Histoire de la Géologie

LES CONGLOMERATS DU TERTIAIRE DU TARN DANS LE CONTEXTE DE L'AVANT-PAYS
DE LA CHAINE PYRENENNE

par Philippe Fauré

 

La bordure nord-pyrénéenne est marquée, de l’Ariège à l’Aude, par la présence de plusieurs puissantes assises conglomératiques, nommées depuis Leymerie, les « Poudingues de Palassou ». Les bancs conglomératiques s’y succèdent, en plusieurs séquences, au sein d’une épaisse formation molassique continentale d’âge éocène, la Série de Palassou.
Il a paru évident, à tous les auteurs qui l’ont étudiée, que les conglomérats étaient le produit de la désagrégation des reliefs pyrénéens en cours de constitution et que cette formation syntectonique avait enregistré toute la chronologie des déformations qui ont affecté la chaîne pyrénéenne.

Dans le Tarn, il paraissait alors naturel de corréler avec les « Poudingues de Palassou », l’ensemble des bancs conglomératiques qui se succèdent dans le Tertiaire du Castrais et de l’Albigeois.
Mais, alors que les plus anciens d’entre eux sont bien contemporains de la Série de Palassou sous-pyrénéenne, il s’avère que les nappes conglomératiques les plus étendues du Tarn sont d’âge oligocène.

Une vaste nappe de dépôts caillouteux est dessinée sur la première carte géologique de Dufrenoy et Elie de Beaumont (1841) sur les hauteurs du Lauragais, entre Puylaurens et Toulouse et rapportée à un dépôt alluvial d’âge tertiaire supérieur (âge des Alluvions anciennes de la Bresse).

Extrait de la carte géologique de Dufrenoy et Elie de Beaumont (1841).
Les Poudingues son notés "P"

Du Tertiaire

Ces mêmes dépôts conglomératiques sont à nouveau observés sur les hauteurs de Puylaurens par de Boucheporn (1848) et figurés sur sa carte géologique du département du Tarn.
Le premier, il les identifie, fort justement, à une nappe alluviale ancienne représentant le « Second étage tertiaire, celui des Grès de Fontainebleau », type actuel de l’Oligocène du bassin parisien, « en équivalence des Mollasses marines ». Il ajoute que ces nappes conglomératiques seraient « contemporaines du grand mouvement qui a donné aux Pyrénées leur relief… ».
Cette analyse aurait été exacte s’il ne l’avait étendue à l‘ensemble des nappes de « galets roulés et des bancs d’alluvion » qu’il rencontre dans le Tarn, l’amenant à confondre « la couche des plateaux (les conglomérats oligocènes intercalés dans la molasse tertiaire), celle des étages moyens (alluvions quaternaires des hautes terrasses), celle de la plaine (alluvions des basses terrasses) ». Pour lui, ces nappes caillouteuses « sont exactement identiques » et résulteraient de la destruction du relief des Pyrénées « sous forme d’une immense nappe caillouteuse due à des courants diluviens qui auraient ennoyé la totalité du pays molassique ».
Rejetant l’idée d’un « Diluvium récent », il estime que les « cailloux roulés » que l’on rencontre à des altitudes de plus en plus basses près des rivières, s’expliquent par des jeux de fractures entre les paliers successifs, disposés à la manière de touches de piano, effondrés par des failles au niveau des vallées.
« Pour un observateur attentif et impartial ce sont différents lambeaux d’une même nappe d’alluvion, occupant autrefois le niveau le plus élevé, mais abaissée maintenant en divers points par les grands affaissements qui ont produit les vallées et les plaines basses ». Les vallées, que « l’ancienne géologie considérait comme l’ouvrage des eaux seules » seraient localisées le long des lignes de failles. Très satisfait de son hypothèse, il ajoute : « Nous croyons être le premier qui ayons essayé une explication rationnelle et pour ainsi dire géométrique du mécanisme de la formation des vallées de fracture … ».

Conglomérat de Puylaurens dans un effondrement du parement des remparts. Noter les corps lenticulaire chenalisés. En bas, détail d'un corps sableux à stratifications obliques.


