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L'étude des forages profonds effectués à Saint-Martin-Labouval, à Campagnac-les-Quercy, à Sauveterre-la-Lémance, à Sabadel-Lauzès et le forage de la Grésigne, ainsi que les observations sur les affleurements du Quercy oriental, ont permis de reconstituer l'histoire géologique tardi-hercynienne et mésozoïque du Quercy.

Issus de l'orogène hercynien, se déposent, durant le Stéphano-Permien, des sédiments continentaux détritiques (où dominent les grès et argiles rouges) sur de grandes épaisseurs (3 000 à 4 000 m) dans un bassin subméridien NNW-SSE de Brive-la-Gaillarde à la Grésigne (B. Delsahut, 1981).

Trias et Jurassique

Au Trias et au début de l'Hettangien, la réactivation d'accidents tardi-hercyniens définit un vaste bassin subsident. Des dépôts détritiques forment un épandage fluviatile dont les affleurements actuels sont limités approximativement au nord par la vallée de la Vézère et au sud par la vallée de l'Aveyron.

L'étude des structures sédimentaires et la minéralogie montre que cet épandage a trouvé son origine dans l'érosion du socle du Massif central (C. Grignac, 1983). Rapidement, à l'Ouest du méridien de Cahors, cet ensemble sédimentaire passe latéralement à des formations lagunaires comparables à la dolomie de Carcans (définie par les géologues pétroliers en Médoc).

Ces dépôts argilo-détritiques vont constituer la base d'un super cycle sédimentaire (transgressif / régressif) couvrant tout le Jurassique.

De la fin de l'Hettangien (-200 M.A.) à la fin du Lias inférieur le bassin s'ouvre vers l'Ouest, il fait partie des marges du proto-atlantique. Des vases évaporitiques, puis carbonatées, se  déposent dans un environnement lagunaire.

 Au Lias moyen et supérieur, les ouvertures océaniques s'affirment, une mer plus profonde et ouverte s'installe. Cette transgression marine se traduit par des dépôts marno-calcaires à céphalopodes.

Pendant le Dogger (Jurassique moyen) et presque tout le Malm (Jurassique supérieur), une grande plate-forme carbonatée proximale s'installe, de milieu plus ou moins confiné ; à l'ouest, une sorte de "récif barrière" occupant l'actuel Périgord, l'isolait de l'Atlantique. Au Kimméridgien, se crée une vaste plate-forme marine sans barrière.

Vers -145 M.A.. à la fin du Jurassique, la mer portlandienne, régressive, se restreint au nord-ouest du Quercy où elle forme le «golfe de Bouriane». Ce déplacement du littoral est à mettre en relation probable avec les manifestations précoces de la tectonique alpine.

Crétacé

Au Crétacé inférieur, la totalité du Quercy est émergée ; les brachyanticlinaux de Sauveterre-la-Lémance et de Campagnac s'individualisent. Cette émersion est soulignée par une surface d'érosion et une discordance des terrains du Crétacé supérieur.

Cette discordance est soulignée par les calcaires cénomaniens et turoniens qui reposent sur les terrains jurassiques, Kimméridgien inférieur au nord du Quercy, et du Kimméridgien supérieur et Portlandien au sud. Cette disposition correspond à la transgression de la mer cénomanienne qui envahit d'abord les zones basses de la topographie précédente.

Avec le Turonien inférieur cette transgression s'affirme, les sédiments de cette époque indiquent un approfondissement de la mer, rien ne permettant de situer la proximité d'un rivage. Mais, à la fin du Turonien, la mer régresse laissant place à une courte émersion. Elle recouvre à nouveau la région au début du Sénonien comme l'attestent les altérites sableuses^[1] piégées dans le karst au nord de Souillac et sur la quasi-totalité du Causse de Gramat.

(1)Ces altérites ont souvent livrées des faunes crétacées marines silicifiées.

Tertiaire

Au cours du Paléocène et de l'Éocène inférieur, les premiers échos de l'orogenèse pyrénéenne vont se traduire par un bombement de la bordure nord-est du bassin aquitain. Cette tectonique va créer des grabens (appuyés aux grands accidents : faille de Villefranche, Grand accident bordier armoricain) qui vont fonctionner en bassins endoréiques (Astruc et al., 1995) et accueillir une sédimentation fluvio-lacustre.

Au Nord du Quercy, le bassin de Martel, un des plus vastes, va accueillir plusieurs centaines de mètres d'épaisseur d'argiles à graviers.

Coupe entre les Pyrénées et le Massif Central au début du Tertiaire

Le littoral est progressivement repoussé au sud de l'actuelle vallée de la Garonne pour atteindre une ligne approximative Bordeaux-Auch-Muret et le Quercy est soumis à l'érosion et à la karstification.

A l'Éocène inférieur, des karsts vont tarauder les reliefs naissants dans la périphérie de la, Grésigne, où ils seront rapidement remplis d'argiles à pisolites de fer.
Au pied des Pyrénées et Sud de la Grésigne, l'orogenèse alimente de puissants talus conglomératiques. En Grésigne, les karsts à remplissage ferrifère subissent des contraintes tectoniques et sont recouverts par les conglomérats.

