Géologie de Verzé : les points forts du site pour une exploitation pédagogique

Le Magmatisme primaire :

Les témoins les plus anciens apparaissent sur le carreau et dans les deux falaises conservées de roches magmatiques (Projections volcaniques traversées par un grand dyke de rhyolites roses observables depuis le carreau actuel : on peut analyser les conditions de gestation du socle profond de la région. Le professeur Hervé Bertrand, volcanologue à l’Ecole Normale Supérieure de Lyon, ayant visité le site, s’est déclaré très intéressé par la "fraîcheur" de conservation de témoins aussi anciens d’hypovolcanisme (Magmatisme profond figé à en profondeur) Ici, nous ne sommes pas « au cœur du volcan » en surface, mais dans ses racines, témoins de la formation de la lithosphère.

Une problématique intéressante
La discordance du Trias a été volontairement dégagée sur une cinquantaine de mètres. Sur cette surface que l’on voit en section, il faut imaginer le travail d’une érosion de 60 millions d’années…

Le Trias
Le Trias débute par un énorme conglomérat de base, ce qui est rare en Bourgogne, avec des boules d’altération résiduelles, des arrivées de galets et même des prismes de rhyolites remaniés.
Puis viennent les grès de plage avec intercalations argileuses qui ont permis de conserver les indices spectaculaires de l’arrivée de la mer dans la région (Ripples-marks, empreintes de trémies de sel). On peut alors faire la paléogéographie de l’époque avec la mer Germanique et l’ouverture de la Mésogée.

Sur la piste des dinosaures
Alors que les sites à empreintes du Trias ont été étudiés sur le plateau d’Antully et du lyonnais à la Côte d’Or, ces gisements ne sont pratiquement plus visibles.
On peut trouver à Verzé les empreintes des tout premiers dinosauriens. En effet, les études de Georges GAND ont montré que ces empreintes seraient antérieures de plusieurs millions d’années par rapport aux plus anciennes espèces connues par leur squelette, y compris celles des gisements américains.
A cette époque du Trias, sur les cordons sableux bordant la mer ou des lagunes, se sont déposées de fines couches d’argile. En marchant sur ce littoral, les tout premiers dinosauriens ont laissé leurs empreintes qui ont été ensuite recouvertes de sable qui s’est compacté et transformé en grès.
Un épandage volontaire de dalles de grès triasiques facilite l’observation des indices géologiques.
Au nord de la falaise triasique, la disposition des strates serait favorable à une fouille paléontologique sur une grande surface, avec un décapage relativement facile.
La carrière a révélé quelques belles empreintes des tout premiers dinosauriens : les unes avec 3 doigts sont celles d’un bipède, prédateur rapide, les autres, de 5 doigts celles d’un quadrupède, herbivore placide.

Une vue panoramique depuis le haut de la falaise permet une large lecture du paysage mâconnais, avec sa formation, son relief typique et ses différentes occupations du sol.
On peut comprendre la disposition des niveaux successifs de l’ère secondaire qui donnent la topographie typique des coteaux mâconnais et le vérifier sur le terrain en cheminant vers l’Est : le calcaire à gryphée apparait au lieu-dit « Teppes Pourries ».

Le site de Verzé a vocation de s’inscrire sur le plan scientifique et touristique, dans un cercle de découvertes, un musée de terrain décentralisé, regroupant les grottes d’Azé -environ 300 000 ans-, témoins de l’arrivée des premiers hommes, la Roche de Solutré -20 à 30 000 ans-, Grand Site de l’Homme moderne, et enfin les Carrières de la Lie -quelques milliers d’années-, de la période Gallo-Romaine. Tout ceci à proximité de Cluny et de Tournus, hauts-lieux du patrimoine historique de Bourgogne.

Sorties proposées, construites pour répondre aux objectifs des anciens programmes de 1°S et Terminale S :

Sortie de Pierre Reynard (professeur retraité du Lycée Cassin de Mâcon) : partie A d’une sortie finissant à Vergisson. 2008 - Sortie géologique à Verzé version.doc

Consignes de sécurité : ne pas avancer sur le bord supérieur des falaises ni à leur pied pour éviter le risque de chutes de pierres.

N. B : Cette classe de terrain, effectuée en 1eS, comporte des observations qui seront utilisées en T.S. en particulier pour la suite de la tectonique des plaques Les mots en italique dans le texte sont des termes géologiques.

1°) Le socle ancien

a) les tufs pyroclastiques

Décrire la roche

 à l’échelle de la formation : aspect général, épaisseur visible sur le site, épaisseur totale estimée.

 à l’échelle de l’affleurement (au pied de la falaise) : type de roche, traces de déformations visibles…

 à l’échelle de l’échantillon : taille, couleur et aspect des éléments visibles, des cristaux, des inclusions…

La composition minéralogique révélée par l’observation en lame mince est la suivante : feldspaths plagioclases dominants, biotite, et peu de feldspath potassique et de quartz. De nombreux cristaux sont brisés et éclatés, ils sont soudés par du verre ( matière non cristallisée). En certains points de la roche, les cristaux sont plus développés, avec plus de quartz et de feldspath potassique.