Du Quaternaire (et de l'Eocène supérieur)

Magnan s’attaque en 1870 au problème des conglomérats et réfute en bloc les théories de Boucheporn « l’Eocène n’est pas faillé… cette absence de brisure nous conduit à admettre que les vallées se sont formées par voie d’érosion et d’affouillements successifs ». Son analyse des dépôts conglomératiques que l’on retrouve à diverses altitudes du Castrais l’amène à adopter une attitude diamétralement opposée et à considérer que, des basses terrasses aux niveaux les plus élevés que sont les Mont de Saix, les cailloutis sont d’anciennes terrasses alluviales quaternaires « représentant l’ancien lit de l’Agout à l’époque où cette rivière se jetait dans la Méditerranée ».
Il distingue cependant les conglomérats « à galets impressionnés » de Puylaurens et de Saint-Félix, situés « à un niveau plus élevé que la terrasse la plus haute, c’est à dire, 350 mètres d’altitude », qu’il attribut « à une action diluvienne générale » et qu’il rattache à l’Eocène supérieur*.

* Contrairement à ce qui est écrit par Durand-Delga (2003), la lecture attentive du texte un peu ambigüe de Magnan, nous montre que celui-ci avait bien reconnu le caractère « éocène supérieur » des Conglomérats de Puylaurens.

La carte géologique du Tarn de Rey-Lescure (1888) confond, comme l’avait fait celle de Dufrenoy (1841), les « dépôts caillouteux des plateaux » associés aux niveaux supérieurs de la molasse (actuels conglomérats oligocènes) et les graviers des terrasses alluviales (quaternaires).

Blayac (1907) fait lui aussi la part des choses en reconnaissant l’appartenance au Quaternaire des terrasses les plus inférieures du dispositif décrit par Magnan, et l’âge « éocène » des conglomérats les plus élevés.


Les Poudingues de Palassou. Age Eocène supérieur.

Caraven-Cachin parallélise le premier (1889) avec les « Poudingues de Palassou », plusieurs niveaux de conglomérats qui « s’étendent sur les crêtes des collines de Montmaur, Saint-Paulet, Les Cassès, Saint Félix, d’où ils pénètrent dans le Tarn par les points culminants de Puechourcy, Puechaudier, Saint-Loup, Appelle, Les Barreaux et Puylaurens… forment un ilot au mont de Saix… viennent butter, non loin de Roquecourbe, sur les premiers contreforts du versant sud-ouest du Plateau central ».
Pour lui, ces conglomérats « constituent une vaste nappe ininterrompue… qui s’étend sur plus de 100 km de longueur des Pyrénées au Plateau Central ». Ils sont constitués, en fonction des localités, d’une proportion variable de « nodules de quartz et de cailloux calcaires impressionnés » parmi lesquels il reconnait des éléments de grès et de calcaire éocène et, dans la région de Saix et de Castres, une majorité d’éléments provenant des terrains anciens.
Tous ces niveaux sont inclus, par l’auteur, dans la molasse tertiaire, à un âge correspondant à la « base du Ligurien inférieur » (Ludien). Ils seraient « à rattacher à l’un des termes les plus élevés et les plus récents de la série ariégeoise ». Il ajoute que « des cordons de cailloux roulés sont présents à des altitudes variables, principalement au sommet du Ligurien, de Graulhet, de Lavaur et Gaillac ». Il s’agit là de la première observation de conglomérats dans la partie nord-occidentale du Tarn.
Pour Caraven-Cachin, l’origine des « Poudingues de Palassou » du Tarn, serait à rechercher, non dans les Pyrénées, trop éloignées et dont les éléments n’auraient guère dépassé, vers le Nord, la latitude du Canal du Midi, mais « dans la Montagne Noire et le Sud du Plateau Central soumis, à cette époque, à la même impétuosité des eaux de ruissèlement ».

