Materiały do znajomości budowy podłoża Polski północno-wschodniej. III. Kreda

Bronisław Halicki

Abstract


Matériaux pour la connaissance de la structure géologique de la partie NE de la Pologne

Dans le premier chapitre de cette publication l’auteur donne la liste de la faune du Cénomanien et du Crétacé supérieur, dont une partie a été extraite de sondages, une autre récoltée dans des blocs erratiques qui apparaissent aux environs de Lipsk (à l’Ouest de Baranowicze) en amas considérables. La faune cénomanienne des différentes localités a été réunie en un tableau synoptique à la page 90. La craie blanche du territoire en question représente seulement le Turonien. Le deuxième chapitre est consacré à la composition lithologique et petrographique des dépôts crétacés; dans cette étude l’auteur s’appuie principalement sur les nouveaux matériaux de sondages dont il est donné une description détaillée dans le texte polonais. Parmi les résultats fournis par ces sondages l’auteur résume ci-dessous quelques uns; les autres résultent du contenu des pages suivantes de ce texte. A Hancewicze les conglomérats du Cénomanien sont composés de fragments roulés de roches cristallines provenant du massif Volhyno-Ukrainien, de basaltes, de silex carbonifères, de calcaires dolomitiques dévoniens à Camarotoechia ex gr. livonica Buch. A Baranowicze une couche epaisse de conglomérat (épais seur 13 m, diamètre de galets 1— 8 cm) sépare les sables cénomaniens de la série supracrétacique. Touts les types de roches composant la fraction grossière du Cénomanien à Hancewicze sont aussi représentés dans le sondage de Baranowicze. Au surplus on y a trouvé de nombreux galets de quartzites, de silex et de calcaires silicifiés séquaniens avec faune, de diabase etc. Le sondage a percé quelques intercalations de graviers semblables dans les sables subcénomaniens à débris végétaux, peut-être infracrétaciques. A Nieśwież les conglomérats du même type reposent dans la même position stratigraphique qu’à Baranowicze, mais le diamètre des galets ne dépasse ici guère 2 cm et l’épaisseur de cette couche est insignifiante. Les roches eruptives et les silex font défaut; il faudrait cependant noter la trouvaille d’un fragment considérable de sidérite argileuse. A Lida la fraction grossière dans les sables cénomaniens est composée de roches cristallines et de fragments roulés d’argiles micacées noirâtres. Ces dernières peuvent représenter le résiduum de dépôts jurassiques appartenant au faciès lithuano-russe, de même que la sidérite à Nieśwież. La présence à Baranowicze d’une épaisse série conglomératique entre le Cénomanien et la Craie est une preuve de l’existence d ’émersions à cette époque. Nieśwież représente à cet égard une zone périphérique. Cet épisode continental a son correspondant dans les lacunes stratigraphiques et les changements des conditions de la sédimentation dans le Crétacé des régiom avoisinantes. L ’étude des publications traitant ce sujet nous amène à conclure que ce phénomène embrassait de vastes régions et qu’il n’était pas limité à l’époque immédiatement post-cénomanienne. L ’auteur passe en revue la littérature en commençant par les travaux portant sur la Prusse Orientale. La disproportion entre l’épaisseur du Cénomanien et de la Craie dans cette région est frappante (Heilsberg: Cén. — 0,5 m, Crét. sup. — 337 m; Königsberg: Cén. -— 36 m, Crét. sup. — 181 m; Heinrichswalde: Cén. - 12 m, Crét. sup. — 114 m). Le Cénomanien est partout développé dans le faciès terrigène, à Königsberg il contient même des intercalations de gravier. Les influences continentales peuvent être retrouvées dans toute la série crétacique sous forme d’une addition assez abondante de grains de sable et de mica; ces éléments apparaissent assez souvent dans les dépôts marneux, y compris les plus hauts niveaux du Sénonien (47, 18). Le matériel détritique