Un Graben a Colombey EarthCache

UN GRABEN A COLOMBEY

Un graben est structure géologique limitée des deux côtés par des failles découpant des compartiments de plus en plus abaissés en allant vers l’axe de la structure. Un graben peut se traduire dans la morphologie par un fossé, ou être comblé par des sédiments et des roches volcaniques.

Le fossé de Colombey Les Belles est un graben étroit (moins de 500m de large) orienté NNE-SSO. Ce fossé d'effondrement fait partie d'un ensemble de structures similaires affectant, sans les déformer, les terrains sédimentaires de la Lorraine centrale situés dans une bande est-ouest délimitée au sud par la faille de Vittel et au nord par l'axe du synclinal de Savonnières-en-Perthois (fig.2).

Fig.2 : Carte structurale simplifiée de la Lorraine (d'après Leroux in Hilly et Haguenauer, 1979)

Le fossé bordé de failles normales verticales, rectilignes et parallèles décale la puissante série du Dogger (fig.3 et 4).

Fig.3 : Localisation des limites du fossé d'effondrement

Fig.4 : Bloc diagramme et coupe géologique

Le cœur du fossé met à l'affleurement les faciès du Bathonien inférieur : Caillasse à Anabacia et Marnes à Rhynchonelles Inférieures, alors que les bords du fossé sont constitués de calcaires oolithiques de l'Oolithe Miliaire Supérieure datée du Bajocien supérieur (fig.4 et 5).

Le fossé de Colombey ainsi que ses contemporains de Removille, Gondrecourt et Joinville, sont attribués à une phase d'extension oligocène synchrone de celle du fossé rhénan (cf. fiche Distension en Alsace). L'effondrement du fossé de Colombey peut atteindre une trentaine de mètres dans sa partie méridionale (secteur d'Autreville - Leroux, 2000). Le rejet estimé au niveau du site étudié en bordure de la D974 avoisinerait une vingtaine de mètres.

Fig.5 : Place du fossé de Colombey dans la colonne stratigraphique (données chiffrées = âges en millions d'années - © BRGM).

En traversant la D 974 (côté est), une petite carrière depuis longtemps abandonnée, avait été ouverte dans les calcaires du Bajocien supérieur : formation de l'Oolithe Miliaire Supérieure.  Le niveau de base de cette ancienne carrière qui sert aujourd'hui de terrain de motocross, est un bel interbanc constitué d'une dalle de calcaire massif pratiquement tabulaire (fig.6). Des blocs de calcaire oolithique plus ou moins fossilifère (moules internes de bivalves - g. Modiolus) s'observent dans les anciens fronts de taille de la carrière.

Fig.6 : Affleurements de calcaire oolithique du Bajocien

Les faciès du Bajocien terminal (traces de surface durcie) et du Bathonien inférieur seront facilement distingués dans les terrains agricoles en contrebas du parking (côté ouest de la route). 

Fig.7 : Le petit corail solitaire Anabacia (= Chomatoseris orbulites) à l'origine du nom de la formation éponyme

Dans le champ cultivé, il est facile de trouver des fossiles de Chomatoseris orbulites, ex-Anabacia (petit polypier solitaire en forme de bouton de guêtre - fig.7) caractéristique de la formation de la Caillasse à Anabacia (base du Bathonien inférieur).

Les Marnes à Rhynchonelles sont aussi très fossilifères (tab.1) et faciles à échantillonner dans les vestiges de la carrière d'argiles (autrefois exploitées pour la fabrication de tuiles) dans le parc voisin d'un petit abri en maçonnerie repérable au centre du fossé (fig.8).

Tab.1 : Quelques fossiles des Marnes à Rhynchonelles Inférieures

Fig.8 : Localisation des affleurements dans le Bathonien inférieur à Moyen

Le lithofaciès est à dominante marneuse voire argileuse. On note toutefois l'occurrence de fragments calcaires plus indurés (="caillasses") contenant des oolithes ferrugineuses éparses. La dissémination de ces "caillasses" au sein de la formation marneuse résulte vraisemblablement d'une bioturbation importante (Brigaud et al., 2009). Certains auteurs (Gardet, 1947 ; Maubeuge, 1953 ; Laurin, 1984) ont fourni une description paléontologique détaillée de ces terrains. Autrefois considérées d'âge Bathonien moyen, ce sous-étage étant dorénavant obsolète, les Marnes à Rhynchonelles Inférieures sont désormais rattachées au Bathonien inférieur terminal (Lathuilière, 2008 ; Brigaud et al. 2009). Les fossiles principaux sont les brachiopodes, en particulier les rhynchonelles qui ont donné leur nom à la formation. Les spécimens les plus fréquemment récoltés apppartiennent à l'espèce Kallirhynchia yaxleyensis (= K. polonica sensu Gardet, 1947), formes caractérisées par une coquille à costulation fine, une valve brachiale fortement bombée et des rebords rectilignes (Laurin, 1984). Une autre espèce caractéristique de cette formation est Acanthothyris spinosa reconnaissable à sa costulation épineuse. Hormis les brachiopodes, on rencontre diverses espèces de bivalves, représentantes des ostréidés (P. acuminata) ou des trigonies (lamellibranches fouisseurs). Les ammonites, plus rares, sont également présentes. Il s'agit le plus souvent de morceaux de phragmocônes ou de loge d'habitation d'individus macroconques de grand diamètre, du groupe des Périsphinctidés pour lesquels l'identification au niveau de l'espèce (ou même du genre) s'avère délicate.

QUESTIONS :

Question n°1 : Définissez ce qu 'est un graben. En quoi cela est il intéressant d'un point de vue scientifique et géologique. Quelle est la profondeur maximale de ce graben ?

