Les strates de la dalle aux fossiles de Fressac EarthCache

Contexte géographique

Fressac est une petite commune gardoise traversée par le ruisseau Conturby, lui-même affluent du Vidourle. Ce village, proche de Durfort où fut trouvé l'éléphant méridional (présenté au musée d'histoire naturelle de Paris), revêt lui-aussi un intérêt géologique particulier. Il y a eu beaucoup de recherches et de publications géologiques sur les montagnes autour de ce village. On y trouve, notamment, dans le lit du ruisseau (souvent à sec ou avec très peu d'eau) une dalle particulièrement fossilifère, contenant principalement des ammonites (une photo du site est présente sur la page Wikipédia des Ammonoidea), mais aussi des bélemnites et quelques restes d'autres fossiles (probablement des coquilles).

Contexte géologique

À cet endroit, le lit de la rivière présente un affleurement d'une zone géologique beaucoup plus grande où l'on trouve certainement aussi beaucoup de fossiles. À première vue, la roche présente ici est homogène (même couleur grise, même granularité ...) Mais, en y regardant de plus près, on constate qu'il y a en fait des superpositions en strates (couches de roches qui se distinguent les unes des autres par des caractéristiques propres) de 2 roches fondamentalement différentes. Nous retrouvons de la dolomie et du calcaire à délits feuilletés. En amont de cet endroit, le lit du ruisseau est constitué de marnes grises (en bleu sur la carte) et, en aval, d'alluvions avec une mince couverture de galets et de gélifracts (en orange et cyan sur la carte). On distingue aussi un léger pli sur la paroi opposée du ruisseau. Revenons à l'étude qui nous intéresse, les roches (dolomie et calcaire à délits feuilletés) que nous trouvons ici et comment nous pouvons les reconnaitre sans faire une analyse chimique. Le calcaire et la dolomie sont toutes les deux des roches sédimentaires (roches provenant de l'accumulation de sédiments). Elles peuvent avoir un aspect relativement similaire, mais une composition suffisamment différente pour qu'elles ne réagissent pas de la même façon face aux facteurs de l'érosion. Les roches les moins résistantes (calcaires) disparaissent sous l'action des érosions fluviales ou éoliennes formant des creux, alors que les plus dures (dolomies) resteront en place plus longtemps. Cette différence de réaction à l'érosion a notamment favorisé l'apparition de chaos dolomitiques avec des paysages ruiniformes (chaos de Mourèze, chaos de Montpellier-le-Vieux, la terre des géants ...) Ici, l'érosion ayant été majoritairement fluviale, nous retrouvons des dalles plutôt que des reliefs. Les strates de calcaire sont rapidement érodées, alors que celles de dolomie résistent beaucoup plus. On constate ce phénomène, par exemple, sur les «marches» naturelles qui permettent d'accéder au lit de la rivière. La tranche montre une couche de calcaire surmontée d'une couche de dolomie. Le dessus des marches étant, lui, toujours constitué de dolomie. Ces deux roches datent du Carixien (-190 à -186 Ma), sous étage Jurassique inférieur. Le Carixien se caractérise par un changement climatique majeur qui devient tropical et provoque une montée rapide du niveau marin. Cette transgression marine ne s’arrêtera qu’à la fin du Jurassique et constituera la base de tous nos bassins calcaires. C'est pour cette raison que nous retrouvons de nombreux fossiles qui vivaient dans des eaux peu profondes et chaudes.

La dolomie

La dolomie est composé d'au moins 50% de dolomite (carbonate double de calcium et de magnésium, CaMg(CO3)2) et de calcite. A froid, elle n'est pas attaquée par l'acide. Elle est insensible au gel (elle ne se fracture pas comme le calcaire peut le faire). Le magnésium contenu dans la roche est moins soluble dans l'eau que le calcium. Ce qui fait qu'elle résiste beaucoup mieux à l'érosion. La dolomie est aussi généralement plus poreuse que le calcaire, ce qui donne cet aspect ruiniforme à la roche.

Le calcaire à délits feuilletés

Le calcaire est majoritairement composé de carbonate de calcium (CaCO3). C'est une roche qui est très soluble dans l'eau (c'est à dire qu'elle se dissous dans l'eau). Elle est aussi très sensible aux acides, ce qui favorise sa dissolution. La pluie étant naturellement acide avec un pH autour de 5,6 (Le pH va de 0 à 14. 0 est le plus acide et 14 le plus basique. Un pH neutre correspond à 7), le calcaire est facilement érodé par les eaux de pluie. Le calcaire ainsi transporté peut se redéposer dans un endroit plus calme (lac, marais ...) ou dans les grottes (stalactite, stalagmite ...) ou finir dans le tambour de votre machine à laver. Nous sommes, ici, en présence de calcaire à délits feuilletés. Délit : structure sédimentaire où les grains sont alignés dans des lignes parallèles à la surface d'un corps sableux. Feuilletés : qui a la particularité d'avoir un aspect feuilleté et de se débiter en plaques fines. On parle aussi de calcaire à délits schistoïdes. Au premier abord, on pourrait penser qu'il s'agit de schiste, mais c'est bien de calcaire dont nous avons affaire ici.

