Grès et fossiles à St Saturnin sur Loire EarthCache
Grès et fossiles à St Saturnin sur Loire
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Terrain:
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Size: 
(other)
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Grès à Saint-Saturnin
Au sommet de la butte de Saint Saturnin sur Loire, on peut observer deux différents types de grès. Le grès est une roche sédimentaire détritique composée à 85% au moins de grains de quartz plus ou moins arrondis de 1/16 mm à 2mm (dictionnaire de Géologie A. Foucault, JF. Raoult). Autrement dit, il s'agit d'une roche qui provient de la cimentation de grains de sable entre eux.
Au Waypoint 1, devant la tour du Mont Rude, vous pouvez observer un affleurement de grès roux à gros grains dans lequel on distingue des marques de stratification obliques (Figure 1). Il s’agit d’un grès du Sénonien (Crétacé supérieur entre -90 et -66 millions d'années).
À cette époque, le recul de la mer du Crétacé à permis la sédimentation de sables littoraux ou de deltas dont la cimentation, par le dépôt des minéraux dissous dans l'eau qui s'est évaporée, a donné cette roche. L'origine marine de cette roche ne fait pas de doute puisque les spécialistes y ont trouvé des fossiles d'animaux marins (spongiaires, brachiopodes et lamellibranches).
Au Waypoint 2, devant la mairie, vous pouvez observer des blocs de grès à sabalites, du nom d'un petit palmier dont des empreintes de feuilles sont fréquemment retrouvées dans les grès de la région (Sabalites andegavensis). Il s'agit d'un grès qui s'est formé plus récemment que le précédent. En effet, il est daté du Bartonien (-41 et -38 millions d'années), pendant l'Éocène.
À cette époque la régression marine de la fin du Crétacé (la mer s'est retirée) a découvert des sables du Sénonien et l'Anjou a vécu un épisode continental marqué par l'alternance de saisons sèches et humides qui ont abouti à la transformation des sables en grès. A chaque saison sèche, la précipitation de silice a permis de souder les grains entre eux. Contrairement au grès observé au Waypoint 1, Les fossiles de végétaux témoignent d'un milieu continental de formation.
Les fossiles de Saint Saturnin
Les fossiles sont des restes, traces ou moulage naturel d'organisme conservé dans des sédiments (dictionnaire de Géologie A. Foucault, JF. Raoult).
Aux Waypoints 2 et 3 de cette Earthcache, vous pourrez observer des fossiles de différentes parties de végétaux : feuilles, tiges et racines. Ces fossiles datent de l'Éocène (dans les grès à sabalites) et témoignent autant du contexte continental lors de la formation des roches qui les contiennent que du climat subtropical qui régnait à cette époque. C'est la conclusion qu'ont pu tirer depuis longtemps les spécialistes de la présence de fossiles d'espèces proches de celles qui vivent aujourd'hui dans de ce type de milieu : palmier, bambou, plaqueminier (arbre qui donne le kaki)... Dans une thèse parue en 1878, Louis Crié : botaniste et géologue sarthois, décrivait déjà la flore éocène de l'Anjou en ces termes : " [aux] Amentacées étaient associés de magnifiques Laurus voisins des [specimens] de l'Amérique tropicale et austro-subtropicale, (...) Nulle part les palmiers Sabals ne furent aussi abondants". (Figure 2).
Au Waypoint 2, les blocs de grès contiennent de nombreux fossiles de feuilles et on peut également trouver des empreintes fossiles de tiges (probablement de bambous). (Figure 3a et 3b).
Il s'agit à chaque fois de contre-empreintes de moules externes. La décomposition du végétal recouvert par les sédiments a laissé une empreinte (moule externe) qui a dans un second temps été comblé par une substance secondaire de remplissage dont on peut aujourd'hui apprécié les reliefs.
Au Waypoint 3, et dans les murs qui se trouvent de par et d'autres de ce waypoint en redescendant la rue, on peut trouver de nombreuses empreintes fossiles de racines. (Figure 4a et 4b)
Il s'agit de moules externes : en se décomposant les racines ont laissé leur empreinte dans les sables qui étaient en train de se transformer en grès. Ces fossiles témoignent de la rapidité du phénomène de formation de ces grès en milieu continental.
Questions
Une bonne lecture du descriptif et quelques observations aux différents waypoints suffisent pour répondre aux questions.
1) Quel type de sédiment est à l'origine des grès ?
2) Quel phénomène a permis à ces sédiments de devenir une roche cohérente ?