Question n°2 : De quel étage géologique date l'affleurement ? Datez le approximativement.Quelle est la profondeur maximale de ce graben ?

Question n°3 : Au WP1 , quelle est la hauteur du fossé ici ? Que pouvez vous voir en bas ? Définissez le type de fossiles dans les plus gros blocs a la limite entre le champ et le fossé ? Quel est leur aspect dans les blocs ?

Question n°4 : Au WP2, au niveau du fossé d'effondrement, vous pouvez observer un large panel de fossiles. Quel est le type de fossile que l'on retrouve le plus fréquemment ?

Quelle est la hauteur du fossé au niveau de l'arbre ?

Question n°5 : Optionnel, une photo de vous sur le spot serait appréciée.

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ANGLAIS

A graben is a geological structure that is bounded on both sides by faults that cut down more and more compartments going towards the axis of the structure. A graben can be translated into morphology by a ditch, or be filled with sediments and volcanic rocks.


The ditch of Colombey Les Belles is a narrow graben (less than 500m wide) oriented NNE-SSO. This rift is part of a set of similar structures affecting, without distortion, the sedimentary Central Lorraine located in an east-west strip bounded to the south by the fault of Vittel and north by the axis of synclinal of Savonnières-en-Perthois (fig.2).


Fig.2: Simplified structural map of Lorraine (after Leroux in Hilly and Haguenauer, 1979)
The ditch bordered by vertical, straight and parallel vertical faults shifts the powerful Dogger series (fig.3 and 4).

Fig.3: Location of the boundaries of the collapse ditch


Fig.4: Block diagram and geological section
The heart of the ditch makes outcrop facies of the lower Bathonian: Caillasse to Anabacia and marl to Rhynchonelles Lower, while the edges of the ditch are made of Oolitic limestone of the Upper Oolite Miliaria dated Bajocian higher (Figure 4 and 5).
The gap Colombey and its contemporary Removille, Gondrecourt and Joinville, are allocated to a synchronous oligocene expansion phase than the Rhine gap (card Distension in Alsace). The collapse of the Colombey ditch can reach some 30 meters in its southern part (Autreville - Leroux sector, 2000). The estimated discharge at the site studied along the D974 approximates twenty meters.


Fig.5: Place of the Colombey ditch in the stratigraphic column (numerical data = ages in millions of years - © BRGM).
Crossing the D 974 (east side), a small quarry long abandoned, had been opened in the limestones of the upper Bajocian: formation of the Upper Military Oolite. The basic level of this former quarry, which today serves as motocross terrain, is a beautiful interbanc consisting of a practically tabular solid limestone slab (fig.6). Oolitic limestone blocks roughly fossil (internal mussel bivalve -. Modiolus g) are found in the old career working faces.

Fig.6: Oolithic limestone outcrops of the Bajocian
The facies of the late Bajocian (hardened surface traces) and lower Bathonian will be easily distinguished in agricultural fields below the parking lot (west side of the road).

Fig.7: The solitary little coral Anabacia (= Chomatoseris orbulites) at the origin of the name of the eponymous formation
In the cultivated field, it is easy to find fossils of Chomatoseris orbulites, ex-Anabacia (small solitary polypier shaped like a button of gaiter - fig.7) characteristic of the formation of the Caillasse with Anabacia (base of the lower Bathonian).
The Rhynchonelles Marls are also very fossiliferous (tab.1) and easy to sample in the remains of the clay quarry (formerly used for the manufacture of tiles) in the nearby park of a small masonry shelter locatable in the center of the ditch (fig.8).


Fig.8: Location of outcrops in the Lower Bathonian to Middle
The lithofacies is predominantly marly or clayey. Note however the occurrence of more indurated limestone fragments (= "pebbles") containing scattered ferruginous oolites. Dissemination of these "rocks" within the marly formation is likely the result of significant bioturbation (Brigaud et al., 2009). Some authors (Gardet, 1947, Maubeuge, 1953, Laurin, 1984) have provided a detailed paleontological description of these lands. Once thought to be of Middle Bathonian age, this understorey is now obsolete, and Lower Rhynchonella Mares are now associated with the Late Lower Bathonian (Lathuilière 2008, Brigaud et al., 2009). The main fossils are the brachiopods, especially the rhynchonella that gave their name to the formation. The most frequently collected specimens belong to the species Kallirhynchia yaxleyensis (= K. polonica sensu Gardet, 1947), forms characterized by a thin shell, a strongly curved brachial valve and rectilinear margins (Laurin, 1984). Another characteristic species of this formation is Acanthothyris spinosa, recognizable by its thorny costuming. Apart from brachiopods, there are various species of bivalves, representing oysterids (P. acuminata) or trigonies (burrowing lamellibranchs).

Ammonites, rarer, are also present. It is most often pieces of phragmocone or house lodge of macroconchial individuals of large diameter, group Perisphinctida for which identification at the level of the species (or even the genus) proves delicate .

QUESTIONS:

Question # 1: Define what is a graben. How is this interesting from a scientific and geological point of view? What is the maximum depth of this graben?

Question # 2: What geological stage is the outcrop? Date it approximately. What is the maximum depth of this graben?

Question # 3: At WP1, what is the height of the ditch here? What can you see below? Define the type of fossils in the largest blocks at the boundary between the field and the ditch? What is their appearance in the blocks?

Question 4: At WP2, at the level of the collapse ditch, you can observe a wide range of fossils. What type of fossil is found most frequently? What is the height of the ditch at the level of the tree?

Question 5: Optional, a photo of you on the spot would be appreciated. You can log yourself in found it and send me your answers later. In case of problem I will contact you.