Site de vallée Borshive

Proche de la ville Moguilive-Podilsky (48°44’N, 27°82’E), ce site est localisé dans la vallée Borshive (Fig.4.9A). De bas en haut, les séquences présentent des faciès de pélites argileuses verdâtres ayant préservé un niveau intercalaire de bentonite, des faciès gréseux massifs et enfin des faciès de pélites compactes.

La sédimentation visible débute par 3 m de pélites argileuses gris verdâtre. A la base, ce matériau pélitique est très homogène, organisé en alternances très régulières de fines lamines millimétriques gris-vert pale et jaune clair (Fig 4.10A), à l’origine de sa structure feuilletée. Son débit offre à voir des surfaces possédant une microtopographie faite de zones en relief supportant un plaquage de matériau marron-rouille et des zones en creux constellées de petites cupules (Fig. 4.10B).

Une vingtaine de centimètres au-dessus, le matériau, toujours pélitique, est constitué par l’empilement de plusieurs lamines millimétriques de matériau gris-vert pâle prises en sandwich entre des lamines beiges indurées et d’épaisseur pluri-millimétrique. Les 15 cm suivants se caractérisent par l’augmentation de la densité des plaquages marron-rouille sur les surfaces beiges indurées (Fig. 4.10C), qui semblent avoir fixé de petits granules millimétriques.

En remontant ce faciès pélitique jusqu’à une couche intercalaire à caractère bentonitique, on note que la granularité du matériau gris-vert tend à augmenter, comparativement aux pélites sous-jacentes. Ce changement se traduit par un litage apparent devenant plus frustre. Par ailleurs, la teinte générale du faciès s’assombrit et passe à un gris-vert foncé. Du point structural, le nombre de lamines gris-vert dans un empilement compris entre deux lamines beiges successives est plus important. Sur cassure, les surfaces des lamines verdâtres peuvent être localement lisses, mais sont le plus souvent recouvertes d’une pellicule de grains très fins et de paillettes micacées (Fig. 4.10D).

A 3 m de la base, la présence d’un niveau argileux versicolore tranche dans l’encaissant pélitique gris-vert. Bien que le matériau soit uniformément argileux on y distingue une zonation très nette due à des variations de teintes (Fig. 4.9B). Aux contacts inférieur et supérieur avec les pélites, l’argile est blanc cassé à gris pâle et parcourue des liserés beiges tandis qu’au centre l’argile est mauve à lie-de-vin. Entre les deux s’intercale une argile beige à jaunâtre dont l’épaisseur est très variable et qui semble se prolonger par des digitations dans l’argile mauve. Enfin, on notera que le contact inférieur de ce niveau bentonitique avec la pélite s’opère par un changement de couleur de cette dernière, qui passe du gris-vert à un ton ocre-beige.

Le faciès argileux suivant est une pélite argileuse, fine et verdâtre contenant des intercalations gréseuses disposées de manière irrégulière (Fig.4.9C). Ces intercalations peuvent se présenter en lits continus (Fig.4.9C) ou sous forme de lentilles (Fig.4.9C, D) de 10 à 30 cm d’épaisseur.

Le matériau pélitique présente un aspect très homogène. Les lamines sont plus épaisses (quelques millimètres), incorpore des éléments sombres et clairs ; il n’y a donc pas d’alternance de lits sombres puis clairs. Sur cassure, les surfaces des lamines sont

irrégulières et légèrement boursouflées. Enfin, des granules ou agrégats millimétriques de produit noir à brun foncé sont disséminés dans la masse des lamines.