Interpréter les données précédentes et faire un bilan : justifier les termes utilisés pour désigner ces roches : tufs pyroclastiques viséens, roches volcano-sédimentaires. ( Reconstituer le scénario de leur formation, rechercher dans le manuel de quels types de roches elles peuvent être rapprochées par leur composition, leur structure. Expliquez le fait qu’elles soient parfois stratifiées).

A quel type d’activité géologique et à quelle phase de la tectonique des plaques correspondent-elles ?

Doc. pouvant être consultés : Guide géologique Bourgogne Masson, p 28,29,41,43 ;

Notice carte géologique Cluny 1/50000.

b) les intrusions sous forme de filons :

Observer et décrire la position du filon et ses limites au contact des projections volcaniques, interpréter les fentes visibles dans le filon. Faire un schéma soigné et légendé de cet ensemble.

Observer, décrire et schématiser un échantillon caractéristique de chacune des deux roches du filon. Justifier les termes utilisés pour les désigner : le microgranite et la rhyolite. Préciser à quelles catégories ces deux roches appartiennent en fonction de leur couleur et de leur composition. Interpréter les auréoles autour de grands cristaux de Feldspath.

Comparer la composition et la structure des deux roches du filon : comment varie la taille des cristaux visibles en fonction de la distance par rapport aux bords du filon ? Situer les deux roches du filon et compléter la légende du dessin précédent.

Observer et décrire le "miroir" et les stries observés sur la surface de contact. Que voit-on dans les tufs tout près du contact ?

Interpréter toutes ces observations pour retrouver dans quelles conditions le filon s’est mis en place à l’époque où il s’est formé.

(Information : les spécialistes parlent d’ hypovolcanisme pour ces roches, formées à partir de magmas venant du manteau terrestre. Elles se seraient formées non pas en surface, mais à 5 ou 6 km de profondeur. Même à cette profondeur, la température n’est que de 150° environ, et les magmas peuvent circuler dans des roches "froides").

Reconstituer la chronologie des phénomènes tectoniques et magmatiques qui se sont produits en utilisant le principe de recoupement. Le contact lui même a-t-il été repris par des fractures ? que peut-on en déduire ? Expliquez comment le même magma a pu donner des roches de composition différentes.

Faire un bilan de l’activité magmatique dans le secteur étudié, sachant que le microgranite peut se trouver également à l’état diffus dans les tufs. Replacer les roches observées dans l’histoire de la chaîne de montagne qui était alors en évolution.

2°) Le début de la série sédimentaire observé dans la falaise blanche en haut de la carrière.

a) Le passage du socle au trias

- repérer et décrire la limite supérieure du socle : quelles sont les transformations subies par les roches magmatiques à ce niveau ? Quelles conditions de milieu et quels facteurs ont permis ces transformations ?

- donner les caractères des roches du trias situées au-dessus du socle, en détaillant pour les conglomérats, puis pour les grès et les argiles : épaisseur, nature, taille et origine des éléments qui les composent.

- présenter la disposition des roches du Trias sur le socle par un dessin d’observation de l’ensemble avec légende et description. Reporter ces observations schématiquement sur le profil du document word

- Expliquer cette disposition : dater en millions d’années (Ma) ces deux unités (socle et Trias) en utilisant une échelle stratigraphique générale et le document word . Quelle anomalie apparaît et quel problème géologique est soulevé par cette datation ?

Après avoir émis les hypothèses nécessaires, donner une solution par une série de schémas annotés montrant les différentes étapes conduisant à la disposition actuelle des roches (discordance).

b) les conditions du milieu au TRIAS

- Présenter les indices, visibles dans les sédiments du Trias, qui indiquent dans quels milieux ils ont pu se former et dans quelles conditions climatiques. On signale que les grains de sable sont plus ou moins usés dès les premiers niveaux du trias. Décrire la géographie de l’époque (paléogéographie)

- Les empreintes de reptiles  : préciser les conditions de leur formation et leur intérêt. Une étude statistique a montré que les empreintes des reptiles herbivores étaient très majoritairement orientées S-O / N-E : relier cette observation aux données précédentes.

c) Le calcaire à Gryphées :

 Le long du trajet (400 m) vers cet affleurement, noter les différentes formation végétales pour les relier aux différentes roches qui se succèdent et pour les placer sur le profil document word .

 Donner les caractères du calcaire à gryphées, quel changement cette roche indique-t-elle ?

 Observer le pendage de ce banc calcaire, faire la liaison avec le pendage des grès dans la carrière

(comparer leur âge et leur position) et compléter le profil géologique dans le document word (utiliser la série stratigraphique locale). Expliquer le rôle des roches dans la formation du relief (crêtes et dépressions).