dérivait, nous semble-t-il, non seulement du bouclier cristallin de la Finnoscandie, mais peut-être aussi de plus près, voire du continent Old-rédien de la Lithuanie orientale et de la Lettonie. Pour établir la présence du Turonien dans les sondages profonds de la Prusse Orientale, certains auteurs se sont fondés sur la présence, dans les dépôts de la Craie, de concrétions siliceuses (critérium très incertain) mais les fossiles turoniens n’ont été nulle part rencontrés. Il n’est pas exclu qu’on ait affaire ici à des lacunes dans la sédimentation, tout comme dans le Santonien (Krause 18). Les coupes des forages de la Prusse Orientale nous permettent de déterminer l’époque ou commencèrent de sérieux affaissements qui provoquèrent un approfondissement considérable de la mer et une accumulation plus intense. Ils datent de l ’époque postcénomanienne (ou peut-être même postturonienne) et sont liés, par conséquant, à la phase orogène subhercynienne. Sur les terrains voisins, en Lithuanie, J. Da l inkévièius (5) a réussi à établir avec assez de précision la stratigraphie du Crétacé. Ses recherches démontrent que les séries crétacées moyenne et supérieure de la Lithuanie sont relativement continues. Ici aussi le matériel sableux domine dans le Cénomanien; plus gros à la base (Albien-Vraconien?), plus menu dans les niveaux supérieurs, il devient argileux et disparaît graduelement dans les dépôts turoniens. Le Santonien n’ayant pas été constaté paléontologiquement, il n’est pas exclu que nous ayons affaire ici à une lacune sédimentaire. Da l inké v iè ius explique très justement l’absence des couches supérieures du Sénonien par une dénudation ultérieure. On en trouve une preuve dans des nombreux échantillons de Belemnitella mucronata qu’on rencontre dans le matériel erratique de la Lithuanie du Nord et de la Lettonie occidentale. A mesure que nous avançons vers l’Est sur les terrains NE de la Pologne, les couches supérieures de la Craie disparaissent graduellement. Dans aucun des sondages de cette région on n’est parvenu à découvrir in situ le Sénonien incontestable. Seuls les affleurements dans les »Schollen« glaciaires des environs de Grodno et deSopockinie découvrent le Campanien, le Maestrichtien et, par endroits, le Montien (38,52). A Wólka près Sopoćkinie R. Kongiela signalé dernièrement une lacune stratigraphique embrassant le Danien inférieur et moyen (17). Dans le NO de la Polésie on retrouve des traces du Sénonien sous forme de fossiles erratiques silicifiés (Echinocorys ovatus, Ech. cf. vulgaris) dont l’auteur a recueilli à Smolanica (9). Les autres régions du NE de la Pologne sont occupées par les dépôts appartenant à différents niveaux du Turonien et, par endroits, au Cognacien (Wolkowysk). Leur stratigraphie n’est pas suffisamment connue. A Porozôw de nombreuses Fissurines ont permis à Z. Sujkowski de distinguer le Turonien inférieur; dans l’autres endroits on a trouvé des Inocérames appartenants aux groupes lamarcki resp. labiatus (14, 23, 24, 48). Ce qui nous frappe surtout c’est l’absence totale du Santonien dans toutes les régions mentionnées. Il fait défaut à l’Est,. sur les dépôts des étages plus anciens, tout comme à l’Ouest où on retrouve les niveaux supérieurs du Sénonien. Au point de vue de la constitution lithologique, les dépôts crétacés supérieurs entre la Prypec et le Niemen représentent presque partout un faciès assez monotone de craie blanche contenant une quantité insignifiante (au-dessous de 1 %) d’éléments clastiques (48). Le forage de Baranowicze et celui de Lida, au Nord du Niemen, font exception: ici, la teneur en grains de quartz s’élève , à plusieurs % et leur taille atteint 2— 3 mm de diamètre. Sur les terrains qui s’étendent au Sud de la Prypec, les dépôts crétacés supérieurs ont été étudiés par A. Mazur ek (27— 32). J. Samsonowic z et Z. Sujkowski ont forni encore quelques données