Coupe de Caraven-Cachin (1889). Les poudingues sont notes "P"


Plusieurs niveaux échelonnés de l'Eocène moyen à l'Oligocène inférieur

Indépendamment de Caraven-Cachin, dont il n’a, au début, pas connaissance des travaux, Vasseur (1893-94I) estime comme lui, que les différents niveaux de poudingues qu’il observe dans le Tertiaire du Tarn, devaient s’étendre primitivement en une nappe continue, jusqu’au pied de la chaine des Pyrénées et constituer, dans le Tarn « une véritable apophyse du Poudingue de Palassou ».
Il fait l’inventaire des bancs de poudingues intercalés dans la molasse du Castrais et, contrairement à Caraven-Cachin, qui les plaçait à un niveau stratigraphique identique, identifie quatre niveaux principaux successifs, échelonnés de l’Eocène moyen à l’Oligocène, qu’il va reporter sur la carte géologique de Castres au 1/80000 (1896) :
. Dans la Molasse de Saix et Lautrec (Eocène moyen), jusqu’aux environs de Réalmont. Ils comportent une dominante d’éléments provenant des terrains anciens ;
. Dans la Molasse de Blan (Ludien), jusqu’au Nord de Serviès ;
. Dans les Molasses de Puylaurens (Sannoisien inférieur). Les « Graviers et conglomérats de Puylaurens » y forment deux nappes intercalées dans la molasse oligocène et dans lesquels il reconnait, jusqu’à Guitalens, des « fragments de roches jurassiques, crétacés et nummulitiques » d’origine pyrénéenne. Pour l’âge Sannoisien, il s'appuie sur des restes de « Xiphodon et des molaires de Rhinocéros (Acerotherium) » trouvés dans une gravière située à l'Ouest de Puylaurens.
. Dans les Molasses de Moulayres (Stampien). Un banc de poudingue se place à la base de cette formation, entre Lautrec et Graulhet.
Ces niveaux conglomératiques se répartiraient en « deux séries distinctes », les plus anciens (Eocène moyen) à prédominance de « graviers descendus de la Montagne Noire », les plus récents, à partir du Ludien, à prédominance de « galets pyrénéens ». Cette observation est ainsi peu différente de celle soutenue par Caraven-Cachin (1889). Mais alors que celui-ci invoquait la seule origine locale (Montagne Noire), Vasseur fait « intervenir des courants ayant agi du Sud-Ouest au Nord-Est,… les éléments ne peuvent provenir que des Petites-Pyrénées et du Plantaurel ».

L’identification de ces poudingues à la formation « de Palassou » fit l’objet d’une vive discussion entre Vasseur (1893-94 II) et Caraven-Cachin (1898).
Le premier reconnaît bien volontiers la priorité de Caraven-Cachin sur cette découverte mais, assez injustement, observe le caractère « diamétralement opposé de ses conclusions », l’accusant, notamment d’avoir confondu dans ses observations, des faciès conglomératiques très variés, en particulier d’avoir assimilé aux Poudingues de Palassou, des conglomérats à galets quartzeux qui appartiendraient en réalité aux Argiles à graviers qui bordent la limite occidentale du massif ancien. Ce n’est, objectivement, pas ce que Caraven-Cachin dessine sur sa coupe (1889, Pl. XIII) et les poudingues qu’il figure à Montfanet (près de Roquecourbe), au contact des terrains primaires, lui ont bien fourni des dents de Paleotherium de l’Eocène moyen* (Caraven-Cachin, 1881).

* nous avons pu vérifier la présence de ces fossiles dans les collections Caraven-Cachin du Musée d’Albi.


Suite de la coupe de Caraven-Cachin (1889). Les poudingues sont notes "P"


Répondant aux critiques du « savant professeur de Marseille », Caraven-Cachin (1898), apporte de nouveaux arguments prouvant l’abondance des éléments d’origine paléo-pyrénéenne dans les conglomérats de Puylaurens (d’après des données malheureusement inédites ou confidentielles, auxquelles Vasseur ne pouvait avoir accès). Il nous signale notamment l’abondance des fossiles du Jurassique dans les conglomérats, en particulier dans des « nappes quaternaires » intimement liées aux conglomérats tertiaires.



Coupe selon Vasseur, 1893-94



De l'Oligocène, Sannoisien inférieur et supérieur

Suivant les bancs de poudingue nterstratifiés dans plusieurs niveaux des molasses oligocènes, Mengaud reconnaitra leur extension jusqu’au delà de la vallée du Dadou (1909) (environs de Briatexte, Giroussens, Cadalen) et leur identité de composition avec les Poudingues de Puylaurens. Comme à Puylaurens, deux niveaux principaux y sont subordonnés à la molasse sannoisienne (1927). Il constate que le calibre moyen des galets se réduit nettement vers le Nord, mais que ces poudingues comptent encore de nombreux galets de calcaire paléocène à alvéolines « identiques à ceux de la Montagne Noire ».

