Histoire de la Géologie

LES ARGILES A GRAVIERS DANS LE TARN

par Philippe Fauré

 


On désigne sous l’appellation des « Argiles à graviers » un ensemble de couches détritiques, à matrice argileuse ferrugineuse dans laquelle sont noyés des galets de quartz plus ou moins grossiers. Cette formation, située à la base de la série Paléogène, ourle la périphérie de tous les massifs anciens, Montagne Noire, Massif de l’Agout, Sidobre, qu’elle recouvre jusqu’à une altitude approchant 600 m. Ces sédiments comblent la vallée du Thoré, jusqu’au méridien de Lacabarède.

On trouve les premières références aux Argiles à graviers dans « l’Explication » de la carte géologique du Tarn de de Boucheporn (1848) qui constate que « d’une manière générale, les grès et les sables prédominent sur le pourtour du bassin et dans le voisinage des montagnes... où la masse de terrain se réduit... à un grès sableux… mi-parti d’argile et de grains quartzeux ».
S’il conteste leur attribution au Tertiaire moyen (actuel Oligocène) par Dufrenoy et Elie de Beaumont (1841), comme pour l’ensemble des molasses tertiaires du Tarn, il admet « par l’étude du versant méridional de la Montagne Noire où il est associé aux couches marines (terrain nummulitique) » que ce terrain doit être classé dans l’étage tertiaire inférieur.
Sa carte indique, en outre, que ces sédiments comblent la vallée du Thoré jusqu’à Saint-Amans, alors que, curieusement cette donnée disparaitra des levés plus récents, en particulier de la carte dressée par Vasseur et al. (1896).
Le remplissage séimentaire tertiaire de la vallée du Thoré sera reconnu par Caraven-Cachin(1898), puis étudié par Ramière de Fortanier (1932). Ignoré par Vasseur et al. (1896) ses contours n’apparaitront que sur la 2ème édition de la feuille de Castres (Gèze et Mattei, 1954).

Evoquant la partie occidentale de la Montagne Noire, Leymerie (1875) décrit les premières couches qui surmontent les gneiss de la Montagne Noire comme « des dépôts grossiers formés par une terre argileuse d’un rouge vineux tacheté de blanc, renfermant des cailloux de quartz… », faciès assimilable aux Argiles à graviers. Cette assise qui « passe clairement sous le Grès d’Issel » lui paraît être un équivalent latéral, à la fois, du « Nummulitique » et des assises sous-jacentes qu’il place dans le Garumnien, étage que cet auteur situe à la fin du Crétacé.

Dans la 2ème édition de son « Mémoire sur les Coquilles fossiles », Noulet (1868) nous apprend qu’il a « vu récemment dans la collection de M. A. Fontan, receveur des domaines à Mazamet, des dents que je crois appartenir aux trois Lophiodons d’Issel » provenant de « Peyrin et des argiles ferrugineuses et caillouteuses qui sont placées à la base du Causse de Labruguière qu’elles supportent ».
Il place alors dans l’Eocène cette assise constituée « d’argiles ferrugineuse mêlées de graviers », en équivalence avec les Grès d’Issel.

Faciès argileux rouge des Argiles à graviers. Coupe de Gourjade (Castres)


Caraven-Cachin
donne, dès 1887, une première définition des « Argiles rutilantes qui sont présentes à la base des massifs » et les décrit parfaitement en 1890(a) : « Conglomérats… forment un cordon continu, qui contourne les pentes de la Montagne Noire,… les Montagnes d’Anglès, du Rialet et du Sidobre… On dirait une immense écharpe rouge … qui entoure les flancs… de nos terrains récents ».  Le premier, il observe que les « Argiles rutilantes » tertiaires recouvrent les terrains primaires des Monts de l’Albigeois, du Sidobre,… « jusqu’à une altitude de 500 à 600 m ». Il observe également (1890b), après de Boucheporn (1848) que cette formation est présente jusqu’au fond de la vallée de Saint-Amans.
Mais son schéma de 1890(b, c) est confus. Il distingue alors deux assises d’Argiles rutilantes
- une couche inférieure « Argiles rutilantes lutétiennes » recouvrant en discordance les terrains primaires « jusqu’à une altitude n’excédant pas 250 à 300 m ». Cette assise serait placée sous le Calcaire de Castres.
- une couche supérieure « Argiles rutilantes bartoniennes », très étendue en surface, recouvrant en discordance horizontale non seulement le Calcaire de Castres, mais aussi les terrains primaires des Monts de l’Albigeois, du Sidobre,… « jusqu’à une altitude de 500 à 600 m ».
Caraven Cachin à l’intuition qu’il existe une discordance au sein même des terrains tertiaires de l’Eocène du Castrais, ce qui est très novateur et prémonitoire.