Sur le site

Pour descendre dans le lit de la rivière, passez par le point de référence, puis descendez les «marches» naturelles. Les questions sont toutes au niveau des marches et du lit de la rivière. Profitez-en pour admirer les fossiles (ammonites, bélemnites et autres) et n'oubliez pas répondre aux questions.

Sources
Pour la création de cette earth-cache, j'ai utilisé différentes sources dont les principales sont infoterre, Wikipedia - Fressac, Wikipedia - Ammonoidea, Wikipedia - Calcaire, Wikipedia - Dolomie, Notes sur Fressac, BRGM - Délit et Mes autres earthcaches.

Geographic context

Fressac is a small commune in Gard crossed by the Conturby stream, itself a tributary of the Vidourle. This village, close to Durfort where the southern elephant was found (presented at the Paris Natural History Museum), is also of particular geological interest. There has been a lot of geological research and publications on the mountains around this village. There we find, in particular, in the bed of the stream (often dry or with very little water) a particularly fossiliferous slab, mainly containing ammonites (a photo of the site is present on the Wikipedia page of Ammonoidea), but also belemnites and some remains of other fossils (probably shells).

Geological context

At this point, the river bed presents an outcrop of a much larger geological area where many fossils are certainly also present. At first glance, the rock present here is homogeneous (same gray color, same granularity...) But, looking more closely, we see that there are in fact superpositions in strata (layers of rocks which are distinguished from each other by their own characteristics) of 2 fundamentally different rocks. We find dolomite and limestone with foliated layers. Upstream of this location, the stream bed is made up of gray marls (in blue on the map) and, downstream, of alluvium with a thin covering of pebbles and gelifracts (in orange and cyan on the map). We can also see a slight fold on the opposite wall of the stream. Let's return to the study that interests us, the rocks (dolomite and foliated limestone) that we find here and how we can recognize them without carrying out a chemical analysis. Limestone and dolomite are both sedimentary rocks (rocks formed from the accumulation of sediment). They may have a relatively similar appearance, but a sufficiently different composition that they do not react in the same way to erosion factors. The least resistant rocks (limestone) disappear under the action of fluvial or wind erosion forming hollows, while the hardest (dolomites) will remain in place longer. This difference in reaction to erosion has notably favored the appearance of dolomitic chaos with ruiniform landscapes (chaos of Mourèze, chaos of Montpellier-le-Vieux, the land of the giants, etc.) Here, the erosion having been mainly fluvial, we find slabs rather than reliefs. Limestone strata are quickly eroded, while dolomite strata are much more resistant. We see this phenomenon, for example, on the natural “steps” which provide access to the river bed. The slice shows a layer of limestone topped by a layer of dolomite. The top of the steps is still made of dolomite. These two rocks date from the Carixian (-190 to -186 Ma), Lower Jurassic substage. The Carixian is characterized by a major climate change which becomes tropical and causes a rapid rise in sea level. This marine transgression will only stop at the end of the Jurassic and will constitute the basis of all our limestone basins. This is why we find many fossils that lived in shallow, warm waters.

Dolomite

Dolomite is composed of at least 50% dolomite (double carbonate of calcium and magnesium, CaMg(CO3)2) and calcite. When cold, it is not attacked by acid. It is insensitive to frost (it does not fracture as limestone can do). The magnesium contained in rock is less soluble in water than calcium. This makes it much more resistant to erosion. Dolomite is also generally more porous than limestone, which gives this ruiniform appearance to the rock.

Limestone with foliated layers

Limestone is mainly composed of calcium carbonate (CaCO3). It is a rock that is very soluble in water (meaning it dissolves in water). It is also very sensitive to acids, which favors its dissolution. Rain being naturally acidic with a pH around 5.6 (The pH ranges from 0 to 14. 0 is the most acidic and 14 the most basic. A neutral pH corresponds to 7), limestone is easily eroded by rainwater. The limestone thus transported can be redeposited in a calmer place (lake, marsh, etc.) or in caves (stalactite, stalagmite, etc.) or end up in the drum of your washing machine. Here we are in the presence of foliated limestone. Foliated: which has the particularity of having a flaky appearance and being cut into thin sheets. We also speak of schistoid's limestone. At first glance, you might think that it is shale, but it is really limestone that we are dealing with here.

On the site

To descend into the river bed, pass by the reference point and then descend the natural “steps”. The questions are all at the level of the steps and the river bed. Take the opportunity to admire the fossils (ammonites, belemnites and others) and don't forget to answer the questions.

Sources
For the creation of this earth-cache, I used different sources, the main ones are infoterre, Wikipedia - Fressac, Wikipedia - Ammonoidea, Wikipedia - Calcaire, Wikipedia - Dolomie, Notes sur Fressac, BRGM - Délit and My other earthcaches.