Toarcien

L'étage Toarcien a été proposé par le naturaliste et paléontologue français Alcide d'Orbigny en 1849[3]^,[4]. À proximité de Thouars, les roches sédimentaires (grès, calcaires) étaient exploitées par de petites carrières à ciel ouvert, qui en extrayaient des pierres de taille et du moellon. Alcide d'Orbigny au milieu du XIX^e siècle se servit d'une de ces carrières, près de la ferme du Rigollier entre Vrines et Pompois, sur la commune de Sainte-Verge, pour établir le Toarcien. Ce stratotype fut affiné durant les décennies suivantes par Eugène Eudes-Deslongchamps et Jules Welsch.

Jean Gabilly s'en servit ensuite pour définir de nouvelles subdivisions de l'étage. Il détermina, entre 1961 et 1976, 27 biohorizons, basés sur la répartition des faunes d'ammonites, regroupés en 8 biozones[5]. Le stratotype du Toarcien a été classé « Réserve naturelle nationale » par le décret ministériel n^o 87-950 du 23 novembre 1987, entre autres grâce à l'action de la municipalité de la ville de Thouars et d'une association d'amateurs en paléontologie, la « Société de géologie et de paléontologie thouarsaise Alcide d'Orbigny ». Elle est aujourd'hui gérée par la communauté de communes du Thouarsais. Le nom latinisé de la ville de Thouars (Toarcium) a donné le terme Toarcien.

Les ammonites constituent le principal groupe utilisé pour la biozonation de l'étage.

La durée moyenne d'un horizon, estimée par Gabilly en 1973, de l'ordre de 200 000 ans[6] est confirmée dans le cadre actuel de la durée révisée du Toarcien (8,6 millions d'années) et du nombre d'horizons (34) de l'étage.

Lepidotes elvensis trouvé en 1883 dans les schistes de Saulx (Haute-Saône).

Détail de feuillets de schistes-carton.

Un événement géologique important appelé événement anoxique océanique (EAO) intervient au cours du Toarcien inférieur. Il correspond à une période de réchauffement global qui déstabilise les hydrates de méthane dans les sédiments des fonds marins, libérant ainsi de grandes quantités de méthane gazeux qui provoquent l'anoxie des fonds marins sur une grande partie du globe. Il en résulte des extinctions massives de faunes océaniques et l’accumulation de matière organique[9]. L'absence d'organismes benthiques et fouisseurs permet ainsi la conservation des lamines originelles du sédiment. Il se forme des argiles noires à structure feuilletée et à consistance cartonnée dénommées schistes-carton[10]. Ce faciès est connu à l’affleurement et en forage dans de nombreux bassins dont les Bassins parisien et aquitain où leur épaisseur est de quelques mètres. Les schistes-carton ne renferment que des fossiles d'organismes pélagiques (poissons, microalgues dont des Coccolithophoridés...)[11]^,[9].

Une analyse de susceptibilité magnétique et de cyclostratigraphie sur le Toarcien inférieur de Lorraine a permis d’évaluer à 600 000 ans la durée de cet événement qui est situé à cheval sur les sous-zones à Semicelatum et à Elegantulum[12].

L'étude des ammonites, qui sont un des groupes fossiles les plus sensibles aux phénomènes d’extinction, a montré que l'événement anoxique du Toarcien inférieur est inclus dans une crise biologique plus importante qui a duré près de 6 millions d’années, du Pliensbachien supérieur (sommet de la zone à Margaritatus) au Toarcien supérieur (zone à Dispansum). Après cette crise, le retour à la biodiversité antérieure pour les ammonites nécessitera 2 millions d’années[13].

La mine de Creveney.

Parmi les affleurements et carrières où est exposé le Toarcien, on peut citer :

• La carrière d'Hauenstein en Suisse, dans le Jura. Elle présente une couche de la fin du Toarcien où l'on trouve, entre autres, l'ammonite de référence de la biozone à Aalensis : Pleydellia aalensis.
• La carrière de la société Lafarge SA, située à Belmont-d'Azergues dans le département du Rhône (France). C'est l'un des plus beaux gisements d'ammonites du Jurassique inférieur. Le Toarcien y est largement représenté avec en particulier une abondance d'Hildoceras bifrons qui est l'ammonite marqueur de la biozone à Bifrons. Parmi les ammonites, on observe également nombre de Lytoceras cornucopia, de Grammoceras, de Pseudogrammoceras, d'Harpoceras, d'Hammatoceras et d'Haugia. Le musée géologique de Saint-Jean-des-Vignes créé par la section géologie-paléontologie des Ciments Lafarge abrite les plus beaux spécimens dans un cadre très pédagogique.
• L'exploitation de schiste de Creveney en Haute-Saône dans l'Est de la France, utilisée par la Société des Schistes et Pétroles de Franche-Comté pour la fabrication de Natioline. Elle est composée d'une mine à ciel ouvert de schiste bitumineux et d'une usine de distillation du pétrole. Cette industrie exploite 20 000 tonnes de pyroschiste d'âge toarcien entre 1929 et 1936 avec une production industrielle en 1934. Des vestiges des installations et la zone d'extraction subsistent au début du XXI^e siècle[14].