Histoire géologique du Beaujolais

Récit géologique du Beaujolais

La géologie à l'échelle d'un territoire, quel que soit sa surface, d'une simple parcelle viticole à une région naturelle entière, est indissociable de la géologie à grande échelle. Comprendre la géologie d'un territoire nécessite l'observation des territoires voisins, les roches formants des ensembles débordant largement des cadres climatiques, topographiques, biologiques et administratifs.

Le terme " récit " véhicule une idée de continuité, or celle-ci s'accorde mal avec la géologie telle qu'elle est exposée par les roches s'offrant à la vue du géologue. Les roches fournissent des informations sur des instants précis, sur l'époque de leur formation et de leurs transformations si elles en ont subi. Relier ces informations entre elles aboutit sur un récit incomplet, où les lacunes sont nombreuses

Le Beaujolais ne fait pas exception, les roches qu'on y rencontre sont autant de reliques de périodes anciennes qui alimentent une récit géologique partiel, alternant des épisodes très détaillés avec de véritables silences géologiques.


Les roches les plus anciennes du Beaujolais ont un âge avoisinant 500 millions d'années. A notre échelle temporelle d'être humain et même à l'échelle du règne animal, un tel âge peut paraître lointain alors qu'à l'échelle de la planète Terre, 500 millions d'années représente un âge relativement récent.

En considérant la géologie du globe terrestre, de toutes les surfaces continentales, le Beaujolais est à classer parmi les terrains jeunes. Le Beaujolais manifeste dans son sous-sol une histoire courte mais très mouvementée.
On peut découper cette histoire en neuf grandes étapes, entres lesquelles s'intercalent des vides, des creux chronologiques pleins d'incertitudes.

Les premiers témoins (-500 millions d'années)

Dans le Sud du Beaujolais, affleurent des roches à l'aspect très torturé et aux multiples ondulations. L'une d'entre elles se délitent en feuillets d'une grande finesse, on l'appelle micaschiste, une autre se fragmente en grains de sable, il s'agit du gneiss.

Ces roches sont les plus anciennes du Beaujolais, environ 500 millions d'années nous séparent de leur époque de formation. 500 millions d'années représentent une durée favorable à la transformation de ces roches, par exposition à des grandes variations de température et de pression. On parle de métamorphisme.

Les roches anciennes du Beaujolais, antérieures à -310 millions d'années, sont toutes métamorphisées. On nomme "protolithe" la roche initiale subissant le métamorphisme. Par analogie, on pourrait désigner une pâte à pain comme le protolithe du pain, qui une fois cuite diffère en texture et en structure de la pâte initiale. Dans le cas de la plupart des gneiss observables dans le Sud du Beaujolais (Éveux, Montmelas), le protolithe est un granite. Quant aux micaschistes visibles au voisinage des gneiss, ils ont pour protolithe une roche sédimentaire.

Tous ces indices nous amènent à imaginer le contexte de formation de ces roches, en l'occurrence un lieu réunissant du granite, des roches sédimentaires ainsi qu'un phénomène géologique conduisant à la transformation de ces roches.

A cette époque (au Cambrien), le Beaujolais primitif se trouve vraisemblablement dans un talus continental, une zone où l'océan s'approfondit brusquement. Le phénomène de subduction (de glissement d'une plaque tectonique sous une autre) se déroule à hauteur des talus continentaux, il génère des contraintes propices au métamorphisme. En effet, dans ce type de contexte sont réunies certaines roches et s'exercent des contraintes favorables à la formation de gneiss et de micaschiste.

Notre compréhension sur les mouvements des continents nous permettent de modéliser l'emplacement et la morphologie des continents au cours des derniers 600 millions d'années. Les modèles situent le Beaujolais non loin du pôle Sud au Cambrien.

De cendres et d'eau (-335 Ma)

Au Carbonifère, période s'étalant de 346 Ma à 300 Ma, la subduction de la précédente étape du récit s'achève sur une rencontre entre deux continents, clôturant une série de collisions continentales qui façonne l'Europe primitive. Cette rencontre entre les deux continents à pour conséquences la fermeture de la mer de la Brévenne, la formation d'une chaîne de montagnes, nommée " chaîne hercynienne " ou " chaîne varisque ", et l'amorce d'un volcanisme typique des zones de collisions.

