Guide of the Geological curiosities of the Fontainebleau massif.
Curiosités géologiques du massif de Fontainebleau.
Résumé
Since the beginnings of geology in the XVIIIth century, the massif of Fontainebleau has been a melting pot of new ideas. It has several remarkable geological features: extensive linear quartzite ridges, spectacular quartzite lenses within uncemented white sands, outstanding Calcite de Fontainebleau sand calcite crystals, and also a rare biodiversity due to a juxtaposition of contrasted landscapes.
This guide presents a geological history revised in the light of the evolution of geological knowledge. It shows that the Fontainebleau quartzites are not related to the deposition of sands some 35 million years ago, but formed in geological recent landscapes less than 500 000 years ago, after the original sands were exposed and incised by rivers. The characteristic facies of the sands are due to subsurface alteration in Quaternary periglacial environments. The quartzites formed behind springs at the edges of valleys, where groundwater cooled when it came into contact with frozen ground. The sand calcites precipitated when cold surface waters infiltrated the landscape, warming as they seeped to depth and came into contact with groundwaters. Sands were leached and bleached by the infiltration of acidic organic-rich waters that originated in organic-rich soils in the tundra taiga environments. The brittle fractures that spectacularly cut quartzite pans occur only in outcrop resulted most probably from successive shrink-swell thermal effects.
The guide shows how new data can change old ideas and initiate new concepts that gradually generate a quite new geological model. The remarkable aspects of the geology of the Fontainebleau massif are explained by its evolution during the Quaternary glacial periods. This model gives coherency to observations that initially seemed to be quite independent of each other.
The model now proposed for the Fontainebleau massif applies to the other Tertiary sand formations of the Paris Basin, all of which are characterised by white sands with quartzite lenses and sand calcite crystallizations. The model may also apply to other Tertiary sand formations in Western Europe and North America which have similar characteristics. It would require a significant research effort to understand and rethink the connections between these subsurface alterations and Quaternary periglacial environments. However, such periglacial alteration facies could represent paleoenvironmental proxies for the impacts that permafrost may have at depth in the regolith.
The first half of the guide is dedicated to the geology of the massif and to the description and the interpretation of the various unique characteristics of the Fontainebleau Sands and Sandstone, and the sand and limestone deposits, and the transformations that have occurred as a consequence of their exhumation and exposure to form outcrops. Then follow descriptions of the varied landscapes of the massif, and the nature of exploitation of the geological materials for building and manufacturing.
The second half of the guide is dedicated to the description of 23 remarkable geological sites in the Fontainebleau forest and its surroundings. Every site is described in detail, with accompanying sketches, to provide a precise guide to the geological entity for visitors to observe. The guide ends with a presentation of the exceptional biodiversity of the massif. which benefited from environmental protections for more than 150 years and received MAB territory label by UNESCO.
Depuis le début de la géologie au XVIIIe siècle, le massif de Fontainebleau a été le creuset de nombreuses idées nouvelles. Il est remarquable par des objets géologiques exceptionnels : les grands alignements de platières gréseuses, les spectaculaires lentilles de grès quartzite au sein de sables blancs, les fameuses Calcites de Fontainebleau, mais aussi la biodiversité liée à la juxtaposition de paysages minéralogiquement contrastés.
Le guide nous présente une histoire géologique révisée à la lumière de l’évolution des connaissances géologiques. Il y est montré que les Grès de Fontainebleau ne sont pas liés au dépôt des sables il y a quelques 35 millions d’années, mais se sont formés dans les paysages presque actuels, il y a moins de 500 000 ans, après la mise à l’affleurement des sables et leur incision par les rivières. Ce sont les altérations de subsurface dans des environnements périglaciaires qui sont à l’origine des faciès caractéristiques des sables. Les grès quartzite se sont formés en bordure des vallées, en arrière des sources, quand l’eau d la nappe se refroidissait au contact des sols gelés. Les calcites sableuses ont précipité quand les eaux froides de surfaces s’infiltraient et se réchauffaient en profondeur, au contact de la nappe aquifère. Les sables ont été blanchis et purifiés par l’infiltration d’eaux riches en acides organiques issues des sols de toundra et de taïga. Les spectaculaires fractures qui recoupent les dalles gréseuses n’existent qu’à l’affleurement et résultent le plus probablement de dilatations et contractions thermiques successives.
Le guide montre comment des données nouvelles peuvent "culbutent" les idées reçues et qu’à partir de là les questions s’enchaînent et les concepts nouveaux dessinent progressivement un tout nouvel objet géologique. Les aspects exceptionnels de la géologie du massif de Fontainebleau s’expliquent par son évolution récente pendant les périodes glaciaires quaternaires. Le modèle d’évolution proposé donne de la cohérence à toutes les observations qui au départ paraissaient indépendantes les unes des autres.
Le modèle proposé pour le massif de Fontainebleau s’applique aux autres formations sableuses tertiaires du bassin de Paris, qui toutes présentent des sables blancs avec lentilles de grès quartzite et des calcites sableuses. Il faut aussi envisager que ce modèle s’applique aussi à d’autres formations sableuses tertiaires d’Europe de l’Ouest et d’Amérique du Nord qui ont des caractéristiques similaires. IL va falloir un effort de recherche significatif pour comprendre et repenser les interconnexions entre ces transformations de subsurface liées et les environnements périglaciaires du Quaternaire. De plus, ces faciès d’altérations périglaciaires pourraient constituer des indicateur de l’extension et de la profondeur des permafrosts.
La première moitié du guide est consacrée à la géologie du massif et à la description et l’interprétation des Sables et Grés de Fontainebleau : dépôt des sables et des calcaires, puis leurs transformation complète comme conséquence de leur exhumation et mise à l’affleurement. Les paysages du massif et l’exploitation des matériaux géologiques pour la construction et l’industrie.
La seconde moitié du guide est consacrée à la description de 23 sites géologiques remarquables en forêt de Fontainebleau et aux alentours. Chaque site est décrit en détail , avec schéma à l’appuie, pour coller très exactement à l’entité géologique et guider l’observation au pas à pas. Le guide se termine par une présentation de l’exceptionnelle biodiversité du massif qui a fait l’objet de protections environnementales depuis plus de 150 ans et la labellisation d’un territoire MaB par l’UNESCO.