nouvelles concernant la Craie de la Volhynie (39— 42,48). Les travaux de ces auteurs font conclure à la présence du Turonien moyen, et peut-être aussi supérieur, dans la partie centrale de la Volhynie (Inoceramus lamarcki var. apicalis, In. inconstans, In. costellatus) ; dans l’Est de la Volhynie, ces auteurs signalent des couches un peu plus anciennes du même étage* caractérisées par des Inocérames du groupe lamarcki. Le rapport de ces couches aux dépôts sous-jacents du Cénomanien a été analysé par J. Samsonowi c z (40). Selon lui, dans le secteur Est de la Volhynie le Cénomanien a été fortement réduit par l’abrasion de la mer turonienne. Dans la zone basaltique, à côté des conglomérats cénomaniens, on connait aussi des conglomérats du Turonien moyen (32). La zone basaltique ne constituait donc pas, dans la mer supra crétacique, seulement une zone de basfonds, comme le supposait Samsonowicz (41); certains de ses rochers formaient dans cette mer des îlots attaqués par les ressacs. De tels îlots ont du exister aussi dans la zone dévonienne de Niebozka près Luck, ou ont été observés, dans la Craie turonienne, de nombreux fragments anguleux de schistes argileux dévoniens et une addition considérable de sable (38). Z. Sujkowski constate l ’augmentation progressive, vers l’Est, du matériel terrigène dont il voit l’origine dans le massif Volhyno- Ukrainien (48). Il souligne également la présence d’un »épisode sableux« dans la Craie du Nord de la Volhynie et de la partie occidentale de la Polésie; cet épisode se traduit par un ensablement considérable, mais passager, de la mer supracrétacée causé par un violent courant sous-marin. Les régions situées à l’Est de ces terrains possèdent aussi leur »épisode sableux« qui est, dans certains endroits, daté avec plus de précision que l’épisode volhyno-polésien et dont l’existance est signallée, en tant que phénomène régional, même par les publications synthétiques (1, 2). La répartition des dépôts sableux dans la Craie de la Russie occidentale est le plus clairement traitée par G. Mirchink (33); les travaux de G. Burenin (4), H. Lipkovska (21), H. Zakrevska (53) et, en partie la dernière publication d’Oppoko v (36) contiennent aussi des données intéressantes concernant cette question. Ces publications démontrent que le matériel terrigène sous forme de sables quartzeux avec addition de muscovite, s’amassait dans le Nord-Ouest de la dépression Ukrainienne, plus précisément, dans son aile septentrional. Vers le SO, c’est-à-dire dans la direction de l’axe de la cuvette, le % de sable diminue et disparaît assez vite. On peut donc, en toute assurance, situer dans le NE de cette zone la source du matériel terrigène qui dépend, par conséquent, de l’anticlinal de Voronez. Les sables, tout comme la craie qui les renferme, contiennent de nombreuses Belemnitella mucronata qui ont permis d’assigner l’»épisode sableux« au Campanien. Dans certains points, au lieu d’additions sableuses, on trouve dans la série supra-crétacique des surfaces corrodées de hard-grounds (53). Sur le versant NE du massif Ukrainien, les dépôts du Crétacé supérieur forment un faciès littoral (argiles sableuses, Koklik, 15). Nous ne savons pas malheureusement jusqu’ou, dans la direction de l’axe de la dépression Ukrainienne, s’étendaient les influences continentales, car aucun des forages n’a percé la puissante série tertiaire dont l’epaisseur maximum tombe justement sur l’aile méridionale de la cuvette. (Le déplacement de l ’axe longitudinale de la dépréssion Ukrainienne pendant le Tertiaire a été mentionné par beaucoup d’auteurs). Dans la partie méridionale de la Blanche-Ruthénie on ne trouve que très peu de données sur 1a- composition petrographique du Crétacé supérieur et moyen (G. Mirchink, A. Zirmunski j , M. Blioducho). Mais ici aussi, dans tous les cas, les niveaux inférieures de la Craie mucronatée contiennent