Le Carbonifère : généralités

Introduction
Le carbonifère
Etymologie et définition
Caractéristiques du Carbonifère
Les paysages au Carbonifère
Orogénie
La Belgique productrice de minerais

1.  Introduction

Si vous avez lu les "informations personnelles" (cf. Informations personnelles) vous savez que ma passion pour la géologie me vient de mon grand père qui était Ingénieur des Mines.  Il a fait, pour ainsi dire, toute sa vie dans les mines de charbon de la région de Charleroi.  C'est lui qui m'a fait découvrir, fin des années 1960, début des années 1970, les premiers fossiles de végétaux qu'on trouvait sur le terril d'Appaumée avant que celui-ci ne soit évacué pour faire place à un parc à containers et que le site de l'ancien carreau de la mine ne soit réhabilité pour permettre la construction de la maison communale annexe de Ransart.

Etant dépositaire de son savoir, de son savoir-faire mais aussi de ses anciens cours de géologie minière, je me sens en devoir de perpétuer sa mémoire en faisant ici état de ce qu'il m'a appris sur la géologie, le charbon, la mine, le travail des mineurs sans oublier les minéraux et fossiles du Carbonifère.

2.  Le Carbonifère

2.1. Etymologie et définition

Cinquième époque géologique du paléozoïque le Carbonifère s'étend de (-359 à -299  Ma). Connue par ses fougères géantes ainsi que par la formation des houilles et des charbons minéraux, c’est de cette époque que datent les grands gisements de charbon créés dans une grande zone tropicale (comprenant l'Europe) et qui ont permis l’essor industriel  du XIXème et XXème siècle

Le Carbonifère (du latin carbo, -onis = charbon, et ferre = porter) est la période géologique qui succède immédiatement au Dévonien et ses formations puissantes sont recouvertes par le Permien, dernière période de la série des couches primaires ou paléozoïques. Le terme Carbonifère (terme proposé par William Daniel Conybeare en 1822 pour l'ensemble des terrains qui, en Angleterre, renferment de la houille) s'étend sur environ 60 millions d'années (Ma) si l'on y inclut le Strunien. C'est un des systèmes les plus importants des temps géologiques parce qu'il est marqué par des faits ayant eu de grands retentissements que nous allons développer ci-après.

2.2. Caractéristiques du Carbonifère

Aujourd'hui, on distingue dans le Carbonifère cinq sous-systèmes, distribués dans deux époques avec de nombreuses synonymies en fonction du fait que ces couches ont été observées en Europe de l’Ouest, en Europe de L’Est ou en Amérique.  Le tableau ci dessous tente de synthétiser tout cela.

 

  

Europe occidentale
Synonymie et
Autres appellations étrangères
 
Ages
Eres
Systèmes
Sous-
Systèmes
 
Etages
Assises
Formations
 
Couches
Systèmes
Etages
-295
 
 
P
 
 
 
 
A
 
 
L
 
 
E
 
 
O
 
 
Z
 
 
O
 
 
I
 
 
Q
 
 
U
 
 
E
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Carbonifère supérieur
 
OU
 
Silésien
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Stephanien
 
 
Gzhélien
 
Noginskien
Alternance de schistes houillers et de houilles
Ouralien
 
 
OU
 
 
 
Missourien
 
 
OU
 
 
Pennsylvanien

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Pennsylvanien
Supérieur
 
 
 
 
 
Klazminskien
 
Dorogomilovskien
 
Kasimovien
 
Chamovnicheskien
 
Krevyakinskien
 
 
Westphalien
 
 
 
 
 
Moscovien
 
 
 
 
Myachkovkien
Alternance de schistes houillers et de houilles
Pennsylvanien
Moyen
 
Podolskien
 
Kashirskien
 
Vereiskien
 
Melekesskien
 
Cheremshanskien
 
 
Namurien
 
 
 
Bashkirien
 
 
Yeadonien
Houilles de la Gueule du Loup
 
Pennsylvanien
Inférieur
 
 
 