Pour les dater, il s'appuie sur la présence de « Plusieurs dents appartenant au genres Lophiodon et aux espèces décrites par Cuvier sous le nom de Lophiodon isselense, L. tapirotherium, et L. occitanicum… représentent le terrain tertiaire supra-nummulitique qui peut correspondre au Calcaire grossier de Paris… et les font placer à la base de l’Eocène supérieur, c’est à dire dans l’étage Lutétien ».
Ces fossiles proviennent de la collection de M. Huc, négociant à Mazamet. S’agit il des fossiles cités par Noulet ou de nouveaux éléments ?

Il simplifie son schéma dans sa synthèse départementale de 1898, pour ne plus considérer qu’une seule assise d’Argiles à graviers, associant divers faciès : « des argiles kaoliniques, des argiles rutilantes, des conglomérats et des brèches » pouvant reposer sur les terrains anciens jusqu’à une altitude de 680 m.
Ajoutant à la confusion, il précisera en 1898 que « les dépôts caillouteux de teinte rutilante qui recouvrent les argiles rouges dans toutes nos montagnes sont quaternaires… », ce qui se révèlera partiellement vrai.
Il précise son concept de discordance, constatant que l’ensemble tertiaire inférieur, Argilesrutilantes et Calcaires de Castres sus-jacents, est seul affecté par la tectonique tertiaire et qu’il serait recouvert en discordance, et à l’horizontale, par la masse des molasses ludiennes (= bartoniennes) non tectonisées : « Cette stratification discordante du Ludien doit être considérée comme un des traits les plus saillants de la géologie de notre région » (1898). Cet évènement tectono-sédimentaire que Caraven-Cachin place à la fin du « Bartonien », marquerait le « soulèvement de la Montagne Noire ».
Il faudra attendre les travaux de Crochet (1991) pour voir réapparaitre une telle hypothèse de discordance entre unités tectono-sédimentaires sur le piémont pyrénéen, mais aussi dans le bassin de Castres.


Faciès bréchique à la base des Argiles à graviers. Coupe de Gourjade (Castres)


Du Lutétien inférieur

Vasseur qui est chargé des levers de la carte géologique de Castres au 1/80000ème, nomme cette formation  « Sables et argiles à graviers de Mazamet » (1893-94 I).
Il la situe en « équivalence des parties inférieure et moyenne du Calcaire grossier parisien (= actuel Lutétien inférieur-moyen) » par sa seule position sous le Calcaire de Castres, qu’il venait, dans le même travail, de paralléliser avec le « Calcaire grossier supérieur (= Lutétien supérieur) ». Il arrive à une même conclusion en suivant le remplacement progressif, à l’extrémité occidentale de la Montagne Noire, des Argiles à graviers du Bassin de l’Agout, par les dépôts marins du « Nummulitique » du versant sud de la Montagne Noire.
En 1894, il démontre le diachronisme des Argiles à graviers sur le socle ancien, dont l’âge s’échelonne « de l’Eocène moyen dans les environs de Mazamet, de Roquecourbe et de Réalmont, tandis que plus au nord le même faciès littoral envahit sans discontinuité les dépôts de l’Eocène supérieur et de l’Oligocène » et illustre ces données sur sa première carte géologique  de Castres au 1/80000 (Vasseur, 1896). Il note aussi que le faciès littoral des Argiles à graviers « semble envahir l’assise du Calcaire de Castres ».
Il dessine le recouvrement partiel du Massif du Sidobre mais ignore le remplissage sédimentaire de la vallée du Thoré, pourtant porté sur la carte géologique de Boucheporn (1848), qu’il fait disparaitre cinq kilomètres à l’Est de Mazamet. Il ne reconnaît pas la formation le long de la bordure nord de la Montagne Noire (il la confond avec les Brèches du Complexe « Mortadelle »).

Blayac, qui synthétise en 1930 les données accumulées par Vasseur sur le Tertiaire de l’Aquitaine, consacre le terme des  « Argiles à graviers de Mazamet ». La formation passe latéralement au Marnes à Ostrea stricticostata du détroit de Carcassonne qui les datent du Lutétien inférieur.

Ramière de Fortanier (1932) effectue une nouvelle délimitation des argiles rouges à graviers « qui surmontent les massifs anciens du Sidobre, au-dessus desquels elles atteignent la côte 652 ». Il (re)découvre que les « Argiles de Mazamet » sont présentes, à l’Est de Mazamet, jusqu’au méridien de Lacabarède. Il en décrit les premières coupes aux environs de Saint-Amans et conclut que la vallée du Thoré est un fossé tectonique anté-tertiaire.

