HISTOIRE GEOLOGIQUE DU

GEOLOGICAL HISTORY OF

MORVAN

Les Carrières de Gilly-sur-Loire

Front de taille est de la carrière nord dans les dolomies de l'assise A4

Remerciements à la société MORIN SYSTEME-ARCHITECTONIQUE pour nous avoir aimablement autorisé à accéder au site.

Dans la carrière telle qu'elle se présentait au début du 20 ème siècle, Alb.Michel-Lévy [REF] décrit un front de taille dans les calcaires s'étendant sur 150 m. La couche calcaire s'amenuise à l'ouest vers les fours à chaux et elle est interrompue à l'est par un filon de quartz puissant de 60 m. Des veines de minette (lamprophyre) et de microgranulite (microtrondjemite) ainsi que des failles recoupent la couche calcaire surmontée de bancs de dolomie puis de schistes famenniens.

L'exploitation de la chaux arrêtée vers les années 1960 montre schématiquement d'après Lys et al. [REF]: un parement ouest où se succèdent un calcaire gris clair organo-détritique, des calcaires noirs en petits bancs et des calcaires gris clair fins, séparé par une faille verticale d'un parement est où des calcaires plus ou moins dolomitiques gris sombre à rosé sont surmontés par des schistes verdâtres à bruns "famenniens".

Le front de taille relevé par R Trinquard [REF] montre la présence de plusieurs intrusions subverticales de rhyolites dont les contacts avec l'encaissant calcaire ou dolomitique sont souvent faillés et soulignés par des salbandes argileuses. Se référant aux résultats des sondages exécutés par la Société des Carrières de Gilly-sur-Loire, ce même auteur attribue une puissance de 34 m aux dolomies surmontant les calcaires.)

L'âge des calcaires de Diou paraissant bien établi, il restait l'incertitude sur ceux de la rive droite de la Loire. Celle-ci est levée par J. Guffroy [REF] qui découvre de nombreux Conodontes dans les calcaires de Gilly-sur-Loire et de Fontête et qui sont identifiés comme appartenant au Frasnien supérieur - Famennien inférieur par B. Serre. Cette dernière imprécision est levée dans la note de Lys et al. [REF] regroupant les études réalisées sur les microfaunes du Dévonien supérieur du Morvan et qui affine la datation des échantillons récoltés par J. Guffroy. Les espèces caractéristiques de cet étage sont en particulier Palmatolepis marginata, P. triangularis, Bryanthodus dignathus, Ligonodina hindei et Lonchodina brevipennata pour la partie inférieure de l'assise A3 et Palmatolepis quadrantinodosa inflexa, P. deflectens, Icriodus cornutus et I. nodosus pour la partie supérieure de cette même assise, les deux dernières espèces indiquant une plus faible bathimétrie [REF].

les carrieres

CALCAIRES FRASNIENS. LES CARRIERES, 2 km Ouest de Gilly-sur-Loire.

Anciens fours à chaux de l'exploitation des calcaires frasniens dont les fronts de taille présents en arrière et sur la gauche sont envahis et masqués par la végétation.

 Actuellement le site abandonné et pris par la végétation ne montre plus que trois fronts de taille d'inégale importance: deux dans la carrière nord (CN) et un dans la carrière sud (CS) à partir desquels C. Robelin [REF] a reconstitué la succession stratigraphique qui est de bas en haut:

Note : A la limite Frasnien-Famennien, c'est à dire entre le sommet de l'assise dolomitique A4 frasnienne et les premiers sédiments silteux famenniens, se situe une des périodes majeures d'extinction : l'événement Kellwasser durant lequel 70% des espèces marines ont disparues. Stromatoporidés, Coraux tabulés, Brachiopodes, Trilobites, Conodontes, Acritarches, Ammonoîdés, Poisson primitifs furent les groupes les plus touchés par cette crise due vraisemblablement à une baisse de la teneur en oxygène des eaux cotières, alors que la flore terrestre restait en pleine expansion.

L'analyse des caractères sédimentologiques des quatre assises carbonatées a permis à ce même auteur de reconstituer les conditions locales de dépôt des divers faciès exposés. Cette reconstitution a été affinée par P. Laville [REF]. La description qui suit reprend pour l'essentiel les résultats des travaux de ces deux auteurs.       

calcaire Carrière sud, Assise A1

L'assise A1 est un calcaire packstone très recristallisé à nombreux bioclastes (débris de polypiers, d'encrines (En), de Lamellibranches, de Brachiopodes et Conodontes non identifiables) et de pelletoïdes dans un fond micritique parfois recristallisé en microsparite.