 
Marsdenien
 
Kinderscoutien
Schistes de la Gueule du Loup
 
Alportien
 
Serpukhovien
Chokierien
Grès de Villerot
 
Arnsbergien
Schistes de Baudour
 
Pendleien
 
Carbonifère inférieur
 
OU
 
Dinantien
Viséen
Brigantien
Warnantien
Formation de Gottignies
Mississippien
Mississipipen Supérieur
 
Formation de Blaton
 
Formation de Viesville
 
Livien
Asbien
Formation de  Seilles
 
Holkérien
 
Arundien
Formation de Lives
 
Chadien
 
 
OU
 
 
Molignacien
 
Groupe de Bay Bonnet
Formation de Neffe
Mississippien Moyen
 
Formation de Terwagne
 
Formation de Thieusies
 
Formation des Ecacheries
 
Formation de Basècles
 
Formation de Lens
 
Formation de Montignies
 
Formation de Cambron
 
Formation du Pont de Lens
 
Formation du Grand Chemin
 
Formation des Montils
 
Tournaisien
 
Ivorien
Formation d’Antoing
Mississippien Inférieur
 
Formation des Grandes Dolomies
 
Hastarien
Formation de Landelies
 
Formation du Pont d’Arcole
-359
Formation d’Hastière

 

Le carbonifère est défini par deux grandes tendances : le carbonifère inférieur (Tournaisien et Viséen) représenté par des couches de calcaire d'origine marine et le carbonifère supérieur (Namurien, Westphalien et Stéphanien) caractérisés par la présence du charbon minéral appelé "houille", d'origine lacustre.

 

3.  Les paysages au Carbonifère.

 

3.1.  Orogénie

D’un point de vue orogénique, le Gondwana entre en collision avec l'Amérique du Nord. La Pangée commence à se former et continue sa formation durant tout le Carbonifère, la température moyenne, stable pendant la première partie du Carbonifère se refroidit ensuite.  Les continents de l’hémisphère Sud restent liés dans Gondwana, tandis que ce supercontinent entre en collision avec la Laurussia le long de ce qui est actuellement la côte est de l’Amérique du Nord. La chaîne hercynienne en Europe et les Appalaches en Amérique du Nord se forment lors de cette collision.  La plaque eurasienne se soude à l’Europe de l’Ouest au niveau de l’Oural. La plus grande partie de la Pangée est alors assemblée à l’exception de la Chine du nord et de l’Asie du sud-est. La forme de la Pangée à la fin du Carbonifère est celle d’un anneau.

Il existe deux océans majeurs au Carbonifère, Panthalassa et Paléothétys, à l’intérieur de l’anneau formé par la Pangée du Carbonifère récent. D’autres océans mineurs existent, Protothétys, fermé par la collision du micro-continent de Chine du Nord et Sibéria/Kazakstania, l’Océan Rhéique, fermé par la collision de l’Amérique du Nord et de l’Amérique du Sud, le petit et peu profond Océan de l’Oural, fermé par la collision de Baltica et Siberia.

 

La baisse globale du niveau des eaux de la fin du Dévonien et qui a été, en partie responsable de la crise biologique de la fin du Frasnien, s’inverse au début du Carbonifère. Cette hausse du niveau de la mer crée des mers et les dépôts de carbonate du Viséen - Tournaisien peuvent avoir lieu.

 

Synclinorium de Namur : région calcaire du Carbonifère inférieur

 

Le niveau des mers chute de nouveau vers le milieu du Carbonifère et nous enregistrons une nouvelle mini crise biologique qui touche principalement les Crinoïdes et les Ammonites.  Cet épisode marque la limite entre le carbonifère inférieur et le carbonifère supérieur.

 

Le Carbonifère est le théâtre d'importants mouvements orogéniques qui seront à l'origine d'une transformation en profondeur de la faune et de la flore. La formation de la chaîne hercynienne marque le paysage de l'époque.  Cette énorme chaîne montagneuse balafre le paysage carbonifère depuis l'Espagne jusqu'à l'Océan Glacial arctique en passant par le Massif central, la Bretagne, les Vosges, les Carpates et les monts Oural.  De nombreuses roches métamorphiques et granitiques sont originaires de ces compressions et fractures de l'écorce terrestre.