Les Argiles rougesdu "Fossé de Mazamet" étaient exploitées par la briquèterie Tereal de Rieusequel

Ellenberger (1938) admet que les « bancs intriqués d’argile, d’arkose et de cailloux et de blocs roulés pourraient se situer dans le prolongement latéral de la transgression marine des Calcaires à Alvéolines » (actuel Yprésien) et remarque très justement que les « graviers ne sont situés qu’à 13 km de la limite d’érosion actuelle des dépôts marins de l’autre versant ».

Les Argiles à Graviers tertiaires sont traversées sur plus de 229 m par le sondage du Bernazobre, à l’Ouest de Castres (entre Saix et Soual), commandité par la société des Mines de Carmaux (Mengaud, 1945).
Il n’a pas échappé aux observateurs que ce sondage, à la recherche d’un bassin houiller sous la couverture tertiaire du Castrais, est exactement placé dans le prolongement méridional de l’accident tardi-hercynien qui jalonne les bassins houillers de Carmaux et de Réalmont.

Le géographe lillois Baekeroot donne une interprétation radicalement opposée à celle de ses prédécesseurs (1955). Les Argiles à graviers résulteraient d’une importante phase de remblaiement quaternaire, de « grandes coulées boueuses d’argiles rouges » venant de l’Est « se sont insinuées dans la vallée du Thoré, ont recouvert la base des causses d’Augmontel et ont pu le (le causse) submerger ».


Du Lutétien supérieur

Il faudra attendre les années 40 pour que l’âge des Argiles à graviers de Mazamet soit à nouveau discuté.

Dans son inventaire encyclopédique des gisements de mammifères de l’Aquitaine, Richard (1946) fait le point sur le gisement de Payrin-Augmontel et évoque les restes de Lophiodons, tortues et crocodiles indéterminés,  signalés par Noulet (1868) et par Caraven-Cachin (1878, 1890, 1898). Ces fossiles provenant de collections privées de Mazamet (collection Fontan, collection Huc) ont sans doute disparus et un doute persisterait quant à leur détermination si une prémolaire supérieure de Lophiodon isselense n’avait été recueillie au Musée de Bâle et signalée par la suite par Stelhin (1904, p. 473).
Les faunes d’Issel étant classiquement attribuées au Lutétien supérieur, les faunes de Payrin-Aumontel, ainsi que l’ensemble des Argiles à graviers de Mazamet, sont naturellement placées à ce même niveau « en équivalence avec les Grès d’Issel ».

Dans son travail de compilation bibliographique à l’échelle de l’Aquitaine orientale, effectué à l’occasion de la publication de la carte géologique de Toulouse au 1/320000, Castéras (1956) ne modifie pas ce schéma.


Les Argiles placées sous le Calcaire de Castres à l'Ouest d'Augmontel

De l’Yprésien

Le travail de thèse du bordelais Mouline (1989) conclut une étude stratigraphique, sédimentologique et séquentielle, synthétique et méthodique, du Tertiaire continental du « Golfe de l’Albigeois ».
Il va montrer que le complexe des Argiles à graviers correspond à une sédimentation proximale en provenance du Paléo-Massif Central, sous forme de coulées boueuses et d’écoulements en nappe à éléments paléozoïques ou quartzeux. Ces matériaux sont, pour l’essentiel issus du démantèlement des paléoaltérites qui le recouvrent, sous l’effet d’un climat devenu subitement très pluvial au début de l’Eocène (Mouline, 1985, 1989).

Il étudie tout spécialement le remplissage sédimentaire tertiaire du « sillon de Mazamet » et donne, dans la notice de la première édition de la carte géologique au 1/50 000 de Mazamet (Debat et al., 1979), une première étude stratigraphique synthétique de la formation des Argiles à graviers de Mazamet. Il distingue deux ensembles sédimentaires, de bas en haut :
- La Brèche des Estrabauts : sables, graviers et conglomérats à éléments de gneiss, de micaschiste, de quartz et de roches cristallophylliennes altérées, passant probablement aux Brèches de Rigautou, à l’Ouest de Mazamet.
-  Les Argiles kaoliniques de Rieusequel : argiles rouges, alternativement sableuses et franches, exploitées par plusieurs tuileries des environs de Saint-Amans, passant, à l’Ouest de Mazamet, aux Argiles et sables placés sous le Calcaire de Castres.

C’est au sommet des Argiles de Rieusequel que des argiles ligniteuses lui fournissent, à Saint-Amans-Soult, une palynoflore d’âge l’Ilerdien (= Yprésien inférieur), première datation de cette formation en domaine continental (Combaz et Mouline, 1967). Il peut ainsi mettre en équivalence stratigraphique les Argiles de Mazamet avec les couches ligniteuses homologues qui clôturent la série marine du versant méridional de la Montagne Noire (Argiles de Saint-Papoul).
La base de la formation n’est pas datée, mais Mouline n'exclut pas que le Crétacé supérieur y soit représenté.