Le paysage du Beaujolais au début du Carbonifère s'apparente à des rivages de grands lacs, ou de mers intérieures, bordés de reliefs naissants ponctués de volcans. Ces lacs ou ces mers intérieures, comme tous bassins naturels, se remplissent de sédiments. Le Nord et l'Ouest du Beaujolais reposent en partie sur des accumulations de sables et de limons déposées dans ce contexte (entretemps consolidées en roches). Quelques couches livrent même des traces du paysage végétal de l'époque, au travers de feuilles fossilisées et de charbon.

Les sédiments du Carbonifère sont omniprésents sur une part importante du Beaujolais. Ils sont toutefois occultés en surface par une couverture de roches volcaniques, issues des volcans bordant les grands lacs.

Le volcanisme de collision implique des magmas très acides (acide signifiant riche en quartz) et ainsi très visqueux. Les volcans actuels libérant ce type de magma nous permettent d'imaginer, au Carbonifère, des éruptions violentes. Les éruptions sont déclenchées par une augmentation de pression dans la chambre magmatique jusqu'à un certain seuil où l'édifice volcanique finit par exploser. Il projette alors de très importantes quantités de cendres et d'autres particules incandescentes dans l'atmosphère. Lorsqu'ils retombent, ces débris " pyroclastiques " (cendres, bombes volcaniques, lapillis, etc.) peuvent se souder selon leur chaleur résiduelle. Les retombées issues des volcans du Beaujolais se sont entassées durant plusieurs millions d'années, formant des dépôts dépassant les 300 m d'épaisseur. On parle de " tufs pyroclastiques " pour désigner ces dépôts.

Hautes montagnes & plutons (310 Ma)

Au cours du Carbonifère, le rapprochement entre les continents se poursuit et le volcanisme s'estompe. La pression s'accumule toujours entre les continents, en résulte un fort épaississement de la chaîne hercynienne, formant alors une vaste chaîne de montagnes comparable à l'Himalaya actuelle.

En profondeur, des masses de magma se figent très lentement. Les géologues appellent " plutons " ces grandes poches de magma piégées dans la croûte terrestre. Plusieurs centaines de milliers, voire quelques millions d'années, sont nécessaire au refroidissement complet des plutons. Le granite est la roche formée dans ces plutons. Pendant cette longe phase de refroidissement, les plutons affectent les roches qu'ils recoupent. Avec des températures avoisinant les 1000°C, une auréole de chaleur se dégage autour d'eux, cuisant les roches rencontrées. On parle de métamorphisme de contact. De telles températures peuvent restructurer les roches et créer de nouveaux minéraux. Le grenat est un de ces minéraux formés par exposition de certaines roches à la chaleur.

Les roches inclues dans la chaîne hercynienne, en particulier les roches enfouies à plusieurs kilomètres de profondeur, subissent des transformations en réponse aux très hautes pressions générés par la collision continentale. L'essentiel des roches anciennes du Beaujolais (antérieure au Carbonifère) acquière son caractère métamorphique pendant l'orogenèse hercynienne (le terme " orogenèse " désigne la genèse de la montagne).

En agissant comme de véritables réacteurs, les plutons mettent en mouvement des fluides " hydrothermaux " (littéralement des eaux chaudes). Ces fluides composés d'eau et de quartz, en circulant au sein des plutons et des roches avoisinantes, se chargent d'éléments chimiques. Les fluides empreintent le réseau dense de fissures mis en place par les plutons et l'orogenèse, qu'ils tapissent sur leur passage de dépôts de quartz. Toutes ces fissures finissent par se combler de quartz et d'autres minéraux, tels que la barytine et la fluorine, constituant des filons que les mineurs du Beaujolais exploiteront dès l'Antiquité.

