Chapitre VII Géologie de la Belgique

Sottiaux B. Etude du Milieu - Eléments de géologie - Géologie de la Belgique- MAJ Janvier 2010 Cours industriels et commerciaux Couillet

1

Chapitre VII : Géologie de la Belgique Dans leur grande majorité, les roches constituant le sous-sol de la Belgique sont des roches d’origine sédimentaire. Ere primaire ou paléozoïque (- 542 à - 251 millions d’années) La première étape de la formation de notre pays fut celle des montagnes cambro-siluriennes lors du plissement calédonien. La chaîne de montagnes calédonienne est de l’ordre de 4.000 km de long et 500 km de large. Elle s’étend entre le nord-est des Etats-Unis et du Canada, le Groenland, l’Ecosse et l’ouest de la Scandinavie (Norvège). Les roches du domaine calédonien dérivent de sédiments détritiques provenant de l’érosion de terres émergées situées hors du territoire belge. Ce sont principalement des schistes et dans une moindre proportion des grès. Ces roches ont, par endroits, recristallisé en phyllades, quartzites et quartzophyllades (roches métamorphiques). En de rares endroits, des roches volcaniques s’y sont installées (porphyres de Quenast). Ces roches ont été plissées à la fin du silurien au cours de l’orogenèse (formation d’une chaîne de montagnes) calédonienne. Ces monts calédoniens ont subi une pénéplanation (dévonien inférieur). A la fin de l’orogenèse calédonienne, les massifs ardennais ont été arasés, formant une pénéplaine en pente vers le sud tandis que le massif de Brabant constituait un relief montagneux, émergé. Ces terrains ont à nouveau été envahis, à trois reprises, par la mer venant du sud. Ces envahissements forment des cycles d’avancées du rivage (transgressions) suivis de reculs (régressions). D’un cycle à l’autre, la ligne de rivage atteint une limite située chaque fois plus au nord. Dès le début du Dévonien, la mer envahit progressivement, du sud vers le nord, la pénéplaine provenant de l’érosion des massifs ardennais. Les sédiments proviennent d’un continent dont le massif du Brabant constitue la bordure sud. Transportés au sud par l’eau des torrents et des fleuves, ils sédimentent une fois qu’ils atteignent la mer. Ces sédiments donnent naissance à des grès, des schistes et des poudingues. Durant le Dévonien Moyen et Supérieur, la mer atteint le bord du massif de Brabant qui reste une terre émergée. A la fin du Dévonien Moyen (Givetien), la mer finit par recouvrir le Massif de Brabant. Cette époque se caractérise par le dépôt de calcaires (coraux cimentés par des boues calcaires). Au Famennien, une régression marine consécutive à une glaciation entraîne la formation de grès micacés et de schistes. Durant le Dinantien, la mer recouvre la totalité du massif de Brabant et engendre des sédiments calcaires (calcaires à crinoïdes ou « petit granit »). Au Carbonifère supérieur, une chaîne de montagne s’édifie à la suite du plissement hercynien ou varisque (Bretagne, Vosges, Massif Central, Ardenne). La mer recule à nouveau et les lagunes littorales sont envahies par une végétation luxuriante (prêles et fougères géantes), périodiquement envahie par la mer, à l’origine des gisements de charbon. La formation d’une chaîne de montagnes hercyniennes affecte intensément les territoires situés au sud du Massif de Brabant alors que ce dernier a été peu affecté. Il en résulte, au sud, des structures plissées avec des plis secondaires (synclinorium de Namur, anticlinorium de l’Ardenne). Lors du plissement, des « écailles » se sont désolidarisées de leur soubassement et ont été repoussées vers le nord (nappes de charriage).


2

Une faille de grande importance, la faille du Midi, s’y est formée. Elle fait chevaucher des roches plus anciennes (bord nord du synclinorium de Dinant) sur des roches plus jeunes (bord sud du synclinorium de Namur) avec un déplacement horizontal vers le nord d’une dizaine à une quinzaine de kilomètres.