des quantités importantes de sable, qu’on rencontre également dans les couches les plus profondes du Turonien, à la limite du Cénomanien. Dans le bassin du Soż, le Cénomanien est représenté par des marnes glaucon o-sableuses qui passent aux sables contenant dans la partie basale de quartz roulés atteignant jusqu’à 7 mm de diamètre. On ne rencontre ici nulle trace de feldspaths (3, 33, 55). On commence à trouver d’autres matériaux clastiques seulement dans les dépôtsdu Crétacé moyen du district de Dmi t rovsk d’ ou Ar change l ski j cite des galets considérables de quartzites, de silex noirs et de roches siliceuses provenant du Précambrien supérieur et du Paléozoïque inférieur (1). Des lacunes dans les séries sédimentaires crétaciques ont été constatées sur le territoire du massif souterrain de Voroneż, entre l’Albien et de Cénomanien et durant le Turonien supérieur et le Sénonien inférieur (2). Un rapide coup d’oeil donné à la littérature, l’analyse, au point de vue de la composition lithologique des dépôts crétacées, et, surtout, un examen plus attentif des fractions grossières dans les dépôts du Cénomanien, nous permettent de tirer certaines conclusions concernant la paléogéographie et la tectonique de la Pologne orientale et des régions limitrophes. Cette étude peut nous fixer non seulement sur le Crétacé, mais aussi sur l ’époque qui précéda la grande transgression méso-crétacique. Ainsi p. ex., l’apparition, dans les conglomérats de Baranowicze, de concrétions de silex carboniens nous perment d’étendre assez loin vers le Nord des limites du Carbonifère constaté par J. Samsonowi c z en Volhynie (42). Les dolomies et les calcaires dévoniens qui émergent du fond des dislocations de Pelcza s’éten dent sûrement dans la direction de Hancewicze le long du rebord ouest du massif cristallin Volhyno-Ukrainien. La »ligne basaltique « volhynienne se prolonge dans la région de la Polésie sous forme d’éruptions de roches volcaniques basales dont les galets: de taille considérable (5 cm de diamètre) ont été constatés dans les conglomérats crétaciques de Baranowicze. Mais il est encore difficile de décider si nous avons affaire ici avec une même ligne ou, plutôt, avec une zone de filons plus ou moins parallèles. Ce qu’il sagît de l’âge géologique des basaltes de la Pologne orientale nous devons signaler les dernières publications de Z. S u jkowsk i (51) et J. Samsonowic z (44). Ces deux auteur sont d’acord sur Page paléozoique des basaltes. Sujkowski cependant place les éruptions dans le Gotlandien, tandis que Samsonowi c z les synchronise avec le diastrophisme hercynien, A la lumière des observations récentes la supposition de S. Malko wski (22, 23} sur l’âge crétacé des basaltes volhyniens devient la moins probable. Le parcours, N— S à peu près, de la zone basaltique dans la région volhyno-polésienne correspond à la direction dominante des dislocations hercyniennes de notre avant-pays des Scytides. Ce fait parle, nous semble-t-il, en faveur de la thèse de Samsonowicz. La trouvaille d’un fragment considérable de diabase, à coté des galets de basalte, dans le conglomérat mentionné de Baranowicze nous fait songer, en plus, à une possibilité de synchronisme de certaines effusions en Polésie et en Estonie (Opik et Thamm, 37). Passons au Mésozoïque. Grâce aux mouvements kimméridiens, qui ont probablement provoqué l’effondrement du secteur septentrional du massif cristallin, un large bras de mer du Jurassique moyen affluait de l ’Est inondant les terrains de la Lithuanie et de la Prusse Orientale et portant à l’Ouest la faune boréale. Dans le Cénomanien de Lida et de Nieśwież apparaissent encore des fragments roulés d’argiles micacées resp. de sidérite argileuse qu’on suppose être des résidus de dépôts jurassiques du faciès russe, tandis que dans les environs de Różana (9) et de Baranowicze nous trouvons déjà le Séquanien