Erosion (-250 à -201 Ma)

Cette étape du récit géologique du Beaujolais nous amène 70 millions d'années après la surrection du grand massif hercynien, 70 millions d'années au cours desquels les agents de l'érosion (la pluie, le vent, le gel, etc.) ont démantelé les montagnes. En Beaujolais, d'épais niveaux de sables indurés, les grès, rappellent qu'il ne faut que quelques dizaines de millions d'années pour réduire l'une des plus vastes montagnes qu'est connue la Terre en grains de sable.

Les grès, dont l'épaisseur peut dépasser les vingt mètres, consistent en une roche sédimentaire composée de grains cimentés entre eux. On rencontre en Beaujolais une grande diversité de grès, différents selon leur granulométrie (tailles des grains) et selon la composition de leur ciment (calcaire, siliceux, argileux, etc.). Quelque soit le type de grès, il s'est déposé en milieu côtier ou estuarien (peut-être un delta). Les grès grossiers (à gros grains) accusent d'un hydrodynamisme fort (zone de courant, de déferlement des vagues), tandis que les grains fins indiquent un contexte de dépôt plus tranquille. C'est sur ces grès fins qu'on peut croiser des empreintes de protodinosaures, empreintes préservées grâce au recouvrement par une autre couche de sable.

La localisation de la zone de dépôts sur le littoral est confirmée par l'observation récurrente de " fantômes " de sel. Lors de l'évaporation des flaques d'eau sur le sable, des cristaux de sel (hydroxyde de sodium) se forment. Avec les temps, ces cristaux sont substitués par du calcaire, de la silice ou d'autres éléments, laissant toutefois un négatif de cristal de sel visible.

Flot & jusant (-201 à -160 Ma)

A partir du Trias inférieur et jusqu'au Jurassique moyen le niveau marin évolue, certaines époques connaissant des transgressions (élévation du niveau marin), d'autres des régressions (baisse du niveau). Les variations du niveau eustatique (terme synonyme de niveau marin) ont deux origines possibles : climatique et géodynamique. A court terme, celui de quelques millions d'années, l'origine climatique est la plus manifeste. Les glaces terrestres en fondant augmentent le volume des océans, élevant logiquement le niveau marin global. Ces variations sont de l'ordre d'une centaine de mètres au maximum. Ce phénomène de transgression induie par la fonte des glaces est accentué par la dilation des océans (en période chaude, les océans gonflent légèrement). A long terme, celui de plusieurs dizaines de millions d'années, c'est la cause géodynamique qui prône avec des variations du niveau marin atteignant 300 mètres. Des variations aussi importantes sont permises par le modelé des fonds marins. Les océans sont parcourus de dorsales, de chaînes montagneuses dynamiques où la croûte océanique est fabriquée. Ces chaînes de montagnes sont responsables de l'ouverture et de l'élargissement des océans. Une dorsale dite " rapide ", impliquant qu'on océan s'ouvre plus vite, représente un massif montagneux beaucoup plus volumineux qu'une dorsale " lente ". Ces différences de volume et donc de vitesse d'ouverture des océans jouent sur le niveau marin global.

Au Jurassique inférieur, l'océan Atlantique Nord s'ouvre rapidement, provoquant une augmentation du niveau des océans. Les roches du Jurassique du Beaujolais enregistrent les variations au travers de divers horizons sédimentaires, telles que les calcaires oolithiques caractéristiques des zones peu profondes, ou bien encore des marnes typiques des zones profondes.

Au Trias, le Beaujolais se trouve en milieu littoral. Le Jurassique, succédant au Trias, marque le passage à un milieu marin plus franc en livrant notamment des calcaires très divers et des niveaux marneux.

Au Sinémurien (-195 Ma), l'un des premiers âges du Jurassique, s'accumule sur une partie du Beaujolais et des monts d'Or une boue calcaire très riche en coquille de gryphées (parentes des huîtres). La structure très boursouflée du calcaire indique des turbulences provoquées par l'action des vagues. On peut d'après ces marques estimer une profondeur de dépôts entre 5 mètres et quelques dizaines de mètres.

Avec le temps la boue se consolide, accouchant d'un calcaire solide (c'est la diagenèse, la transition d'un sédiment vers une roche sédimentaire). La tendance du calcaire à gryphées à se débiter en dalle ainsi que sa grande résistance à l'usure en font un matériau de choix pour les paliers de portes et les marches d'escaliers des bâtiments anciens.