A l'Éocène moyen (Fini-Yprésien), la surrection des Pyrénées entraîne une migration de la mer vers l'ouest de l'avant-pays Nord-pyrénéen. L'érosion des reliefs en cours d'édification au sud et de ceux issus de la réactivation des accidents hercyniens bordant le Quercy à l'est, alimente une sédimentation détritique qui tend à combler le bassin Aquitain. Ce comblement, lié à une subsidence d'ensemble, va se poursuivre jusqu'au milieu du Miocène.

Au cours de cette longue période (Crétacé terminal à Bartonien), un climat tropical humide a contribué à une altération ferrallitique kaolinisante dont les témoins prennent en écharpe les terrains jurassico-crétacés et plus particulièrement les calcaires détritiques du Turonien supérieur et du Sénonien, plus poreux et en conséquence plus karstifiables. En Bouriane, les sondages effectués pour les levés géologiques ont montré que la frange altérée avait une épaisseur souvent supérieure à 50 mètres. A Fumel, Floressas, etc., les altérites, silicifiées par des fluctuations de nappes et par des circulations paléohydrologiques, forment parfois de véritables "cuirasses" silico-ferrugineuses.

Coupe entre les Pyrénées et le Massif Central au Bartonien

A la fin du Bartonien, alors que les plateaux jurassico-crétacés du Quercy sont toujours soumis à l'érosion, les molasses d'origine pyrénéenne progradent vers le nord. La remontée de niveau de base commence à bloquer les écoulements du réseau hydrographique en direction du bassin ; des lacs et de vastes étendues marécageuses s'installent au pied des reliefs karstiques quercynois, certaines cavités du karst des phosphorites du Quercy se fossilisent. En Quercy et en Agenais, des argiles sableuses et des marnes vertes riches en smectites, contenant parfois attapulgites et sépiolites s'intercalent entre les cuirasses ferrugineuses et les calcaires lacustres oligocènes. Tout ceci caractérise des climats évoluant vers l'aridité (Trauth et al.,1985).

A cette période, un affaissement du Quercy au sud de la faille de Padirac va mobiliser les argiles à graviers du bassin de Martel qui vont alimenter la formation alluviale de Saint-Denis-Catus en ravinant les paléo-altérites ; elles vont s'étaler en direction du sud, jusque dans le "golfe" lacustre de Cieurac. Au sud de Cahors, la "progradation" des  molasses pyrénéennes vers le nord fossilise la formation de Saint-Denis-Catus.

Coupe entre les Pyrénées et le Massif Central au début de l'Oligocène

A Thédirac (feuille Puy-l'Évêque), des argiles à illite (Kulbicki,1957) de l'Oligocène s'intercalent entre les séquences fluviatiles à galets et graviers ; ces argiles comme le calcaire des Gunies et, au Nord , la meulière de Bord témoignent de conséquences liées à l'affaissement progressif du plateau quercynois au cours de l'Oligocène.

Tout le Quercy méridional accueille une sédimentation palustre et lacustre couvrant progressivement l'ensemble des plateaux sous des molasses à dominantes carbonatées jusqu'au début du Miocène ; le karst est complètement fossilisé.

Coupe entre les Pyrénées et le Massif Central à l'Ologocène terminal

A partir du Burdigalien (B. Sigé et al, 1991) des cours d'eau, dirigée par la structuration acquise au Paléogène, s'organisent traversant le Quercy d'Est en Ouest, préfigurant le réseau hydrographique actuel. La première incision par le proto-réseau hydrographique, des formations jurassiques et paléogènes du NE du bassin Aquitain, a été traditionnellement attribuée au Plio-Villafranchien. Les découvertes récentes, de gisements paléontologiques (2) associés à des sédiments fluviatiles sur les causses du Quercy (B.Sigé et al, 1991), conduisent à vieillir le proto-réseau hydrographique, qui aurait commencé de s'installer dès le Burdigalien.

Coupe entre les Pyrénées et le massif Central
au Pliocène-Pléistocène inférieur.
 

(2) Ces gisements sont en relation avec un couloir du bassin versant du Célé (au Nord du Lot), couloir dont la morphologie et l'altitude sont relativement proches de ceux du drainage Puylaroque-Réalville.
 

Plio-quaternaire

Au Pliocène et au Quaternaire, la subsidence graduelle du bassin observée depuis l'Éocène, fait place à un soulèvement qui sera à l'origine de la morphologie actuelle.

Coupe entre les Pyrénées et le massif Central
au Pléistocène inférieur.

L'érosion va dégager plus rapidement le nord du plateau quercynois où la couverture molassique est moins puissante.
Les karstifications plio-quaternaires débutent donc au nord du Quercy et sont plus récentes au sud de cette région.

Ce dégagement plus tardif au Sud du Quercy est à l'origine de la conservation exclusive du paléokarst à phosphorites dans le Quercy méridional (périphérie du causse de Limogne), plus longtemps préservé de l'érosion plio-quaternaire par sa couverture molassique. On peut aussi attribuer à ce phénomène l'évolution différenciée des principales vallées, de plus en plus tardive en allant vers le Sud, de la Dordogne au Lot et à l'Aveyron.

© Jean, Guy Astruc et Quercy Net, 2003

Substratum anté-mésozoïque
à la bordure nord-est
du bassin d'Aquitaine
(d'après C. Dauch et P. Viallard, 1987)
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