développé dans le faciès de l’Europe occidentale (quartzolites à silex). Je me permettrai aujourd’hui de rejeter le point d’interrogation dont j ’avais marqué la »porte polésienne« entre la Polésie et le bassin du Don (9) par laquelle avait pu procéder éventuellement, la migration des faunes du Jurassique supérieur; il serait plus juste, nous semble-t-il, de reconnaître ici une zone continentale et de rejeter complètement l’idée d’un détroit de mer séquanienne. La jonction maritime des terrains de la Polésie avec le bassin supra-jurassique du Don était probablement limité à la zone qui bordait au Sud le massif Volhyno-Ukrainien. A cette époque ce massif s’allongeait en large rempart encore assez haut (arcoses grossières aux env. de Różana) ; il se poursuivait très certainement jusqu’aux environs de Druskieniki et peut-être même jusqu’au Niemen inférieur, séparant deux provinces faciales et fauniques tout à fait différentes 1. Le forage de Baranowicze a rencontré sous les dépôts cénomaniens des argiles foncées et des sables bruns contenant des débris végétaux. Ce fait vient confirmer l’existence d’une phase continentale sur les terrains NE de la Pologne avant la transgression crétacée moyenne. A côté de la coupe de Baranowicze (et celle de Druskieniki), on doit se rappeler des sondages de Peresaż et de Tchernobyl ou des formations semblables ont été rencontrées dans une situation stratigraphique identique mais dont l’âge a été interprété d’une façon arbitraire. Oppo k ov supposait que les argiles et les sables brunâtres à détritus végétal de Peresaż appartiennent au Dévonien (33), tandis que Kok l ik assigne les dépôts de Tchernobyl au Bathonien et au Callovien (15). Pour ma part, je crois que ces formations peuvent appartenir encore à l’époque crétacée et correspondre au Wealdien ou, éventuellement, aux couches de transitions entre le Néocomien et l’Albien. J. Lewiński (19) supposait qu’il aurait existé dans l ’Est de la Pologne une transgression néocomienne considérable qui aurait abouti à la jonction des mers russes et polonaises, mais jusqu’ici cette thèse n’a pas encore été directement confirmée et la question reste ouverte. Dans tous les cas, il paraît hors de doute que dans l’époque continentale post-jurassique les terrains en question ont subi un abaissement morphologique considérable. Le noyau cristallin de l ’ancienne chaîne de montagnes est déjà recouvert d’un épais manteau de produits de désagrégation phy sique et chimique (Lida, Druskieniki, Voltchia en Polésie orient. 33). Dans l’avant-pays ne s’amassent que des quantités insignifiantes de dépôts diastrophiques. Cependant le rôle des Scytides n’est point terminé: il se fait sentir encore pendant tout le Crétacé. L ’ancien plan précambrien, partiellement modifié par les mouvements varisciques, se disloque de façon de plus en plus évidente. Après la phase orogène kimméridienne, c’est la phase subhercynienne qui continue à le morceler se manifestant plus particulièrement dans les parties centrales des sigmoïdes le plus fortement recourbés vers l’Ouest. Un simple coup d’oeil à la carte d’épaisseur du Cénomanien (fig. 1) suffit pour constater l’affaissement qui se forme durant le Crétacé moyen entre Wilno, Grodno et Lida. Dans cette dépression s’amassent de grandes quantités de dépôts argileux foncés, riches en sulfures de fer, très différents des sables glauconieux accumulés sur les terrains moins profonds des régions voisines. Au déclin du Cénomanien les mouvements tectoniques se propagent sur une plus vaste étendue (voir fig. 2). La vague d’abaissements se déplace vers l’Ouest et le Sud, le territoire de la Prusse Orientale s’affaisse, le profond synclinal de Lublin commence à se former. Par endroits seulement s’élèvent de petits socles, délimités probablement par les lignes de dislocations (12). A l’Est, la cuvette Ukrainienne s’affaisse