Les roches de l'étage suivant, principalement des marnes, symbolisent une transgression marine forte. Le Pliensbachien (-186 Ma) laisse en effet une soixante de mètres de marnes grises. La finesse du sédiment aboutissant sur les marnes (mélange de calcaire et d'argile) n'est permis qu'en contexte de dépôt très calme, ni soumis aux vagues, ni aux courants. Seuls les milieux profonds réunissent ces conditions de sédimentation, on peut ainsi avancer une profondeur comprise entre 100 et 200 mètres.


Des périodes géologiques connaissent des transgressions tandis que d'autres témoignent d'un retour à un contexte plus côtier. C'est le cas de l'Aalénien (-174 Ma), étage géologique au cours duquel se forme la célèbre " pierre dorée ".

Il s'agit d'un calcaire composé en grande majorité d'entroques, des débris d'animaux (de forme étoilée ou circulaire). On parle de " calcaire à entroques ". La prédominance de bioclastes(débris d'organismes) indique une sédimentation en milieu très turbulents, ayant tendance à briser les coquilles. Les stratifications visibles dans ce calcaire accusent d'ailleurs d'importants courants. Les stratifications sont très fréquemment obliques, elles-mêmes tronquées et couvertes par d'autres niveaux à strates obliques. Ces strates sont caractéristiques des dunes sous-marines modelées par les courants.

Silence (-157 à -35 Ma)

La géologie du Beaujolais alterne entre des témoins d'époques passées et des silences stratigraphiques. Une lacune de 120 millions d'années succède aux plus récentes roches du Jurassique, 120 millions d'années n'ayant livré aucune roche pour témoigner des paysages du Beaujolais. Deux hypothèses se présentent : sois le territoire est durant cette période en dehors de l'eau (et par conséquent aucun sédiment ne s'y dépose), sois le territoire est sous l'eau mais les sédiments ont disparus par la suite.

Au Crétacé, seconde période de l'ère Secondaire, le niveau marin global s'élève encore. Il connaît des baisses importantes toutefois sa tendance générale est à l'élévation. Malgré cette transgression marine, impliquant des dépôts sédimentaires, la Beaujolais ne conserve pas la moindre trace de ces sédiments.

L'absence de roches sédimentaires du Crétacé pourrait trouver une explication dans l'érosion. A partir de -65 millions d'années, âge où disparaissent les dinosaures, le niveau marin global s'abaisse. Les sédiments accumulés au cours du Crétacé se retrouvent exposés à l'air libre et deviennent par conséquent sujets à l'érosion. En quelques dizaines de millions d'années, les agents de l'érosion vont détruite l'intégralité des dépôts sédimentaires du Crétacé.

Echo des Alpes

Au Quaternaire, l'Europe connait une phase d'alternance entre des périodes froides, dites " glaciaires ", et des périodes chaudes, dites " interglaciaires ". Au cours des périodes glaciaires les conditions climatiques sont favorables aux glaciations, en l'occurrence à l'extension des surfaces couvertes de glaces.

Lorsque l'Homme de Néandertal fréquente la région du Beaujolais, entre -300 000 et -130 000 ans, il déambule dans un paysage épisodiquement englacé et bordé d'un grand lac. Des monts d'Or jusque dans la région dijonnaise, un vaste lac s'étale sur plusieurs milliers de km2. Une telle surface inondée est permise par un barrage naturel, celui d'un glacier descendant des Alpes et obstruant la Saône à hauteur des monts d'Or.

En Beaujolais, les sols gardent mémoire de cet épisode glaciaire. Dans certains villages de la plaine de Saône le sous-sol laisse apparaitre de fines couches de sédiments (dépôsées au fond du lac). Sur d'autres communes, cette fois plus en altitude, le sol renferme d'imposants blocs de roches, de grès notamment, déplacés sur plusieurs kilomètres depuis les hauteurs du Beaujolais. Leur présence loin de leur milieu d'origine semble indiquer le passage de glaciers.