A l’occasion de la découverte de galets de grès rouges du Permien dans les alluvions de l’Agout, en amont de Castres, Bergounioux (1931) effectue un nouvel inventaire des éléments des Poudingues de Palassou de Puylaurens. Avec une majorité de quartz et de roches métamorphiques, de nombreux galets calcaires lui rappellent le Crétacé supérieur de l’Ariège et de la Haute-Garonne (Calcaire Nankin).



De l'Oligocène, du Sannoisien inférieur au Stampien inférieur

Dans son inventaire des gisements de mammifères de l’Aquitaine, Richard (1948) fait le point, notamment, sur l’âge de la faune récoltée dans les Conglomérats de Puylaurens par Vasseur et placée par lui dans le Sannoisien inférieur. Revues par Roman et Joleaud (1910), puis Richard (1948), ces faunes associent Cadurcotherium minus, Aceratherium cf. filholi et Lophiomeryx cf. chalaniati, ce qui leur donne un âge stampien « et non Sannoisien inférieur, ainsi que le pense Vasseur », opinion adoptée par Répelin (1921).

Astre publie en 1959 une synthèse « encyclopédique » sur les « Terrains stampiens du Lauragais et du Tolosan» dans laquelle il précise l’âge des « Mollasses de Puylaurens qui  renferment, dans le Tarn les deux dernières expansions du Poudingue de Palassou » : « Poudingues inférieurs », d’âge Sannoisien inférieur ; « Poudingues supérieurs », d’âge Stampien inférieur, précisant la datation de Richard grâce à la découverte de Eggysodon gr. osborni.
Il constate implicitement que les poudingues du Tarn sont plus récents que les Poudingues de Palassou sous-pyrénéens et sont ainsi postérieurs aux phases paroxysmales de la surrection des Pyrénées. Il envisage donc que les galets tarnais proviendraient « …de roches pyrénéennes, englobés une première fois dans le Poudingue de Palassou, puis relibérés et transportés alors dans les formations oligocènes ». Ce régime « qui empruntait les matériaux des Poudingues de Palassou (Lutétien supérieur – Bartonien) du front des Pyrénées  se serait perpétué à travers le Sannoisien et le Stampien inférieur, jusqu’à l’instauration des Calcaires de Briatexte (au Stampien moyen) ».

 

Les Poudingues « de type Puylaurens » (du Bartonien au Stampien moyen)

Les premiers travaux de Mouline (1967) seront pour les « Conglomérats de Puylaurens » qu’il interprète comme des chenaux fluviatiles soumis à des débâcles boueuses de densité variable à faible pouvoir érosif sur les berges et résultant d’un transport « catastrophique » sous l’effet d’un contexte climatique particulièrement pluvieux affectant les lointains contreforts pyrénéens.
Sa thèse (Mouline, 1989) va éclairer d’un jour nouveau la dynamique de sédimentation des dépôts de type deltaïque qui comblent le bassin de l’Albigeois et du Castrais. Ses travaux lui permettent, notamment, de déceler la progradation vers le Nord d’un prisme sédimentaire détritique, progressant telle une onde, sur un front de 20 km, en repoussant les zones exondées en Albigeois.

Fait important, pour le sujet qui nous occupe, il montre que les dépôts détritiques les plus grossiers, notamment conglomératiques, sont essentiellement d’origine paléo-pyrénéenne et qu’ils se concentrent du Bartonien au Stampien, selon un axe de transit fluvial assez étroit, orienté selon une direction de transit ESE-NNE.

Substituant le terme, non adapté au Tarn, de Poudingue de Palassou et pour bien les distinguer des formations sous-pyrénéennes, il consacre le terme de Poudingues « de type Puylaurens ».
Il précise l’âge, l’extension et la configuration de ces niveaux qu’il avait, en particulier cartographié dès 1971 sur la feuille de Lavaur au 1/50 000 :
- Au Bartonien, les apports paléo-pyrénéens sont orientés SE-NW et les données de sondages permettent d’en mesurer l’étendue dans les Molasses de Saix et de Lautrec. Au Nord de Castres, la topographie en inversion de relief révèle un réseau fluvial aux bras multiples caractérisé par des accumulations méandriformes et chenalisées de conglomérats au milieu d’une plaine d’inondation (figure ci-dessous). Cette direction d’écoulement montre l’absence d’influence du relief de la paléo-Montagne Noire qui semble bien ne faire aucun obstacle aux apports détritiques d’origine méridionale.