aussi violemment en pénétrant de ses deux bras dans les bassins du haut Dniepr et du haut Niemen. Les anticlinaux morcelés des Scytides fournissent cependant aux dépôts crétaciques des quantités considérables de matériel diastrophique. Le massif Volhyno-Ukrainien fournit des fragments de roches cristallines au Cénomanien de la Volhynie, de la Polésie, et des environs de Nowogrodek et Lida. A l’Est, comme à l’Ouest, ces matériaux disparaissent graduellement cédant la place aux fragments de quartz. C ’est seulement sur les versants du massif de Voronez, dans les environs de Kursk et de Briansk, que réapparaissent des galets de roches précambriennes (quartites métamorphisés) que détruisent les flots de la mer albienne (1, 2, 45). Mais la période continentale qui précéda la transgression méso-crétacée ne découvrit pas ici les masses profondes de la chaîne intérieure des Scytides. Probablement, elles n’émergèrent pas non plus, dans une période ultérieure, de dessous les roches de la couverture quartzitique jatulienne, car le feldspath n’a été signalé dans aucune des formations plus récentes de cette région (1, 2). Dans le Crétacé supérieur, les deux anciens anticlinaux scytiens, volhyno-ukrainien et voronéjien, ne fournissent aux mers qui les inondent que de menus éléments terrigènes sous forme de sables quartzeux et de muscovite. La phase diastrophique touche à sa fin, les »épisodes sableux« dans les dépôts supracrétacés n’étaient, en effet, que des épisodes. A l ’Ouest ils apparaissent plutôt dans le Turonien, au Nord et à l ’Est — dans différents niveaux du Sénonien. Par endroits, au lieu d’élements clastiques, on peut y constater des lacunes stratigraphiques, des traces de hard-grounds et même d’émersions. Dans ce tableau il est pourtant un fait frappant, à savoir, la difficulté à établir une synchronisation régionale des ensablements successifs et des affaissements du fond de la mer supra-crétacée. Cette difficulté est peut-être causée, en partie du moins, par le peu de connaissance que nous possédons de la stratigraphie des dépôts crétaciques qui ne sont étudiés, sur nos terrains, que dans les forages. Il est tout de même impossible de rejeter une interprétation différente qui s’appuie sur les faits concrets que nous venons de citer dans cette publication. On pourrait donc admettre qu’il y a eu ici des mouvements répétés et différenciés, peut-être même rythmiques; que ces mouvements ont eu pour conséquence une instabilité marquante de la ligne de rivage et, ce qui s’ensuit, des conditions physiques excessivement variables dans ce bassin marin très étendu (particulièrement des courants intenses et changeants). Cette mer a probablement persisté sur les terrains de la Pologne du Nord-Est pendant toute l’époque Crétacée moyenne et supérieure, jusqu’à la fin du Montien, oscillant, changeant partiellement de contours, mais communiquant malgré tout avec les mers de l’Est. Comme sur les terrains de la Lithuanie du Nord et de la Lettonie occidentale, ou le Sénonien supérieur a été érodé et emporté, dans les régions de la Pologne orientale l’absence des niveaux supérieurs de la Craie pourrait être expliquée, a notre avis, par une érosion tertiaire au cours de la période continentale qui s’était établie après une régression post-crétacée générale. A l’appui de cette thèse on peut citer l’homogénéité du faciès de la Craie dans toutes nos coupes (pleine mer), l ’étroite affinité faunique des dépôts du Montien dans l’Ouest le Centre e t l’Est de l’Europe (i 6, 17, 24), et la présence, dans presque tous les forages, d’une couche éluviale de silex crétacés à la surface de la Craie. (Dans la partie septentrionale du NE de la Pologne on rencontre ces silex dans les dépôts morainiques; on a pu les trouver, vers le Nord, jusqu’a la ligne âwiçciany — lac Narocz — Wilejka, 6).

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