Dans le schéma classique de la sédimentation littorale carbonatée, l'unité A1 serait le produit de démantèlement de calcaires récifaux, probablement proches vue l'état de conservation des madrépores.

limestone Carrière sud, Assise A1

Calcaire massif parcouru de fissures à oxydes de fer.

Front de taille ouest de la carrière nord, Assise A2

Affleurement A = Assise A2 : grès et brèche à éléments de calcaires (blocs pluricentimétriques à pluridécimétriques) emballés dans une matrice gréseuse à ciment calcaire. Cette brèche occupe le coeur d'un petit anticlinal sur lequel se moulent les alternances de bancs calcaires et silteux sombres et de bancs calcaires bioclastiques clairs de l'Assise A3b affleurant en B.

Front de taille ouest de la carrière nord, Assise A2

Echantillon de brèche à éléments de calcaires (C) emballés dans une matrice gréseuse à ciment calcaire (G). La matrice contient des grains de quartz subautomorphe (0,1 à 1 mm) ou cataclasé, de la muscovite et quelques plagioclases (albite) et zircons zonés. Le ciment est une microsparite constituant 40% de la matrice, à fins cristaux de carbonates (quelques microns) très oxydés, avec pyrite et minéraux opaques (hématite?). Différents faciès sont représentés dans les blocs: calcaire à entroques et polypiers (identique à A1), calcaire à débris d'entroques fins à peloïdes (identique à A3), calcaire spathique.

Front de taille ouest de la carrière nord, Assise A2

Affleurement A : grès à ciment calcaire.

La brèche de l'unité A2 proviendrait de la destruction brutale de récifs coralliens ou de prairies à crinoïdes dont les débris seraient entraînés avec des matériaux d'origine volcanique (quartz automorphe et chlorite (thuringite) dérivant de l'altération de la biotite). Cette brèche marquerait le début du volcanisme acide (soda-dacite frasnienne de Chizeuil), son apport étant provoqué par l'instabilité tectonique qui en résulte.

Front de taille ouest de la carrière nord, Assise A3b

Affleurement B : l'assise A3 se distingue par des alternances de bancs calcaires et silteux sombres et de bancs calcaires bioclastiques clairs; ces derniers prédominent dans le haut de l'assise, deviennent plus épais, plus dolomitiques assurant un passage progressif avec l'assise A4. Dans le détail les bancs de calcaires silteux érodent les calcaires bioclastiques.

Front de taille ouest de la carrière nord, Assise A3b

Echantillon de calcaire bioclastique : wackestones très fins, grano-classés (lits d'ostracodes à la base des bancs). Le liant micritique est riche en peloïdes, bioclastes et intraclastes. La micrite a ses plages recristallisée en sparite. Les bancs silteux sont faits d'une succession de lamines claires (wackestone à faune abondante et bien conservée d'Ostracodes, Conodontes, Radiolaires, Fusulinidés) et de lamines sombres qui apparaissent comme un calcaire bioclastique peu fossilifère à ciment pélitique d'origine terrigène: grains fins (10-100 microns) de quartz, muscovite et minéraux opaques.

Front de taille ouest de la carrière nord, Assise A3s.

Flexure anticlinale dans la partie supérieure de l'assise A3s où les alternances de bancs calcaires bioclastiques clairs dominent sur les bancs de calcaires et silteux sombres; les bancs de calcaires clairsces deviennent plus épais, plus dolomitiques assurant un passage progressif avec l'assise A4.

L'influence terrigène diminue dans le haut de l'unité A3 et la sédimentation rythmique serait due à l'alternance de périodes de mer calme et de périodes de mer agitée favorisant les apports et le dépôt des sédiments détritiques.

Front de taille est de la carrière nord, Assise A4.

Celle-ci est une succession de bancs épais de 0,5 à 1 m, massifs sans figures de sédimentation (cf. panorama ci-dessus). Le faciès homogène est celui d'une dolomicrite à éléments très fins, 5 à 10 microns où la micrite est recristallisée en microsparite. On y observe quelques fantômes de bioclastes et des reliques de lamines. L'étude aux RX révèle outre la dolomitisation croissante depuis la base de A3 jusqu'au sommet de A4, la persistance des apports détriques de quartz et la présence de chlorite, illite et kaolinite.

Les variations notées dans les proportions relatives des minéraux phylliteux présents dans les unités A3 et A4 fourniraient des indications sur l'origine des apports terrigènes. Entre la base et le sommet de A4, l'illite devient prépondérante sur la kaolinite et reflèterait les stades d'érosion d'un socle de nature cristallophyllienne: lessivage et enlèvement des sols d'altération météorique suivis de l'érosion mécanique des roches métamorphiques sous-jacentes.


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