Importance de la sédimentation argileuse

Comme nous l’avons signalé dans la première partie de ce chapitre, la composante argileuse se manifeste principalement:

• soit sous forme diluée dans une craie grise ;

• soit sous forme de passées argileuses mêlées à des nodules de craie blanche ;

• soit enfin sous forme d’un niveau argileux franc fréquemment bioclastique, plusieurs de ces niveaux marneux sont des bentonites d’origine volcanique (benthonites) et ont été largement utilisées comme outil de corrélation intra et inter-bassin (Deconinck et al., 1995 ; Wray, 1999).

L'importance de la sédimentation argileuse diluée est utilisée pour différencier les formations du Coniacien moyen au Campanien qui sont successivement, la Seaford Chalk formation, la Newhaven Chalk formation, la Culver Chalk formation et enfin la Portsdown Chalk formation (figure A.16). Par exemple, le sommet du Santonien moyen correspond au passage d’une craie blanche pure (Seaford chalk formation), à une craie grise à nombreux intervalles marneux (Newhaven Chalk Formation).

Fiabilité de cet outil

Comme pour les hardgrounds, l’utilisation de la teneur en argile des craies ne s’appuie pas sur une compréhension claire de la signification des variations de ce paramètre. En Angleterre, l’origine du cortège argileux dans les dépôts sénoniens n’est, à notre connaissance, pas documentée. D’après les travaux de Deconinck et al. (2005), le cortège argileux de ces dépôts dans le centre du Bassin de Paris est principalement d’origine diagénétique à partir du Coniacien moyen. A l’inverse, l’utilisation qui est faite par Mortimore et Pomerol (1991), du caractère plus ou moins argileux des craies suggère une origine terrigène. Ceux ci considèrent que le fait que certaines zones présentent des craies plus pauvres en argile dans la partie centrale du sud de l’Angleterre (région de Sandown) est dû à la présence d’anticlinaux syn-sédimentaires qui isolent cette zone des apports terrigènes. L’origine du cortège argileux est importante pour utiliser les variations d’argilosité dans la craie en tant qu’outil stratigraphique. Si le cortège argileux sont d’origine terrigène, ses variations correspondent à des variations allocycliques (eustatisme, climat, tectonique) mais sont susceptibles de varier de façon importante avec l’environnement de dépôt. Si le cortège argileux est d’origine diagénétique, ces variations dans le temps sont plus difficiles à comprendre et à contraindre.

Plusieurs variations latérales sont observées dans les formations définies sur la base des variations d’argilosité des craies :

• Un léger diachronisme est présent au passage entre les formations Seaford et Newhaven (limite de la zone à Micraster coranginum et de la zone à Uintacrinus socialis dans le Sussex, intra-zone à M.

coranginum dans le Kent).

• De même, une différence importante existe entre les formations santoniennes des South Downs et des North Downs. En effet, les niveaux marneux qui différencient la formation Newhaven de la formation Seaford dans le Sussex sont absents dans le Kent, où les dépôts équivalents à la formation Newhaven figurent sous la forme d'une craie blanche pure à silex rares. D’après Bristow

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l'équivalent de la Newhaven Chalk Formation, cette formation étant distinguée de la formation Seaford par une raréfaction des silex.

• Enfin, la distinction entre les formations du Campanien moyen et supérieur, Culver Chalk et Portsdown Chalk est basée également sur une différence de la sédimentation argileuse. Cette transition est remise en cause par des observations réalisées sur des forages (Bristow, 2002) et ne se ferait pas par un retour des marnes mais par une raréfaction des silex. L’applicabilité de la lithostratigraphie du Campanien à une grande zone n’est d’ailleurs pas prouvée, étant donné qu’elle a été définie à partir d’une zone relativement restreinte, entre l’est du Sussex, l’île de Wight et l'Hampshire. La partie moyenne et supérieure du Campanien, en particulier,(transition entre Culver chalk et Portsdown chalk sub-citée) n’est affleurante que dans l’île de Wight.

3. Silex

Les silex sont un autre paramètre important de la stratigraphie anglaise. Leur variation d’abondance à l’intérieur des dépôts crayeux caractérise un changement (mal compris) de la sédimentation, qui apparaissant de façon marquée à l’affleurement, peut servir de repère dans la définition de limite de formations. Les critères utilisés sont

• la présence/absence de silex, • leur abondance

• des critères de forme (silex figurant sous forme de niveaux continus ou disséminés dans la matrice crayeuse)

Utilisation des silex en tant qu’outil stratigraphique

Dans le Kent, la distinction entre Seaford et Margate Chalk citée précédemment est définie à partir de tels critères. De même, ce critère est utilisé, en plus de la sédimentation argileuse, pour difféérencier Seaford et Newhaven Chalk. La Formation Seaford est caractérisée comme une craie blanche à nombreux niveaux de silex continus, la Formation Newhaven par une craie grise à rares silex, de petite taille, disséminés dans la matrice crayeuse.

