitation des oxydes). Les traces de pluie suggèrent une émersion (période sèche, ou décrue) suivie d'une période humide (pluie et inondation).