G. L I E N H A R D T
BASSIN HOUILLER DE LONS-LE-SAUNIER (JURA)
HYPOTHESE DE CORRELATIONS DES COUCHES DE CHARBON
20 JUIN 1958 V "Í '.-.'" . #• • • " ' ' * ' v r-X'i ft-^V .-. +y &:*,*:-> A -, '.i*-" G. LIlüNHARDT DASSIN HOUILLER Dl' LONS-LE-SAUTJIKR HYPOTHESIS DE ÇOURKLATIOMo DKS COUCUK'S ÜE CHARBON Paris, le 2Ü Juin 1958 V A1325 B. R. G. O. M. Paris (XV), le 20 Juin 1958 74, Rue de la fédérotion Bureau de Recherches Géologiques, Géophysiquei ET Minières ÉTABLISSEMENT PUBLIC NATIONAL ADR«SSE TtLfiQR. 1 BÜROEOLOS-PARIS TÉLÉPHONE : SUF. 94-O0 R. c. SEINE 84 > «07 Département "Géologie" BASSIN HOUILLER DE LONS-LE-SAUNIER HYPOTHESE DE CORRELATIONS DES ÇOUCHfiS DE CHARBON, 2ème rapport préliminaire par Go LIENHARDT TABLE des MATIERES Pages INTRODUCTION o l Ifere Partie - Résultats essentiels 3 - Atlas 5 - Conclusion o... 6 2ème Partie - Méthode et Discussion -Méthode .o 7 - Corrélations des couches 6 - Conclusion 14 o « o Planches 1 et 2 - Corrélations générales Pl&nche 3 - Dlagranuses de granalomëtrie Tableau 2 » Répartition niveaux charbonneax par sonda¬ ge. Tableau 3 - Corrélatiotis g-éaérales Annexe 1 * Atlas de eerrélatlous Annexe 2 - Courbes laopaqueS BASSIN HOUILLES DE LONS-LE-SAUNIER BYPOTHESE DE CORRELATIONS DES COUCHES DE CHARBON 2èine rapport préliminaire INTRODUCTION Ce rapport vient compléter le rapport A IT54 du 17 Juin 1957 dans lequel nous avions consigné les premiers r(?snltats déduits de l'étude de 8 sondages. Nous avons rassemblé ici tous les aondages ayant atteint le Houillèr, qu'ils aient atteint ou non ie socle, sauf le sondage de Revigny qui n'a rencontré aucune trace de charbon sur les 108,50 m de Carbonifère traversés et les sondages effectués dans la partie Nord du Bassin (Domblans 1, Lavigny 1 et St Lotbain l) qui sont situés à des distances trop importantes pour que nous ayons pu en tenir compte dans cette étude do détail. Le tableau 1 résume les principales caractéristiques du Houillèr par sondage étudié. Nous avons donc, d.ins cette partie du Bassin plus spécialement exploré, 16 sondages dont trois seulement n'ont pas atteint le socio. Nous avons repris et complété le tableau 1 du précédent rapport en le disposant un peu différemment (cf. tableau n** 2) : les sondages y sont désignés par ordre alphabétique et nous avons fait figurer dans chaque case les données suivantes : - puissance du niveau charbonneux - cote du raur dans le forage - cote absolue du mur - ancienne dénomination s'il y a lien. t : tToit houillen Socle : Puissance i Puls.charbcn : : : Sondages : 2 i (1) ;[ (1) ; houillèr : cumulée Observations t X i t e 4 e 1 : : Briod 2 :(535) 1 - . 797,45 ? ) 196,20 2,10 Í : t Bornay 1 :(475) . - 827,80 ? 190,60 0,48 : : Conl lege î3I6»3S. - 446,65 : 668,35 221,70 6,30 :CourbottSon :(27a) i - 368,50 ! - 1137 ! 768,50 19,34 Fort pendage : :Lon8 1 :243»7 1 - 230,30 i, - 570,70 348,40 11,95 :Lon8 2 «272,2 : « 419,30 '' - 863,30 444 13,94 ' t : Lons 3 î(260) 427 . - 841 ,62 414,62 ( 9,01 Probablement réduo4 : : 1 ition tectonique 1 : Lons 4 :(330) ' - 190,80 , - 781,40 590,60 18,31 t :Moiron 1 :(285) 1t 388 - 977,60 : 539,60 8,55 : Montmorot COFl :(292) : - 164,30 : - 646,50 : 482,20 Í 13,51 : î Perrigny 1 : 284 461 - 846,60 385,60 10,06 :P*rigny 2 :312»55: 507,90 ; - 797,95 ; 290,05 6,55 : * ¡Plainoiseau ;262,50 343 « 934,50 ! 591,50 9,66 X Publy : (509i ! ^ 730 ? 