- Au Ludien, les épandages paléo-pyrénéens toujours d’origine sud-orientale restent stables en quantité et en direction dans les Molasses de Blan. A l’Ouest d’une ligne Lautrec-Graulhet, ils atteignent l’Albigeois.
- A la fin du Ludien - début du Stampien, les apports fluviaux paléo-pyrénéens se réactivent sous l’effet d’un climat plus humide et les chenaux fluviatiles se disposent en éventail, selon deux directions principales, en direction du Nord et en direction du Nord-Ouest.
A la même époque, un réseau fluviatile deltaïque de provenance, cette fois, nord-orientale se différencie, le Complexe de Puygouzon, résultant de « véritables fleuves aux eaux non turbides », transportant sable et galets, système qui se substitut au régime des coulées boueuses qui prévalait auparavant.
- Le Stampien inférieur, connaît une forte exagération des apports paléo-pyrénéens « de type Puylaurens » et une forte densification du réseau fluviatile selon un axe principal SE-NW Gaillac-Graulhet-Castres assez étroit, au sein duquel se mêlent les apports paléo-pyrénéens et des éléments en provenance du Massif Central. Un second chenal, de direction subméridienne semble contourner l’extrémité occidentale de la Montagne Noire (figure ci-dessous).
On assiste également, à la fin de la période, à la première manifestation de surrection du dôme de la Grésigne.


- Au Stampien moyen : les apports fluviaux de direction SE-NW, Gaillac-Graulhet se disposent selon un chenal relativement étroit, sans doute équivalent latéral des Calcaires de Cordes et des dépôts sapropéliques des Lignites de Cestayrols.
Les apports fluvialites paléo-pyrénéens grossiers disparaissent au Stampien supérieur.

« Malgré ses reliefs bordiers, Montagne Noire et Grésigne, l’aire de sédimentation tarnaise ne révèle rien ou presque rien de spectaculaire du point de vue tectonique », écrivait Mouline (1989, p. 776). On ne peut démentir que les bassins du Tarn restent largement à l’écart des mouvements pyrénéens et que la dynamique sédimentaire est au moins partiellement commandée par l’alternance des conditions climatiques.
La lecture des blocs diagrammes et cartes paléogéographiques de Mouline nous montrent cependant, tout au long du Paléogène, le rôle non négligeable de la tectonique dans la répartition des dépôts. Les poudingues de type « Puylaurens » qui s’échelonnent dans le Tertiaire du Tarn sont là pour nous rappeler la proximité et la nécessaire influence de l’orogène pyrénéen distant de moins de 100 km. La relation entre tectonique et sédimentation est totalement éludée par les préoccupations trop purement sédimentologiques de Mouline. Une interprétation plus synthétique des conditions tectono-sédimentaire est venue des travaux de Crochet (1991) sur les Molasses du Piemont pyrénéen qui renferment les Poudingues dits de Palassou.

