La Craie

PÉTROGRAPHIE DES CRAIES
Buffon s'intéressa le premier à la composition de la
craie et fut suivi en cette voie par bien d'autres.
Lucien Cayeux apporta les résultats fondamentaux.
Sa magistrale Contribution à Vétude micrographique
des roches sédimentaires [7] est consacrée, pour une
part, aux craies du bassin de Paris. Publié en 1897,
cet ouvrage fit autorité durant soixante ans et sa
lecture reste encore aujourd'hui indispensable.
Classiquement, l'étude pétrographique d'une craie
nécessite quatre types d'examens :
— les analyses chimiques et aux rayons X ;
— le lavage et tamisage sous un filet d'eau. Les tamis
les plus couramment employés ont des mailles de
360 et 160 microns ; les résidus séchés sont examinés
à la loupe binoculaire à de faibles grossissements (de
10 à 50 fois) ;
— le frottis qui consiste en l'examen au microscope
optique, à de forts grossissements (de 1 000 à 1 500
fois), de quelques gouttes d'eau dans lesquelles a été
délayée une petite quantité de craie ;
— la lame mince ou plaquette de craie collée sur une
lame de verre et amenée à l'épaisseur de 25 à 50
microns. La lame est examinée à la loupe ou au microscope
(fig. 2, 3, 4, 7, 8 et 9).
Les trois premières méthodes sont analytiques car on
considère isolément les différents constituants chimiques,
minéralogiques et paléontologiques. La dernière,
par contre, est synthétique et tient compte à la fois
des éléments constitutifs en place et de leur arrangement
réciproque. J. Cuvillier a proposé de désigner
cette image globale, ce « paysage sédimentaire », par
le nom de « microfaciès ».
Chimiquement et minéralogiquement, la craie est une
roche presque entièrement formée de carbonate de
calcium CaC0 3
, à l'état de calcite. Son pourcentage
peut dépasser 90, voire 95 %. Il peut s'y ajouter de
la dolomite Mg Ca(C0 3
) 2
, du phosphate de calcium
Ca 3
(P0 4
) 2
, de la glaucome 6 , des argiles, de la silice,
des sulfures de fer, en proportions variables. Lorsque
la teneur en l'un de ces composants devient élevée,
on distingue des craies dolomitiques, phosphatées,
glauconieuses, marneuses ou des tuffeaux.
Lavages, frottis et lames minces révèlent la morphologie
des constituants précédents. Depuis les travaux
de Cayeux, on a pris l'habitude de distinguer dans
les craies, comme d'ailleurs dans toute roche sédimentaire
:
—• les fragments détritiques provenant du démantèlement
de roches préexistantes et resédimentés au fond
des mers crétacées. C'est la fraction « héritée » ;
— les restes des organismes ayant vécu autrefois dans
ces mers. Le plus souvent, seules les parties initiale-
6. La glauconie est un silicate hydraté de Fe et de K qui se présente
en grains arrondis de couleur verte plus ou moins foncée.
7. Ensemble des transformations subies par les sédiments postérieurement
à leur dépôt.
ment minéralisées ont été fossilisées. Elles sont complètes
ou brisées en morceaux de taille variable ;
— les minéraux de néoformation formés au moment
de la sédimentation ou après au cours de la diagenèse 7 .
Les fragments détritiques de grande taille ne sont pas
courants dans les craies. Dans celles du Nord, de la
Picardie et plus rarement du pays de Caux, des galets
isolés de granité, de quartzite, de schiste et de houille,
ont été rencontrés. Les grains de petite taille (de
l'ordre du millimètre ou au-dessous) sont plus fréquents,
les quartz abondent au Cénomanien. Les
minéraux lourds : rutile, tourmaline, grenat, zircon,
se trouvent quelquefois. Certaines argiles (montmorillonite)
appartiennent à la fraction héritée èt représentent
jusqu'à 40 % du total de la roche au
Turonien inférieur. Les craies blanches, très pures,
du Sénonien supérieur, sont presque totalement dépourvues
d'éléments détritiques.
Les organismes entiers ou en débris forment une
portion importante des craies. A côté des grands
fossiles qui sont, somme toute, accessoires, une foule
de menus fragments d'origine organique s'observe
au microscope : spicules de Spongiaires, débris de
Bryozoaires (fig. 2), de Mollusques, d'Echinides (fig.
3), accompagnés de microfossiles de petite taille (de
0,1 à 1 mm) tels que des Ostracodes et des Foraminifères.
Ces derniers peuvent être fort nombreux ; dans
certaines craies picardes, leur nombre a été évalué à
3 700 individus par 10 g de roche. Enfin, aux très
forts grossissements, le microscope permet d'apercevoir
des fossiles encore plus petits : Pithonelles (fig. 4),
coccolithes (fig. 5) et Nannoconus (fig. 6) dont la taille
avoisine 20 à 50 p. Ce sont les nannofossiles.
Plusieurs minéraux de néoformation sont probablement
d'origine biochimique, résultat de l'activité
biologique de bactéries. On explique ainsi la formation
des grains de glauconie (fig. 7), des boules de marcassite,
du phosphate (fig. 8). La mise en place des silex
et la dolomitisation (fig. 9) se comprennent encore mal.
On constate cependant que cette dernière est localisée
dans les régions affectées de plissements ou de failles
(vallée de la Seine, bombement de Beynes, de Compiègne).
Tous ces constituants sont noyés dans une matrice
que les techniques classiques ne permettent pas d'analyser.
Cayeux a appelé cette matrice « ciment » et l'a
considérée comme « la somme des éléments minéraux
et organiques de dimension tellement exiguë qu'il est
impossible d'en préciser la forme et la nature ».
L'utilisation récente depuis 1966 (D. Noël [9]) du
microscope électronique qui permet des grossissements
importants jusqu'à 50 000 fois, a considérablement
accru nos connaissances. Contrairement à ce qui est
de règle avec le microscope optique, où l'observation
porte sur une certaine épaisseur de roche vue par
transparence, en microscopie électronique, la surface
seule du matériau — obtenue par simple cassure —
est prise en considération. L'observation porte sur
une fraction de la roche non modifiée, dans laquelle
les différents constituants sont intacts et « in situ ».
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