152,80 1,71 « : Villeneuve 1 :(290) 244,50 «ia 884 639,50 14,79 » t mm tViUeneuve 2 :(300) 365 901,65 530,65 14,26 » 9 9 t ! e 1 1 X (1) En cote absolue TABLEAU N I Caractéristiques du Houillèr par sondages étudiés. ^^ - 3 - RESULTATS ESSENTIELS Les corrélations établies précédemment dans les huit sondages étudiés n'ont pas été modifiées. Nous nous sommes attachés à raccorder les nouveaux sondages en prenant comme repère horizontal la couche E 3, c'estàdire le premier niveau de charbon qui semble bien identifié dans tous les sondages. Ces corrélations sont résumées d;ins le tableau n" 3<, 1**) La partie inférieure du Carbonifère, sous cette couche prise comrae horizon repère est composée essentiellement de sédiments très variés au point de vue texture et surtout disposés sans stratification précise. En effet, il s'agit quel^efois de charbon, mais le plus souvent d'un complexe schisto-gréseux et dans certains sondages de masses de conglomérats à éléments de nature lithologique et de taille variées. Les corrélations entre ces différents niveaux sont pratiquement irréalisables et nous les avons le plus souvent groupes, dans un figuré spécial sur les coupes, sous le nom de "complexe de base". Mode de dép6t i les différents socles recoupés par les sondages prouvent que le sol de la région lédonienne était formé, avant les dépôts stéphaniens, de granite raigmatitique, fortement nsylonltisé par places. La surface morphologique était loin d'être plane et montrait des coteaux entourés probablement de vallées, les différences d'altitudes pouvant atteindre 100 à 150 m. Au moment de la reprise de la sédimentation, des lacs, ou même des fleuves ont recoupé les dépressions et ont déposé des alluvions. Pendant ce temps les sollicitations de la subsidence coeameaçalent à se faire sentir, mais de façon très anarchlque | on ne trouve pas» en effet, de cycles sédimentaires bien définlse - 4 - Les apports sont très irréguliers d'un endroit k l'autre de la région considéréco Dans certains sondages, les sédiments restent relativement fins pendant toute eette période (Plainoiseau» Moiron), dans d'autres les conglomérats sont en majorité, soit à éléments pres¬ que exclusivement de cristallin (Courbouzon), soit à galets de quartz ou d'arkose (Villeneuve 1, Lons 4). On ne peut, comme dans les assises supérieures, comparer les conglomérats d'une coupe à l'autrec 2°) La partie moyenne du Carbonifcre» que nous faisons provisoirement débuter à la couche E 3 prise comme référence, est de loin la plus intéressante au point du vue du charbon. Eu effet, elle renferme les belles couches des faisceaux B - C - D et E (cf tableaux n" 2 et 3)» Les planches 1 et 2 résument les corrélations entre ces différents niveaux. Les sondages y sont disposés par affinités à égale distance les uns dos autres. Seule l'échelle des hauteurs y est respectée. Dans la deuxième partie de ce travail seront discutées ces différentes corrélationso Mode_de dé^ôt : La paléogéographie du Stéphanien est maintenant bien installée et les dépôts vont se succéder régulière¬ ment. La fin de la période précédente est marquée par un cycle sédimentaire s'achevant par le dépôt de E 3. Sédimentologiquement parlant d'ailleurs, la limite que nous avons choisie n'est pas satisfaisantoo En effet, les dépôts réguliers commencent à la base de ce cycle ; mais, cette limite n'est pas évidente dans tous les sondages et, de toutes façons, au point de vue de l'exploitation, cette assise continue, avec ses caractères propres, est la meilleure démarcation. Sous elle, à moins d'un jeu de la tectonique, l'exploi¬ tant n'a aucun espoir de recouper des niveaux intéressantso La succession des cycles sédimentaires est