 
La "Série de Palassou" de l'Aquitaine orientale

Les nombreux auteurs qui ont étudié les « Poudingues de Palassou » de la bordure pyrénéenne  (Leymerie, Abbé Pouech, Noulet, Vasseur, Crochet) ont tous montré que les bancs de conglomérats se succèdent au sein d’une série molassique continentale éocène, la Série de Palassou, dont le caractère syntectonique leur a paru évident.
Crochet (1987) donne l’étude stratigraphique la plus aboutie de ces formations, entre Ariège et Aude. Il synthétise ses données dans sa thèse (1991) et élabore un modèle tectono-sédimentaire applicable à la bordure sous-pyrénéenne. Il extrapole ensuite ce modèle géodynamique à l’ensemble du synclinorium de Carcassonne et, par delà la terminaison périclinale occidentale de la Montagne Noire, aux Golfes du Castrais et de l’Albigeois.
Partout, il retrouve une même organisation géométrique du Paléogène infra-ludien. Il découpe notamment la Série de Palassou en trois unités tectono-sédimentaires, aux caractéristiques sédimentologiques propres, déformées par des mouvements syntectoniques et séparées par deux « discontinuités fondamentales » plus ou moins nettement discordantes :
- La première (« Palassou inférieur ») succède, sans discontinuité apparente, à la série marine yprésienne. Dans l’Ariège, elle se termine avec un horizon carbonaté, le Calcaire des Lombards, mis en équivalence, depuis Vasseur, avec le Calcaires de Castres, dans le Lutétien supérieur (Crochet, 1977). Son âge est donc identique dans le bassin du Castrais. Il est raisonnable de placer cette première série dans l’intervalle Yprésien supérieur à Lutétien supérieur.
- La deuxième (« Palassou moyen »), nettement discordante sur la première, débute par les Grès d’Issel, discordants sur le Calcaire de Castres (de Revel) et dont la nouvelle attribution au Bartonien inférieur est soutenue par des donnés paléontologiques nouvelles (Marandat, 1986). Cette unité est en continuité latérale vers le Sud avec la Molasse de Castelnaudary et trouve son prolongement naturel vers le Nord dans les Molasses de Saix et Lautrec, du même âge.
- La troisième (« Palassou supérieur ») est marquée par le retour progressif à une sédimentation distale, plus carbonatée, intercalée, jusque dans le Castrais, de niveaux conglomératiques d’origine paléo-pyrénéenne de type Palassou.

Deux discontinuités majeures sépareraient ainsi les trois unités tectono-sédimentaires discordantes à l’échelle cartographique :
- la première serait responsable de la discordance cartographique des Molasses bartoniennes de Saix et Lautrec sur un substratum varié (Calcaire de Castres, Argiles à Graviers,…). Cette hypothèse nous ramène à l’intuition de Caraven-Cachen (1889) qui voyait une grande discordance cartographique à la base du Ludien du bassin du Castrais (voir chapitre histoire des "Argiles à graviers") ;
- la deuxième serait à l’origine de « la discordance tranchée sur le pays bartonien sous-jacent… à l’origine du dégagement de la belle cuesta ludienne de Cazal des Bayles au Seuil de Naurouze et au Nord de Réalmont où elle vient mourir au Sud du Tarn » (Crochet, 1991).

Les derniers rajustements tectoniques d’origine pyrénéenne prennent place à la fin de la troisième période sédimentaire comme en témoignent les discordances angulaires et manifestations tectoniques synsédimentaires observées par Mouline (1989) dans le Castrais, ou encore le décrochement fossilisé par l’Oligocène de la cuesta ludienne (Faille de la Ginelle) qui, du Seuil de Naurouze, est rejetés 5 km au NE dans le prolongement occidental de la bordure nord de la Montagne Noire (voir chapitre Faille de Mazamet).
Tous ces mouvements d’âge pyrénéens sont cicatrisés par des dépôts molassiques sub-horizontaux du Stampien inférieur, discordant sur le Ludien qui constitue le toit de la Série de Palassou de façon isochrone à l’échelle de toute la région.
Une telle discontinuité séparant l’Eocène du Stampien est bien connue dans les secteurs de Réalmont et d’Albi (Mouline, 1989). Elle est aussi identifiée par Muratet et Cavelier (1992) dans la partie occidentale de l’Albigeois.

Ainsi, on peut placer de façon isochrone, au sommet du Ludien, la limite entre les molasses syn- et post-tectoniques dans le Bassin sous-pyrénéen et dans le Bassin de l’Albigeois.


Ne relève donc strictement de la Série de Palassou du Tarn, qu’une minorité des Conglomérats de « type  Puylaurens » identifiés par les auteurs, et seuls les conglomérats bartoniens du Castrais, de type « Monts de Saix, Montpinier,.. » et les niveaux intercalés dans les Molasses de Blan devraient accéder à l’appellation de Poudingue de Palassou.

Tous les autres horizons conglomératiques sont plus tardifs et s’échelonnent du Stampien inférieur au Stampien moyen, voire au Chattien (Cavelier et Muratet, 1992). Si l’on ne peut exclure une relation avec les dernières manifestations des mouvements pyrénéens, leur origine climatique est plus vraisemblable, ce qui renvoie aux conclusions de Mouline (1989).

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Bibliographie des formations tertiaire du Castrais et de l'Albigeois