Certaines lentilles gréseuses sont structurées par l’alternance de lits d’épaisseurs inégales , (millimétrique et centimétrique), respectivement constitués de matériau fin gris, très cohérant et de porosité apparente faible, et de matériau gris jaunâtre de porosité plus importante (Fig.4.10E). La surface externe de la lentille, qu’elle soit supérieure ou inférieure, est totalement recouverte d’un plaquage de produit brun à mauve. D’autres corps gréseux lenticulaires présentent un aspect plus massif (Fig.4.10F). Ainsi, dans le niveau pélitique (Fig. 4.9 C), une lentille massive de grès fin à moyen est constituée, dans sa partie inférieure, par un matériau verdâtre assez poreux et, dans sa partie supérieure, d’un matériau plus clair et moins poreux montrant des zones mauves et blanchâtres. Ces deux parties du corps gréseux sont séparées par un lit millimétrique à onduleux composé par de fines lamines de produit argilo-silteux vert. Ces petits lits sont localement parsemés de granules blanchâtres. Sur cassure, les surfaces des lits verdâtres présentent des zones en relief soulignés par des plaquages boursouflés ocre dont la surface est parsemée de paillettes de mica (Fig.4.10G). Le faciès suivant se compose de 2 m de grès massif, qui se divise en trois bancs et présentent probablement des zones érosives. Parfois, des lits des cristaux noirs soulignent les structures sédimentaires, comme les stratifications obliques et entrecroisées (Fig. 4.9E). Le banc basal est constitué d’un grès à grain moyen. Des cristaux gris clair, verts et noirs y sont abondants. A la base du banc, la surface est recouverte d’une couche millimétrique d’un matériau fin, ocre jaunâtre, présentant des craquelures et parcouru par de fines traces d’un matériau sombre. Une quinzaine de centimètres plus hauts, le matériau toujours gréseux devient plus cohérent, et plus quartzeux. Les cristaux noirs forment des lits individualisés de 3 à 5 mm d’épaisseur ou apparaissent en patches dans la masse du grès; dans ce cas la porosité de la roche augmente nettement. Le litage de ce faciès est souligné par des lits de matériaux plus jaunâtres. Au sommet du banc, les grès deviennent encore plus riches en cristaux verts (Fig. 4.10H). En remontant dans le faciès, le matériau s’enrichit encore davantage en lits ocre jaunâtre; par ailleurs les lits de pélite verdâtre deviennent plus épais et de teinte plus foncée.

Le matériau au contact entre les faciès gréseux et argileux est très différent. Il s’agit d’un grès massif et très cohérent de grain plus fin et de teinte générale gris-beige (Fig. 4.11A). On y observe par ailleurs des lits millimétriques jaunâtres, plus ou moins continus et sans rythmicité apparente, ainsi que des figures de fluage. La cassure de ce grès se fait en suivant le plan des lits ocre-jaune, i.e. selon une surface ondulée, qui se révèle alors parsemée de petites paillettes de mica. Les caractéristiques de ce faciès gréseux semblent liées à une augmentation du taux de sédimentation engendrant des phénomènes de tassement différentiel dans un sédiment encore meuble.

Au-dessus, sur 15 cm, le matériau devient plus hétérogène (Fig. 4.11B), passant du bas vers le haut d’un grès à grain moyen, voire presque grossier, sans structure sédimentaire apparente, à un matériau argilo-pélitique verdâtre incorporant des micro-clastes et présentant une structure laminaire. En général, les grains ne sont peu ou pas arrondis, ce qui traduit leur faible degré de transport. Les patches blanchâtres sont moins nombreux que dans les faciès gréseux sous-jacents.

Comme précédemment, la présence d’agrégats de minéraux noirs correspond à l’augmentation locale de la porosité. Enfin, la surface supérieure de ce banc gréseux est recouverte d’un film de pélite argileuse brun verdâtre à vert foncé qui moule des rides de courant de faible amplitude et de très courte longueur d’onde (Fig. 4.11C).

Plus haut, le matériau devient pélitique et légèrement argileux. Il est de couleur gris pâle à verdâtre et présente un débit lithographique caractéristique. La surface inférieure de ce niveau est faite d’un matériau brun jaunâtre, presque noir, dans laquelle sont moulés des éléments arrondis à ovoïdes de 3 cm en diamètre et de 1 cm en épaisseur (Fig. 4.11D). La surface supérieure de ces éléments est légèrement crevassée à boursouflée tandis que sur cassure sa partie interne ne présente pas de structure et semble de même nature que la roche encaissante (nodules ou empreinte biologique ?). Enfin, le contact entre cette dernière et l’élément est franc.

La séquence suivante groupe un ensemble de faciès pélitiques massifs, composé d’un matériau assez homogène montrant des zones beige-gris verdâtre et mauves sans organisation évidente (Fig. 4.9F).