maintenant régulière ei bien continue. Les plus conplets se terminent par une assise schisteuse renfermant du charbon en quantité souvent appréciable. Les toits et murs des couches soni presque toujours horizontaux, dénotant uu calme parfait des dépôts. Les sédiments - - 5 - sont plus rarement très grossiers, les conglomérats d'épaisseur généralement assez faible et à galets de petite taille sont assez largement étendus» Il en est notamment un qui se suit dans presque tous les sondages sous la couche C3 et qui semble être caractérisé par la présence, abondante dans ses éléments, de petita galets de cherts dont la taille varie entre 1/2 cm et 1,5 cm. Cette partie moyenne du Carbonifère a environ 200 à 250 m d'épaisseur. 3°) La partie supérieure dont la limite est arbitraire¬ ment placée au toit du niveau B 1 forme une masse essentiellement arkosique à texture variée souvent grossière. On y rencontre encore quelques niveaux charbonneux, mais jamais importants» Nous avons tenté de les raccorder entre eux, mais sans y parvenir toujours de façon satisfaisante. Son épaisseur est variable d'un sondage à l'autre. Dans un prochain rapport nous expliquerons ces variations par la présence, entre le Stéphanien et le Permien, d'une phase tonique assez importante, qui a provoqué une certaine dislocation par un jtju de failles et ceci pendant une période d'éraersion, donc d'érosion. Mode de dépô^ : Le fait le plus important observé dans cette troisième partie est le petit nombre de niveaux de schistes fins et de charbon. Il semble bien que les cycles sédimentaires soient très incomplets dans la plupf^rt des cas, soit qu'il y ait eu érosion partielle entre chaque cycle, soit que les possibilités "d'approvisionnements" en sédiments plus fins soient épuisées, soit encore que la subsidence soit devenue plus saccadée et plus rapide, contrariant nin^i le développement normal du cycle. ATLAS Dans un Atlas joint en annexe, nous avons r&hsatkhlé 9 ooupes dont la situation est fixée sur la figure 4» Les échelles, respectivement au 1/2000* et 1/5000* pour la hauteur et la longueur . 6 ont été respectées. Ce travail ne tient pas coa^pte de la tectonique ||,én<ári^I^» BOUS y avons pris, cooime dans les planches 1 ei 2» le niveau E 3 comme repère horizontalo Ces différentes coupes ont des points de sections entre elles qui portent une dénomination primaire (Ex } C 6) ou secondaire (Ex : C 6'), c'est-à-dire que les premières, relativement proches d'un sondage, ont servi pour établir la coupe dans laquelle elles figurent comrae secondaires. Pour tenir compte du pendage moyen d'environ 45* qu'accuse le Houillèr de Courbouzon, nous avons diminué les épaisseurs et ramené ainsi les niveaux à l'horizontal. CONCLUSION Malgré la maille relativement grande des sondages exécutés dans cette région, il est possible de donner les grandes lignes de l'histoire de la formation de ce bassin et de proposer des corrélations des couches de charbon, principalement dans la partie moyenuco METHODE ET DISCUSSION I - Méthode 1®) Nous avons repris, en la simplifiant, la méthode décrite dans le précédent rapport* En effet, il nous semble préférable, pour mieux dégager les ensembles, de ne pas entrer dans le détailo Au lieu de considérer 8 termes lithologiques, nons n'en avons utilisé que quatre, h savoir t - charbon - schistes et grès fins - grès arkosiques - conglomérats Des diagrammes simplifiés ont été établis de la aêae façon qne précédemment et les comparaisons deviennent plus alséeso 5,40 Ô42 354 ¿QZ soi PLAN DE SITUATION DES COUPES Recoupement primaire Recoupement seconc/^rre Í 45' 51" 90~ 46° 4 O" SO 5 V so' 183 193 354 S4Z SfiQ Echelle . Vso.OOQ* Forages du Jura B.RQGM.