3

A cette époque, un climat tropical (chaleur et humidité) régnait dans nos régions. La chaîne de montagnes hercynienne est érodée durant le Permien. A la fin du Primaire, on a donc un socle cambro-silurien avec des poches de terrains plus récents : terrains carbonifères en Campine et le long du sillon Sambre et Meuse ainsi que des terrains dévoniens dans le Condroz ; ces deux régions montrant une structure synclinale. En conclusion, on rencontre les terrains primaires essentiellement dans le sud du pays, sauf en Lorraine. On peut aussi les retrouver dans la zone des bas plateaux où ils ont été mis à jour par l'érosion. Ce sont des terrains anciens (cambrien, ordovicien, silurien) qui forment la partie centrale de l'Ardenne. Ere secondaire ou mésozoïque (- 251 à - 65 millions d’années) La chaîne hercynienne continue à s’éroder au Trias. Il n’y a pas de dépôts durant cet intervalle de temps. A la fin du Trias, la chaîne hercynienne est totalement pénéplanée. La pénéplaine formée est recouverte par la mer au Jurassique qui dépose en Lorraine belge des marnes (calcaires argileux), des grès calcaires et des gisements de fer. Ces roches n’ont pas subi de plissements et sont restées à l’horizontale comme au moment de leur dépôt. Tout au plus, on a observé des mouvements verticaux comme l’effondrement du bassin de Mons et le soulèvement des Ardennes. Au crétacé, la mer se retire et il y a émersion. Les roches précédemment déposées sont soumises à érosion (ou dissolution pour les calcaires). Au Crétacé Supérieur, les transgressions et régressions marines alternent avec dépôt de craie dans le Bassin de Mons, en Hesbaye et dans le pays de Herve. Dorénavant les mers viendront du nord… Outre la Lorraine (partie nord du bassin de Paris), on trouve des terrains secondaires en Hesbaye et au pays de Herve. On les rencontre également dans la dépression de la Haine, à l'ouest de Mons. Ere tertiaire ou cénozoïque (- 65 à – 1,8 millions d’années) Ils s'étalent sur la plus grande partie du nord du pays. Période la plus ancienne, l'éocène, est représenté surtout à l'ouest. Vers l'est apparaissent successivement l'oligocène, le miocène et le pliocène ; ce qui prouve le retrait de la mer tertiaire vers le nord-est. Le plissement alpin y atteint son apogée mais les roches secondaires et tertiaires en ont été peu affectées. Elles sont donc restées horizontales comme au moment de leur dépôt. On les appelle les « terrains de couverture ».Des couches de sables et d’argiles, parfois épaisses recouvrent la roche sous-jacente. A la fin du tertiaire, la mer se retire…


4

Ere quaternaire (à partir de – 1,8 millions d’années) L’Ere quaternaire se marque par de grandes glaciations entrecoupées de périodes de réchauffement. Un énorme glacier, l'Inlandsis, occupait l'Europe du nord jusqu'en Hollande. Il aura une influence prépondérante dans la formation de nos paysages. Les loess ou limons nivéo-éoliens recouvrent nos sols ; Ils proviennent de l’usure des roches à la suite du frottement des glaciers continentaux et ont été transportés par les vents. Les terrains quaternaires sont représentés par les polders, le plateau de Campine, la couverture limoneuse et les plaines alluviales. LA GEOLOGIE DE LA BELGIQUE EXPLIQUE SON RELIEF L'âge relatif et la composition des terrains sont très variables. Les plus anciens appartiennent à l'ère primaire dont les roches sont plissées. Les roches de l'ère secondaire, tertiaire et quaternaire n'ont connu aucun plissement ; elles reposent à l'horizontale mais sont affectées d'une légère pente. Les terrains primaires forment un anticlinorium en dôme. Au nord et au sud de cet anticlinorium on retrouve les roches secondaires et tertiaires. Passons en revue les différentes régions naturelles de notre pays, du sud au nord.


5

http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/e/e2/R%C3%A9gions_naturelles

_de_Belgique.jpg/300px-R%C3%A9gions_naturelles_de_Belgique.jpg

http://www.geotheque.org/img/carte_belgique_fleuves.png


6

http://www.neroucheffmichel.be/html/Belrelief/images/Belrelief01.jpg

Gaume Cette région est aussi appelée région jurassique en raison des roches d'origine secondaire qui la constituent. Elle montre un relief en dents de scie ou cuestas. Ce relief est expliqué par l'alternance de couches géologiques tendres (argiles, marnes, schistes) et dures (grès, calcaires). Les premières, facilement érodées sont des vallées fertiles alors que les côtes ou cuestas sont souvent boisées.

http://www.soleildegaume.com/images/carte_gaume_2005.gif


7

http://www2.ulg.ac.be/geolsed/processus/cuesta.jpg

Torgny, village à caractère méridional sis sur la 3ème cuesta

http://www.torgny.be/images/uploads/torgny_15051_dc_008.jpg


8

Ardenne C'est le sommet du dôme primaire. Les roches des étages cambrien et dévonien inférieur affleurent. L'altitude, le relief et le climat distinguent la basse Ardenne (200 -350 m), la moyenne Ardenne (350 - 500 m) et la Haute Ardenne (500 m et plus). Le socle rocheux, composé essentiellement de quartzophyllades, engendre généralement des sols pauvres (acides).


9

Le ruisseau de Martin-Moulin au cours impétueux dévale du plateau des Tailles

Photo : B. Sottiaux

Paysage typique des hauts-plateaux ardennais (Plateau des Tailles)

Calestienne C'est un ensemble de collines calcaires allant de Rochefort à Couvin. Elles comprennent des assises du Dévonien moyen (Couvinien, Givétien) et du Dévonien supérieur (Frasnien). Elles recèlent les pelouses calcaires, si intéressantes sur le plan biologique.

