Soultz-les-Bains - Sur le terrain

 

 

Arrivée à la carrière

1. Carrière

Le meilleur endroit pour apprécier la carrière dans sa globalité est de se placer sur le talus planté de vignes en face de la carrière ; l'échantillonnage du grès et du calcaire est fortement déconseillé à cause du danger de chutes de pierres.

Le terre plein, en face du front de carrière

 

- front de taille : 100 m

- à la base, formation du "Grès à Voltzia" du Bundsandstein, lui même composé de deux unités, le "Grès à meules", massif (6 m d’épaisseur) de teinte rose et le "Grès argileux", stratification sub-horizontale (6 m d’épaisseur),

- au sommet, le "Grès coquillier", de teinte jaunâtre à stratification horizontale comprenant des figures de charge en forme de "miche" du Muschelkalk inférieur (6 à 10 m d’épaisseur).

Grès à Voltzia rose et Grès coquillier sommital jaunâtre

 

2. Le Grès à Voltzia

2.1. Le Grès à meules : domaine margino-littoral deltaïque ou estuarien

Le Grès à meules est ainsi nommé en raison de son grain fin homogène finement lié à de l’argile ce qui en fait un matériau de choix pour la fabrication des meules mais aussi pour les sculptures (cathédrale de Strasbourg).

Les caractéristiques du Grès à meule sont :

- des bancs de grès massif rose à gris en forme de lentilles, séparés par des niveaux argileux, dans lesquels ont été trouvés des fossiles. Les lentilles de grès compact ont une taille de l’ordre de plusieurs mètres. Ces lentilles correspondent à d'anciens chenaux ;

- le grès, compact et dur, peut être découpée en blocs suivant les diaclases ; la circulation de fluides dans les diaclases a formé des liserés d’oxydes de fer et des dendrites de manganèse ;

- une épaisseur de 7 à 8 m ;

- une composition minéralogique de grains de quartz fins et de micas cimentés par de l’argile et du quartz. Les variations de couleur du Grès à Voltzia sont dues aux variations du degré d'oxydation du fer présent dans la roche (Fe²⁺ vert / Fe³⁺ orange à rose) ainsi qu'aux variations de sa concentration.

Bancs de grès rose à gris en forme de lentilles

Grès à Voltzia : bloc de Grès à Voltzia découpé par les diaclases marquées d'un liseré d'oxydes de fer.

Dans les lentilles argileuses qui s’érodent facilement ont été trouvés des fossiles permettant de caractériser deux types de paléobiocénoses (assemblages de fossiles ayant vécu dans le même milieu) identifiées par J.C Gall :

- une paléobiocénose à Crustacés (Méduses, Annélidés, Crustacés, Limules, Brachiopodes, pontes et larves d’insectes aquatiques…) et des éléments de faune et flore terrestres ;

- une paléobiocénose à Lingules et Lamellibranches.

On ne  trouvera pas ces fossiles dans la carrière ; même s'ils sont plus abondants que dans le Grès vosgien, ils ont tous déjà été ramassés ou érodés.

Erosion : disparition de lentilles argileuses dans le grès à Voltzia

Variation de teintes daes niveaux argileux du grès à Voltzia dues aux variations du degré d'oxydation du fer présent dans la roche

On reconnaît plusieurs faciès dans le Grès à meules :

- Grès de dépôt, correspondant à une barre de sable ;

- Grès à plantes caractérisé par des végétaux d’origine terrestre ; on y reconnait notamment par ordre de fréquence décroissante : Equissetites sp (prêle), Anomopteris mouggeoti (fougère), Schizoneura heterophylla (prêle), Voltzia heterophylla (conifère)… ;

- Grès de dépôt de flaques saumâtres caractérisé par des Méduses, Lamellibranches, Crustacés ;

- Grès dolomitique, caractérisé par des Lingules (brachiopodes d'eaux saumâtres), Gastéropodes et Lamellibranches.

Pour Duringer et Gall (Transgression et régression marines sur la marge occidentale du bassin germanique durant le Trias Moyen : une symétrie ?, Assoc. Sédim. Français N°4, 1987), « le Grès à Voltzia inférieur est l’héritier du long épisode fluviatile du Buntsandstein. L’imbrication des faciès définit un environnement fluvio-marin. Des chenaux à remplissage de grès fin voisinent avec des lentilles argileuses qui représentent les dépôts de la plaine d’inondation. De rares passées carbonatées à faune marine sont les témoins de brèves incursions marines provoquées lors des tempêtes. Une riche faune aquatique coexiste avec des animaux et des végétaux terrestres. La présence de lingules implique l’existence d’étendues d’eaux saumâtres».