-CMF FIG. 4 - 7 - Nous avonn également fait une deuxième série de diagrammes, dans lesquels nous n'avons tr^nu compte que de la succession dés termes lithologiques, mais non de leur cpaisseuro Le résultat obtenu n'est pas concluant, aussi n'en donnerons-nous pas la figuration complète pour chaque sondage, nous réservant d'y faire appel localement s'il y a lieu dans la discussion qui va suivre. 2") Nous avons tenu compte également d'arguments d'ordre géométrique, concordant avec les précédents. En effet, il est remarquable de constater, notamment entre Montmorot CDF 1 et Lons Ij la disposition de ces niveaux dans les différents faisceaux de la partie moyenne, disposition quo nous retrouvons le plus souvent dans les autres sondages. II - Corrélations dos couches (cf. tableau n° 3) Nous reprendrons les mêmes*f aisceaux que ceux déterminés précédemment. 1°) Faisceau A - sont groupés dans ce faisceau tous les niveaux charbonneux, qui sont d'ailleurs peu importants, de la partie supérieure du Houillèr o II semble bien qu'il y ait 6 passc'es ou filets différents, mais tous sont plus ou moins locaux et se manifestent surtout dans la région de Villeneuve 2, Lons 3, Lons 4, à moins qu'il n'y ait des redoublements ce qui n'a pu être mis en évidencco 2*) Faisceau B - Renfermant une seule couche (B l), ce faisceau est néanmoins caractéristique» En effet, il forme la limite supérieure de la partie moyenne du Carbonifère de Lonsle Saunier, c'est-à-dire de la partie exploitableo Cette couche qui fait en moyenne 1,80 m d'ouverture est bien régulière, nettenent caractérisée par sa position et par l'allure dès diagrammes de sédimentation (cfo figure 3)o J S Fig. 5 Diagrammes granulométriques Diaraètre des sédiments x Première colonne à partir de la droite schistes Deuxième colonne : grès Troisième colonne : Conglomérats échelle 1/20.000» Légende commune auc figures 5, 6, 7y 8, 9. 9 B 1 se r-'duit d' ópais.sour en se scliis tiftant vers le Nord à Villeneuve 1 et Plainoiseau. A Lons 3, ello ne ferait que 0,79 L ; s'agit-il d'une réduction locale, d'une erreur de corrélation ou encore d'une réduction due à la tectonique ? Enfin, vers l'Est et le Sud, ello a complètement et assez brutalement disparu à Lons 2, Perrigny 1, Briod 2 et Bornay. Dans la plupart des cas, des murs de couches permettent de la situer asp.ez exactement. Reportés sur les diagrammes, ils se placent exactement en correspondance, le cycle est simplement incomplet. A Conlièga 1 et Publy 1, il eeriibln bien que l'érosion post-carbonifère se soit fait sontir, iiuir,f¡u'on no retrouve ni B 1, ni son correspondant schistifié et que la coupe du Houillèr de ces sondages débute nettement en dessous. Signalons encore, à propos de Bornay, si l'hypotiièse _ de corrí.ílations est exacte, une fausse interprétation de la présejice de nodules de carbon.ite de for dans le rapport de fin de sondage (A. 1301). En effet, nous n'avions trouvj cos nodules jusqu'à présont que vers la base du houillèr, co qui nous faisait penser quo le houillèr de Bornay était bas dans la série. Or, à Villeneuve 2, nous nvons relevé depuis de tels nodules également au toit de B 1 o 3**) Faisceau C - Les 3 niveaux charbonneux principaux de ce faisceau sont caractéristiques, t ut au moins dans le centre de la région étudiée (Lons 1, Montmorot CDF 2, Villeneuve 2, Moiron l) par leur grande régularité. En