Les formations qui précèdent les Calcaires de Castres, d'après Mouline, 1989, fig. 134.
1. Argiles à graviers ; 2-3. Brèches des Estrabaud et de Rigautou ; 5. Lignites de Saint-Papoul ; 6. Argiles de Saint-Amans-Soult ; 7. Argiles placées sous les Calcaires de Castres ; 8. Calcaires de Castres.


Il était admis depuis Richard (1946) que les Argiles à graviers passaient latéralement, au moins partiellement, au Grès d’Issel, dont l’âge Lutétien supérieur était érigé en certitude. Mouline, dans sa thèse (1989), ne discutera pas cette équivalence.
La révision paléontologique des faunes d’Issel par le montpelliérain Marandat (1987) a cependant fait apparaitre, entre temps, d’importantes incertitudes sur leur âge réel. Ces faunes semblent regrouper des éléments provenant de plusieurs gisements, et dont l’âge s’échelonnerait du Lutétien supérieur au Bartonien supérieur. Il conclut à un âge moyen Bartonien inférieur, âge que Sudre et al. (1992) placent au niveau MP14 du Bartonien basal. 
Pour ce qui est des fossiles de Payrin-Augmontel, dans sa discussion, Marandat nous apprend qu’une variété de Lophiaspis occitanicus doit être placée dans le Cuisien, quand à Lophiodon isselense, il est au centre d’un « imbroglio systématique » qui rend son utilisation stratigraphique impossible.

Tous les travaux tiendront dorénavant compte de cette importante modification de l’âge des Grès d’Issel.

Les levers de la carte géologique de Revel (Demange et. al., 1997) seront pour Mouline l’occasion d’éclairer la stratigraphie des Argiles à graviers du Castrais, en les comparant aux couches homologues de l’extrémité occidentale de la Montagne Noire. Il pourra ainsi distinguer deux cycles sédimentaires séparés par un paléosol, de bas en haut :
- « Formation détritique inférieure ou Graviers d’Issel », ensemble argilo-sableux et graveleux discordant sur un Paléozoïque peu altéré, dépourvu de phénomène de rubéfaction et de ferruginisation.
- « Argiles de Saint-Papoul et des Mousques Hautes », conglomérats puis argiles rouges, globalement discordants sur le cycle précédent, jusqu’à reposer directement sur le socle altéré et comportant à leur sommet des encroutements carbonatés « annonçant les Calcaires de Saint-Férréol qui les surmontent ».


Carrière de En Coulon, à Vaudreuille. Les Argiles rouges des Mousques-hautes reposent sur le granite de Labécède profondément altéré et kaolinisé.


Dans une révision (encore inédite) de la carte géologique de Mazamet, Demange (2014) expose une cartographie nouvelle de la boutonnière d’Escoussens dans laquelle les Argiles à graviers placées sous le Calcaire d’Escoussens sont, pour la première fois, nettement délimitées et cartographiées. Rappelons que si Caraven-Cachin semble les avoir vues, ni Vasseur, ni Mouline, ne les avaient identifiées sur le versant nord de la Montagne Noire.
Demange y retrouve, à l’identique, les deux cycles sédimentaires distingués par Mouline dans le Revelois et extrapole ces résultats à l’ensemble du bassin sédimentaire. Il distingue ainsi, dans le Castrais, de bas en haut :
- « Argiles à graviers inférieures » : Brèches et conglomérats gris, stratifiés ou chenalisés grossiers, non ferrugineux, reposant sur le socle non altéré. Leur équivalence avec les « Graviers d’Issel » (Graviers et non Grès) autorise à leur donner un âge yprésiken inférieur. Les dépôts correspondant à ce cycle, présents dans la boutonnière d’Escoussens seraient absents dans le sillon du Thoré.
- « Argiles à graviers supérieures (= Argiles de Mazamet s.s.) » : Conglomérats, grès, puis argiles rouges, sables dolomitiques, souvent rubéfiés. Cet ensemble est discordant sur le premier cycle, qu’il déborde jusqu’à reposer en discordance sur le socle altéré. Il serait seul représenté dans le sillon du Thoré et partiellement équivalent des Argiles de Saint-Papoul datées de l’Ilerdien par Plaziat (1984).
Les grès et sables placés sous le Calcaire de Castres qui renferment, à Payrin, la faune mammalogique à « Lophiodon », représenteraient seuls le « Lutétien supérieur ».
Les Calcaires de Castres (et de Revel) font suite, en concordance, à ce deuxième cycle des « argiles à graviers ».

Le Tertiaire de la boutonnière d'Escoussens, d'après Demange (2014, fig. 9)

 

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Bibliographie des formations tertiaire du Castrais et de l'Albigeois