Fiabilité de cet outil

Les corrélations effectuées à l'échelle de l'Europe du Nord-ouest montrent une diachronisme dans l'apparition des silex au Turonien supérieur (Robaszynski et Amédro, 2001, figure A. 16). Ce diachronisme dans l'apparition des silex est de plus visible, à plus petite échelle géographique, entre le Kent et le Boulonnais (Amédro et Robaszynski, 2000). L’apparition/ disparition des silex, si elle permet une facilité de description des formations qui a longtemps été utilisée dans les travaux antérieurs, semble impliquer un diachronisme qui n’est pas obligatoirement génant pour la définition de formation à l’échelle locale mais n’est pas un critère pouvant être utilisé pour la corrélation sans accepter un certain diachronisme. De plus son application nécessiterait une compréhension de la cause de formation des silex, si comme le suggère plusieurs auteurs (Zjilstra, 1995 ; Loi et Dabard, 2002 ; Fursich, 2005) leur formation correspond à un arrêt de la sédimentation, elle implique que la présence de silex est contrôlée par les variations du milieu de dépôt. Cette interprétation expliquerait le diachronisme fréquemment observé. A l’inverse, s’ils correspondent à une modification importante de la chimie des eaux, il est possible qu’ils soient un bon outil de corrélation.

4. Recommandations

En conclusion, la lithostratigraphie anglaise semble applicable du Turonien au Santonien moyen pour établir une lithostratigraphie du Bassin de Paris, l’abondance de surfaces d’arrêt de sédimentation, la teneur en matériel argileux et en silex peuvent être utilisés comme des critères de définition de ces formations. Cependant, il ne peuvent être directement utilisés pour les corrélations puisqu’ils impliquent des diachronismes qui peuvent être relativement importants. De plus, ces critères semblent appplicables dans le cas d’environnement de dépôts très proches de ceux du Sussex. Une lithostratigraphie unique sans variation lithologique à l’intérieur de la Craie du bassin anglo-parisien semble comme dans la plupart des sédiments illusoire. L’utilisation directe de la lithostratigraphie anglaise dans le Bassin de Paris telle que certains auteurs tendent à le faire en France (Pomerol, 1998) ne nous semble pas être la démarche la plus judicieuse, puisqu’elle considère a priori qu’aucune variation lithologique ne s’observe dans la Craie sur des distances dépassant plusieurs centaines de kilomètres. Il semble en effet nécessaire d’utiliser cette lithostratigraphie comme base, en identifiant les étendues géographiques où elle est représentative des dépôts. Dans les zones où une variation lithologique est observée, il est nécessaire de redéfinir une lithostratigraphie pour ensuite la metttre en équivalence avec celle des autres régions.

moyen. À partir de cette période, l'utilisation d'une distinction entre craie grise argileuse (Newhaven ou Porstdown) et craie blanche (Seaford ou Culver), si elle est pertinente à l'échelle du Sussex, ne semble pas toujours utilisable à l'échelle du sud de l'Angleterre et donc encore moins à l'échelle de tout le Bassin anglo-parisien. Dans cet intervalle de temps, les distinctions effectuées par les géologues anglais seront donc plus des bases de travail que des formations utilisables directement dans l'étude du Bassin de Paris.

Figure A. 16: Coupe synthétique et lithostratigraphie du sud de l’Angleterre (d’après Mortimore et al., 2001, modifié).

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3.3. Stratigraphie événementielle

3.3.1. Description et pertinence des différents types d’événements utilisés

La stratigraphie événementielle (Ernst, 1983) permet de réaliser une stratigraphie à haute résolution, qui peut être d'une grande utilité dans la réalisation d'un découpage de la craie et de corrélations à grande distance, ceci jusqu’à l’échelle de l’Europe de l’Ouest (figure A. 17). Cette stratigraphie comprend des événements de nature lithologique et paléontologique. Pour chacun des outils utilisés dans la stratigraphie événementielle nous discuterons de la pertinence à partir :

• de la possibilité de préservation contemporaine de ces niveaux sur une large étendue géographique • des données existentes dans la littérature pour démontrer leur contemporanéité.

Dans les figures 18 à 22 sont reportés les niveaux repères fréquemment utilisés et leur extension géographique.