effet, le niveau C 3 vient à la fin d'un cycle assez grossier, débutant par le dépôt d'un conglomérai qui semble se suivre parfaitement dans presque toute la région étudiée, conglomérat dont la distinction peut être faite par l'abondance» dans ses éléments» de galets de cherts de taille variable (0^5 à 1,5 cm)o - 10 La couche elle-même renferme le plus souvent une intercalaire qui peut localement prendre one assez grande importance (filleneuve l)» Enfin le toit est formé d'une série schisteuse plus ou noins ¿pais¬ se» nais renfermant presque toujours des schistes charbonneux eu nêne des filets qui sont parfois assez importants (fllleneuve 1, Lons 2) (cf figure 6 ) <> Te 1 Ve 2 Ui L2 Py 1 Py 2 Br C 1 c Í S . :$i.... c 3 Fig» 6 (voir légende fig. 5) Les niveaax supérieurs (Cl et C2) qui soni à égale dis¬ tance l'un de l'autre dans la plupart des sondages, tendent à se séparer et à se schistifler progressivement vers le Nord 1 à Plainoiseau ils ont totalement disparus» à Villeneuve 1» seul C 2 existe encorco Par contre, à l'Est (Lons 2, RnsrlgBy 1, Conliège) Ils se rapprochent de C 3 avec qui ils ont tendanee à fusionnero A %rrigny 2 ils ont complètement disparu» - 11 - Un dernier niveau C 4, déjà repéré à Lons 2, a été re¬ trouvé sous forme de mur à Conliège et peut-être à Courbouzon, où il aurait une assez forte épaisseur o En effet, rappelons que le houillèr rencontré à Courbouzon étant redressé, prouve l'action de la tectonique et l'on doit laisser planer un grand doute sur les corrélations qui ont pu être tentéeso 4*) Faisceau D - Comme le précédent, ce faisceau, qui contient 3 niveaux charbonneux, est bien caractérisé dans ie cen¬ tre de laerégion pu* sa disposition bien régulière, notamment à Montmorot, Lons 1, Lons 2, Perrigny 1 et Moirouo Très souvent D 1 et D 2 sont séparés par un niveau, peu épais, grossier» voire conglomératiquco D 3 légèrement plus éloigné est également séparé des précédents par une assise gréseuse avec conglomérats locaux (cf fig 7 )o L 1 L 2 Py 1 M. D 1 D 2 D 3 ^ Ftg. 7 (voir légende fig. 5) - 12 - L'extension Nord de ce faisceau est encore assez nette en effet» si les niveaux charbonneux ont tendance à s'éloigner les uns des autres, c'est par suite de 1 'épaississement assez progressif des assises gréseuses inter média ires ,1e s diagrruames restent très comparableso A Lons 4, D 1 disparait, mais nous en trouvons la trace grâce au mur à Stlgnariso A Villeneuve 1 et Plai¬ nolseau, seul un banc schisteux assez important, faisant une in¬ dentation caractéristique dans le diagramme , nous permet d'établir la corrélation (cf figure 6 )o L 4 VI 2 P 2 Dl st D2 -St. D3. it:. íñ Figo 8 (voir légende fig. 5) A Villeneuve 2, soit vers le NE, D 2 dispar ait , complète¬ ment schistif ié, seul le mur à Stigmaria apparaît encorco A Perrigny 2, seuls les murs à Stigmaria ont persistéo A Conliège, Briod et Publy la schistification est également presque complète. - 13 - De façon générale, D 3 est le niveau le plus constant de ce faisceau, en épaisseur et en extensicta géographique. 