3) Au niveau du Waypoint 1, observez l'affleurement de grès et repérer la zone entourée en rouge sur la photographie de la Figure 1. Que remarquez-vous en comparaison avec les blocs de grès du Waypoint 2 ? (aide : décrivez ce que vous voyez de particulier).
4) La photo de la Figure 5 (ci-dessous) a été prise au niveau du Waypoint 2. Sous le logo Earthcache, vous pourrez observer un fossile d'une trentaine de centimètre. Utilisez les photos de la Figure 2 pour l'identifier.
5) Prenez une photo de vous ou de votre GPS sur le site de l'Earthcache (sans révéler la réponse à la question 4. (facultatif).
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Saint Saturnin's sandstones
At the top of the hill of Saint Saturnin sur Loire, you can see two different sandstones. Sandstone is a clastic sedimentary rock composed mainly of sand-sized (1/16th mm to 2 mm) mineral particles or rock fragments. In other words, it's a rock coming from the cementing of sand particles.
In front of the tower, at waypoint 1, you can see an outcrop of reddish sandstone which has an oblique stratification (Fig.1). This sandstone formed during Senonian (Late Cretaceous between 90 and 66 million years ago). At that time, because of a marine regression, littoral and delta sands deposited and they cemeted thanks to the minerals that precipitated while water evaporated. The marine origine of the rock is confirmed by the fact that geologists found marine fossils in it (sponges, brachiopodes...).
In front of the town hall, at waypoint 2, you can see Sabalites sandstone blocks, named after a small palm tree that grew in the region during Tertiary and whose fossilized leaves are often found (Sabalites andegavensis). This sandstone is younger than the first one, it formed between 38 and 41 million years ago (Bartonian stage) during Eocene. At that time, the marine regression that started in Late Cretaceous let the Senonian sands uncovered and as Anjou was undergoing a continental episod, its climate (consisting of the alternation of wet and dry seasons) led to the transformation of the sand into sandstone. At every dry season, the evaporation of water and the precipitation of silica cemented the sand particles. The fossils of plants, found in this sandstone, are the proof that this sandstone formed in a continental environment.
Saint Saturnin's fossils
A fossil is any preserved remains, impression, or trace of any once-living organism from a past geological age. Different processes lead to fossilization.
- Some remains can undergo a recrystalization. Their organic matter was replaced by new minerals that formed in very specific conditions : bones, egg shell fragments, petrified wood...
- Sometimes, an external mold is observed: imprints left by a leaf or by the paw of an animal in a soft sediment, for example.
- Ammonites and trilobites fossils found in Ajou are internal molds : their shell (ammonites) or their carapace (trilobites) are filled with sediments to form a mold which is conserved when the shell dissolves. This process also forms an external mold in the surrounding rocks.
At waypoints 2 and 3, you can see fossils of different plant parts : leaves, stems and roots. Contained in Eocene's sabalites sandstones, they are the witnesses of the subtropical climate of Anjou at that time. This is what geologists have deduced from the presence of certain species which actual forms are currently living in the same environmental conditions : palm tress, bamboos, Diospyros...
In his thesis, published in 1878, Louis Crié a geologist and botanist from Sarthe, already described Eocene's Anjou vegetation in these terms : "to Amentaceas, were associated magnificient Laurus closely related to the species from tropical America or austro-subtropical area, (...) Sabal palm trees were nowhere else so abundant". (Fig.2).
At waypoint 2, sandstone blocks contain numerous fossils of leaves and you can also find fossil stems imprints (probably left by bamboos). (Fig.3a and 3b). These fossils are casts. The organisms that completely dissolved left organism-shaped holes in the rock (external molds) that were later filled with other minerals.
The stones used to build the walls at waypoint 3 and around contain many fossil imprints of roots. These are external molds : when the roots decomposed, they left their imprints in the sandstone. This shows how fast was the transformation of sand into sandstone in these continental Eocene conditions. (Fig.4a and 4b).
Questions
(Use this Earthcache description and your observations at the different waypoints)
1) What kind of sediments are transformed into sandstone ?
2) Which process allows a loose rock to become a solid rock ?
3) At waypoint 1, take a look at the outcrop to spot the area marked with a red circle on Figure 1. What can you notice in comparison with sandstone blocks visible at waypoint 2 ? (help : describe what you see)
4) The picture of Figure 5 was taken at waypoint 2. Under the Earthcache logo, you will find a 30cm long fossil. Use the pictures from Figure 2 to identify the plant.
5) Take a photo of you or your GPS at one of the waypoints but without revealing the answer of question 4.
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Additional Hints
(No hints available.)