2.2. Le Grès argileux : un milieu margino - littoral

Ce Grès argileux a révélé des fossiles utiles à l'identification du  paléoenvironnement. On note aussi la présence de dolomie dans cette formation.

Les caractéristiques du Grès argileux sont:

- des bancs régulièrement stratifiés, de couleur violacée

- une stratification subhorizontale

- une épaisseur de 7 à 10 m

- des fossiles : essentiellement des Lingules, mais aussi des Myophoria vulgaris (mollusques lamellibranches), divers Ostracodes (crustacés) et des Echinodermes. On peut y voir également des bioturbations crées par les terriers d’animaux marins.

Grès argileux (partie violette), caractérisé par une stratification subhorizontale

Bioturbation dans le Grès à Voltzia (unité du grès argileux)

Pour Duringer et Gall (Transgression et régression marines sur la marge occidentale du bassin germanique durant le Trias Moyen : une symétrie ?, Assoc. Sédim. Français N°4, 1987), « Le contact entre Grès à meules et Grès argileux est brutal. Il se traduit par une troncature des faciès déposés antérieurement. Remarquable par sa planéité, ce contact s’observe dans tout le NE de la France et en particulier sur les fronts de taille des carrières de Soultz-les-Bains, de Petersbach et d’Adamswiller ».

3. Le Grès coquillier : milieu marin permanent

Ce grès, de couleur jaune clair, présente des caractéristiques particulières

- une chimie : présence de carbonates de calcium ou de magnésium (dolomie)

- des figures sédimentaires : déformations plicative en forme de « miches »

- des bancs : généralement bien lités d’épaisseur variant de 0,2 m à 1m

- une stratification horizontale

- une épaisseur de 40 m

- des fossiles : une faune riche en Brachiopodes, Lamellibranches, Gastéropodes ; présence de bioturbation…

La plupart des organismes marins du Grès à Voltzia se retrouvent dans les Grès coquilliers.

Grès coquillier : nombreux fossiles (coquilles)

Limite entre Grès argileux (sub horizontal, fin, rose à rosâtre) et le Grès coquillier, jaune clair

Autrefois, on pouvait monter par un  sentier périlleux jusqu'à la limite entre  le Grès argileux de teinte violacée et le Grès coquillier moins massif et de couleur jaune.

Les « miches » présentent un ombilic orienté vers le haut et sont interprétées comme des structures sableuses et argileuses se mettant en place à la faveur de séismes : le sable de la couche supérieure s’enfonçant dans l’argile sous-jacente gorgée d'eau en formant des structures sphériques et concentriques (structures de charge).

Structure de charge (« miches arrondies ») dans le Grès coquillier

Structure de charge du Grès coquillier : érodée et tombée au sol

Pour Duringer et Gall (Transgression et régression marines sur la marge occidentale du bassin germanique durant le Trias Moyen : une symétrie ?, Assoc. Sédim. Français N°4, 1987), « ... Le passage du Grès argileux au Muschelkalk inférieur s’établit progressivement. Il se traduit par l’affirmation de la sédimentation carbonatée (dolomies, marnes) et par la diversification de la faune marine où les premiers céphalopodes (cératites) font leur apparition... »

Interprétation de la formation décrite dans la carrière de Soultz-les-Bains

Les indices stratigraphiques et sédimentaires comme les biocénoses révèlent l’existence d’une transgression marine au Muschelkalk inférieur venant de l’Est (mer germanique) et s’installant sur les formations sédimentaires d’origine fluviatile détritique du Buntsandstein.

Pour conclure, Duringer et Gall (Transgression et régression marines sur la marge occidentale du bassin germanique durant le Trias Moyen : une symétrie ?, Assoc. Sédim. Français N°4, 1987) font remarquer :

"- au sein du Grès à Voltzia, la mise en place des bancs carbonatés à faune marine est précédée par une phase d’érosion qui efface les dépôts antérieurs,

- l’installation du régime marin s’effectue d’une manière hésitante avec de fréquences récurrences fluviatiles,

- le signal paléoécologique du changement de paysage est constitué par les Lingules en position de vie,

- la faune enregistre plus précocement la transgression que le passage silicates-carbonates".