A la base, le matériau est pélitique, gris-vert pâle et homogène. Malgré un litage assez mal défini, le débit est schisteux à feuilleté. Sur débit, les surfaces des dalles montrent des zones gris verdâtre et des plages plus rouille riches en paillettes micacées. D’autres plages sont couvertes d’une pellicule de matériau mauve à marron-rouille. Enfin, ponctuellement, on observe les taches blanchâtres millimétriques, notamment sur les plans de cassure perpendiculaires à la surface.

Au-dessus, sur 20 cm, tout en conservant le même aspect général, le matériau est plus dur et sa teinte plus verdâtre, tandis que son débit devient ardoisier. Les surfaces débitées sont plus claires mais toujours couvertes par un matériau marron. Sur cassure, il est possible d’observer un véritable micro-relief dont les micro-pentes entaillent les alternances de lamines gris pâle et de lamines claires. Ces dernières sont plus indurées et constituent systématiquement le sommet des micro-reliefs. Parfois, entre les lamines grisâtres s’intercalent les liserés de matériau ocre.

Plus haut, le matériau reste pélitique et homogène, mais sa teinte est vert sombre et son toucher plus soyeux (Fig.4.11E). Par ailleurs, on y distingue de petits granules clairs associés aux plans de stratification ; le litage est alors mieux visible.

Surmontant ce niveau, le faciès pélitique est plus massif et plus dur. La couleur vert sombre des pélites sous-jacentes est fortement oblitérée par de larges zones mauves, mais apparemment du même nature minéralogique. Le litage de ce faciès est mal défini, même si le matériau mauve s’y distribue grossièrement en lits soulignés par des granules blanchâtres. Enfin, des minéraux sombres, peu abondants, sont disséminés dans l’ensemble du faciès. Au sommet, le matériau mauve devient dominant (Fig. 4.11F) et les granulations blanchâtres davantage abondantes. Il contient par ailleurs de probables traces fossiles qui ont été remplies par un matériau vert clair plus fin et scellées par un matériau marron-rouille.

Figure 4.9 Photographies des affleurements de la partie supérieure de la séquence Bernashevsky au front de la falaise de la vallée Borshive : A) Vue générale montrant la succession depuis la partie supérieure de la séquence Bernashevsky constituée de: pélites argileuses(PA), d’un niveau intercalaire de bentonite (B), et de grès massif (Gm), jusqu’à la base de la séquence Bronnitsky formée par des pélites compactes (Pc), B) niveau de bentonite versicolore, C) Distribution spatiale de lentilles et d’un lit gréseux dans le faciès pélitique feuilleté, D) Morphologie et contact d’une lentille gréseuse avec le sédiment hôte, E) Succession de stratifications obliques (SO) et entrecroisées (SE) dans le faciès gréseux de la partie sommitale de la séquence Bernashevsky, F) Empilement des faciès pélitiques de la séquence Bronnitsky.

Figure 4.10 Vues macroscopiques des faciès inférieurs de la séquence Bernashevsky : A) matériau pélitique à alternance régulière de lamines gris-vert pâle et jaune clair, B) surface d’une lamine du faciès précédent montrant des figures d’érosion en forme de cupules, C) pélite verdâtre se délitant en plaques dont la surface est indurée par des plaquages de produit d’oxydation marron- rouille, D) pélite verdâtre à surfaces légèrement micacées, E) structure interne d’une lentille gréseuse, F) organisation interne d’un corps gréseux lenticulaire, et variation de la porosité entre un matériau verdâtre assez poreux et un matériau plus clair moins poreux, G) aspect boursouflé de la surface des lentilles gréseuses; H) grès massif gris à patches et lits de cristaux noirs.

Figure 4.11 Micrographies des faciès gréseux supérieurs de la séquence Bernashevsky et pélitiques de la séquence Bronnitsky : A) grès massif, avec les lamines millimétriques jaunâtres subhorizontales et mal définies et figures de fluage; B) surface d’érosion et figure de remaniement au sein du matériau gréseux, C) phénomène d’oxydation soulignant la présence de rides de courant dans le grès, D) pélite légèrement argileuse, gris pâle à verdâtre, ayant préservé une empreinte probablement d’origine biologique (forme enigmatique), E) pélite argileuse verdâtre très homogène se délitant en fines plaquettes, F) pélite massive mauve et verdâtre, finement laminée et à débit lithographique.