Paysage typique de Calestienne. La « Roche trouée »

Photo B. Sottiaux


10

Fagne-Famenne Les schistes famenniens donnent par altération des sols argileux à régime hydrique alternatif (boue en hiver, très sec en été). Cette région, située en dépression constitue la Fagne (à ne pas confondre avec les Hautes Fagnes). Elle s'étend dans la région de Mariembourg, Villers-en-Fagne, Sart-en-Fagne.

http://www.marchelibre.be/Wallonie/FagneFamenne.jpg

http://www.fossiliraptor.be/cartefagnefamenne.jp


11

Paysage typique de Fagne-Famenne

http://blogsimages.skynet.be/images_v2/000/000/000/20090502/dyn006_original_800_600_pjpeg__01d98521b144886aa69e3ba03440e7fc.jpg

Condroz Cette région est caractérisée par une succession de cotes ou tiges et de dépressions ou chavées. Cela est dû à la présence de roches tendres ou solubles (calcaires carbonifères) et de roches dures (psammites, grès). Les dépressions sont occupées par des terres ou des prairies alors que les tiges sont la plupart du temps boisés.


12

Le village de Cerfontaine est niché au cœur du Condroz

http://blogsimages.skynet.be/images_v2/002/530/228/20060410/dyn004_original_640_480_pjpeg_2530228_96e1dc8cc851414e7959c45857218efd.jpg


13

Marlagne ou Ardenne Condruzienne C'est un dos d'âne parallèle au Sillon Sambre et Meuse, formé par le Dévonien Inférieur et constitué de véritables terrains ardennais. Le sol est formé de schistes, de grès souvent recouverts de limons quaternaires.

Le Bois de la Vecquée à Malonne (Namur) se situe en Marlagne, sur des terrains ardennais

http://static.panoramio.com/photos/original/17258064.jpg Sillon Sambre et Meuse Le sillon de la Sambre et de la Meuse est une mince bande de terrains située de part et d’autre des deux cours d’eau. Il correspond au synclinal de Namur. Il est bordé au nord de la Sambre par le plateau du Brabant et au nord de la Meuse par le plateau de la Hesbaye. Le plateau d’Anderlues, qui sépare le sillon Sambre et Meuse du sillon de la Haine, le délimite à l’ouest. Au sud, c’est la Marlagne à l’ouest de la Meuse et l’Ardenne condrusienne à l’est qui constituent la limite juste avant le Condroz. Le sillon Sambre et Meuse est surtout composé de terrains schisteux du Carbonifère houiller (310 millions d’années), incrustés dans des terrains calcaires du Carbonifère calcaire (300 millions d’années), en région namuroise. L’altitude varie de 100 mètres à Charleroi à 60 mètres à Liège.

Les calcschistes de Landelies. Photo : B. Sottiaux


14

Région limoneuse Cette région s'étend sur la plus grande partie de la Moyenne Belgique. On y distingue : - Des limons quaternaires ; - Des sables tertiaires, surtout de l'étage Bruxellien reposant sur des argiles (Ypresien) ; Ces sables forment des épaisseurs parfois importante comme dans le Brabant ; - Des terrains primaires, mis à nu par l'érosion dans certains fonds de vallée (exemple : Thyle à Villers-la-Ville) ; à noter que le massif du Brabant se prolonge sous la mer du Nord en dessous des roches secondaires du bassin londonien ; - Des sols d’alluvions.

Les chemins creux dans le sable ne sont pas rares en Brabant

http://www.lesamisdebousval.be/images/photos/geologie/ Région sablonneuse des Flandres Cette région est formée de sables quaternaires reposant sur des argiles tertiaires. Campine La Campine est une plaine sableuse formée par des dépôts tertiaires et quaternaires. Les sols y sont pauvres à très pauvres. Pays de Herve Le pays de Herve est situé au nord-est de Liège. Il s'agit avant tout de placages de limons reposant sur des argiles du crétacé (secondaire). Ces sols sont surtout voués au pâturage.


15

Paysage bocager typique du Pays de Herve http://www.dbao.be/images/IMG_0434.JPG

Références bibliographiques et documentaires Vanderstichelen D., 1999. Découverte pédestre des paysages typiques de Wallonie. Editions Lannoo S.A. Fourneau Robert O., 1998. Initiation à la géomorphologie de la Wallonie, région d’Europe. Entente nationale pour la protection de la nature ASBL. Sonnet Ph., 2004-2005. Un aperçu de la géologie de la Belgique. Université Catholique de Louvain. http://www2.ulg.ac.be/geolsed/geolwal/geolwal.htm , une introduction à la géologie de la Wallonie.


16

Documents

Chapitre VII Géologie de la Belgique