5*») F., i sceau E - Comprenant lea dernières couches impor¬ tantes ,ce faisceau est peut-être le plus Capricieux au point de vue disposition. En effet, les couches ne sont p¡s à distances compara¬ bles comme les précédentes, les assises gréseuses qui les séparent varient facilement d'épaisseur, soit par des effets de tectonique, soit encore ou simultanément, par des dépôts plus importants» En effet, comme nous l'avons vu dans la première partie de ce rapport, la partie inférieure du Carbonifère est caractérisée par un mode de dépôt plus ou moins anarchique» A partir de E 3, les sédiments deviennent plus ordonnés, mais il est probable que ce faisceau ©gt encore soumis aux dernières manifestations d'indé¬ pendance des anciens creux du socle I E 1 et E 3 se suivent néanmoins de façon remarquable (cf figure 9 ). E 2 par contre, plus chétif, disparait fréquem.Tient, 11 est surtout représenté dans la région centrale (Lons 1 - Mont¬ morot CDF I, Peirigny l)o A Villeneuve 2, il est difficile de préci¬ ser si P 6, repf'sente E 2 ou fait partie de E 1 I L¿ Mn El Ll Pl y St. E2 ñ E3 Fig. 9 (voir légende fig. 5) - 14 6") La Partie inférieure - Comme nous l'avons vu plus haut, la partie inférieure de ce houillèr renferme quelques niveaux charbonneux o Certains comme la C 6 de Lons l peuvent atteindre 1 mètre d'épaisseuro Mais ils sont toujours locaux et difficiles à raccorder entre eux. CONCLUSION Mis à part Courbouzon I et Lons 3 qui ont donné une cou¬ pe du Carbonifère assez bouleversée, Briod 2, Bornay 1 et Publy 1 qui ont été arrêtés avant d'avoir atteint le socle et Conliège, dont la technique de carottage n'a peut-être pas permis de recon¬ naître parfaitement tous les niveaux charbonneux, l'étude de tous les autres sondages a permis de formuler une hypothèse de corréla¬ tions des concheso Ces arguments ne sont pas toujours absolus et seuls des forages intercalaires permettraient dans l'immédiat d'être peut-être plus fórmelo A partir de ce tableau de corréla¬ tions, différentes coupes ont été dressées et réunies en 1 Atlas (Annexe l) permettant d'étudier les différentes extensions géogra- pbiqueso En Annexe 2, nous avons réuni différentes planches mon¬ trant, grâce à des couleurs différentes, les variations géographi¬ ques de l'épaisseur des 5 couches principales, soit de haut en bas 3 B 1, C 3, 0 3, E 1 et E 3. PARIS, le 20 Juin 1958 G. LIENHARDT Ingénieur- Géologue ANNEXE 2 BASSIN HOUILLER DE LONS-LE-SAUNIER (JURAJ COURBES ISOPAOUES A1325 <*•• Puissance de couche comprise entre 5 m et 5,50m 4,5 m et 5 m 4 m et 4,5 m 3,5 m et 4 m 3 m et 3,5 m 2,50 et 3 ta 2 m et 2,50 m 1,50 et 2 m 1 m et 1,50 m 0,50 et 1 m 0,00 et 0,50 m Puissance nulle Ô42 ¿02 S4Z SfiO Echelle VsQ.OQQ* Forages do Jura B.R.GG.M, - 5,40 saz ¿oí ___ — 202 51' 'so COURBES ISOPAgUES DE C 3 183 5,°30 Echelle . VSOOOQ* 854 forages du Jura BRGGM CJJF S. 40 S4B ¿02 2QS COURUES ISOPAQUES DE D 3 18S 342 e 854 5°30 Echelle :Ysoooo Forages dv Jura BR.Q6M.-CJ>.F 5,40 SIS 20Z PAGHES DE E 1 1S3 S4Z 354 5°30 Echelle. Vsoooo* forages do Jura Bft.GGM -CJ>F h* 5,40 S42 ¿02 302 ti-»» COURBES IÜOPAQUES DE E 3 183 B54 5?S0 Echelle :Vso.OOOf Forages do Jura s J BRGGM.-CJi.F, 0 ù PLANCHE 3 DIAGRAMMES GRANULOMETRIQUES By Mt CDF I LI PI Cn Diagrammes granulome triques Diamètre des scdiraents Í Première colonne à partir do la droite : schistes Deuxième colonne : grès Troisième colonne : Conglomérats A3 échelle l/;iO.OOO° A6 Bl Cl •C2 Dl — D3 j E2 : S3 Í41, PLANCHE 3' - DIAGRAMMES GRANULOMETRIQUES Diagrammes granulome triques Diamètre des sédiments : Première colonne à partir do la droite : schistes Deuxième colonne : grès Troisième colonne : Conglomérats échelle 1/^0.000° L2 Pi P2 Ce Br2 fc A3 6! C3 C4 Dl i D2 ; D3 ! E2 ; - -1— 3 DIAGRAMMES GRANULOMETRIQUES Ve 1 L > Ve 2 (Ai) A3 (A5) (A6) íil (Cl) C3 (DI) £1 Diagrammes granulométriguea Diamètre des sedimenta : Première colonne à partir do la droite : schistes Deuxième colonne : grès Troisième colonne t Conglomérats échelle l/:>O.ÛOO°