 

De part et d'autre de ces montagnes dévalent des torrents qui se transforment en rivières puis en fleuves et qui se jettent dans les océans de l'époque dans de grands deltas marécageux où se déposent de grandes épaisseurs de sédiments boueux provenant du continent.  Ces grandes étendues d'eau douces et saumâtres vont permettre l'éclosion et l'expansion des végétaux.  Le gaz carbonique encore très présent dans l'atmosphère a créé un effet de serre, formant ainsi à l'équateur de l'époque, une zone au climat tropical humide alors qu'aux pôles, une glaciation sévissait.  Les paysages du Carbonifère évoquent chez chacun de nous l'extravagance et la démesure d’une flore abondante dont les mines de charbon nous livrent les fossiles, les divers gisements mondiaux nous en révèlent la variété.  Cette végétation luxuriante va achever le travail d'oxygénation de l'atmosphère qui a été entrepris dès le début du Cambrien par les algues microscopiques.  Le terrain se prépare pour le grand débarquement des espèces aquatiques qui vont maintenant fouler le sol de notre terre.

 

4.  La Belgique productrice de minerais.

 

Par rapport aux pays voisins, la Belgique a une industrie minérale de petite taille, mais certainement pas insignifiante.  Essentiellement, notre pays est ou a été un producteur important de plusieurs groupes de minéraux : les carbonates, tels les calcaires, la dolomite et les produits blanchissants; les minéraux synthétiques sous forme de soude et de sulfate de sodium; de la silice et du sable; et des matériaux de construction, y compris une large gamme de marbres.  Le pays a été aussi un producteur de baryte, de sables silico-alumineux, de silex, de fluorite, de pyrite, de marcassite, de galène.

 

La Belgique est aussi un producteur renommé de marbre.  Le terme marbre est utilisé ici dans son sens technique et commercial (toute roche pouvant être sciée, polie et pouvant présenter un aspect agréable à l'oeil, pouvant être utilisée comme objet décoratif ou en sculpture) et non pas la définition géologique (calcaire métamorphique à l'aspect saccaroïde).  Tous les calcaires durs dévoniens et carbonifères, de faible porosité incluant des minéraux et des fossiles (coquillages, coraux, entroques colorés) sont ainsi envisagés.  Le pense notamment aux marbres de Rance, Philippeville, mais aussi au Petit granit de Soignies et Chanxhe.

 

Le besoin incessant de matériaux de construction implique que toutes les roches dures ont été exploitées.  Moellons, blocs, chaux et ciments, granulats et graviers, tranches polies et dallages, toitures et ardoises... De nombreux villages ardennais ont un cachet tout à fait spécial de par les roches utilisées pour la construction de leurs maisons.

 

Le Petit Granit, aussi appelé Pierre Bleue est actuellement le matériau incontestablement le plus exploité.  C'est un calcaire à entroques bleu foncé.  Chaque élément fossile a été transformé en calcite et donne à la roche polie un cachet unique avec ses mouchetures blanches.  80% de la production provient de la région de Soignies, les 20% restants proviennent de la région Ourthe Amblève.  L'épaisseur totale des bancs de petit granit exploités est d'environ 40 mètres et leur couleur varie du gris au bleu virant au noir lorsqu'il est poli.  Le Petit Granit est un des meilleurs matériaux de construction en Europe.  Il se compose de plus de 95% de carbonate de calcium, ne s'altère pratiquement pas, est inerte au gel et à la pluie.  

 

L'exploitation de la pierre brute date au moins du IIème siècle, pour les constructions mais aussi pour les sculptures.  Notons que les exploitations de calcaire de Beez, Seilles, Landelies, Leffe, d'âge viséen/tournaisien.  .. ne produisent que du granulat et ces roches sont présentées sous le vocable "Calcaire de Meuse" ou "Calcaire de la Sambre".


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