Emblématique de la région, le grès des Vosges se retrouve à la fois dans les paysages alsaciens mais aussi sur les façades de nombreux bâtiments et châteaux. Sa couleur rose et sa texture rugueuse le rendent particulièrement reconnaissable lors de randonnées sur les sommets vosgiens. Les affleurements sont également souvent marqués par de grandes stries obliques. Que représentent-elles ? Pour comprendre la formation de ces roches, il faut remonter à 250 millions d’années en arrière, bien avant la formation du Massif vosgien.
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Le grèsgrès est une roche sédimentaire détritique constituée de grains de sable agrégés et cimentés. Ces grains sont issus de l'érosion des roches de la croûte continentale, qui sont majoritairement des granites.
Le grès, une roche sédimentaire détritique
Ces produits d'érosion sont ensuite transportés par les rivières ou le vent et vont finir par être accumulés dans différents milieux de dépôts (rivière, plage, delta, milieu marin) où le processus de diagenèsediagenèse va mener progressivement à leur compaction et cimentation jusqu'à la formation d'une roche plus ou moins consolidée que l'on appelle « grès ».
La nature des roches sources va donc influencer fortement la composition finale des grès, mais leur origine granitique fait qu'ils se caractérisent en général par la présence majoritaire de grains de quartzquartz et de feldspathsfeldspaths. Selon son degré de cimentation, le grès sera plus ou moins friable ou compacte. La présence des grains (de taille variable, entre 0,063 et 2 mm) donne une texturetexture rugueuse aux grès. La variabilité de couleurcouleur est associée à la présence d'éléments accessoires dans le cimentciment liantliant les grains. Dans le cas du grès des Vosges, la couleur rose est due à la présence d'oxyde de ferfer, qui provient de l'altération de minérauxminéraux riches en fer (micas noirs ou magnétitemagnétite) lors du processus de diagenèse.
Les grès des Vosges : quelques observations
Dans les Vosges, les unités gréseuses peuvent atteindre 500 mètres d'épaisseur et sont référencées sous le terme de grès du Buntsandstein (« grès multicolores »). À la base de cette pile sédimentaire, on distingue le grès vosgien sensu stricto, à la caractéristique couleur rose. Ce grès est composé de grains de quartz et de feldspaths de taille millimétrique avec, parfois la présence de galets plus gros (clasts) de nature diverse. Les grains sont cimentés par de la silicesilice, ce qui rend le grès particulièrement résistant.
Très souvent, les affleurementsaffleurements de grès vosgien présentent des stratificationsstratifications obliques et parallèles : la roche est intensément striée et le sens des stries (on parle de lamines), peut varier suivant les bancs gréseux. Ces formations peuvent être assez spectaculaires.
Le grès vosgien est surmonté par une autre formation, appelée conglomératconglomérat principal, qui forme un banc plus massif, composé de nombreux galets de tailles variables, souvent très grossiers. Les galets (quatrz, quartzitequartzite, radiolarites) sont enrobés dans une matrice de grès fin. Ils sont souvent orientés tous de la même manière.
Enfin, le sommet de la pile sédimentaire est marqué par la présence du grès à Voltzia. Il s'agit d'un grès micacé contenant des fossilesfossiles de conifères (Voltzia) ou d'autres plantes.
Environnement de dépôt des grès des Vosges et origine des lamines obliques
L'histoire des grès des Vosges commence au début du Trias, il y a 250 millions d'années. À cette époque, le Massif des Vosges n'existait pas. À la place, on trouvait une vaste pénéplaine : un paysage plutôt plat, marqué par le cheminement de nombreuses rivières et fleuves. Cet environnement avec peu de reliefs succède au démantèlement et à l'érosion d'une immense chaîne de montagnes, la chaîne hercynienne, dont la surrection a commencé il y a 360 millions d'années. Les grès des Vosges sont ainsi des reliques de l'érosion des granites des derniers reliefs hercyniens situés plus à l'ouest, sous l'actuel bassin de Paris ou au niveau du Massif armoricain. Les grains de sable produits par cette érosion vont alors être transportés par le réseau fluviatile qui jalonne la pénéplaine. Au fur et à mesure, ils vont se déposer au fond des chenaux ou dans la plaine d'inondationinondation. Sous l'effet du courant, ces dépôts sableux vont former des rides de courant, qui vont progressivement se superposer.
Les lamines obliques observées dans les grès vosgiens ne sont rien d'autre que ces rides de courant, vus en coupe ! On peut ainsi voir leur structuration interne, qui indique que ces rides se forment par avalanchesavalanches successives des grains de sable vers l'aval. Ces architectures sédimentaires permettent aux géologuesgéologues de déterminer le sens du courant des anciennes rivières.
La présence du conglomérat principal au-dessus des grès vosgiens indique qu'il y a eu évolution dans l'hydrodynamisme des rivières : le débitdébit fluviatile a brusquement augmenté. Finalement, la présence de fossiles dans les grès à Voltzia nous indique que les sables à l'origine de ces grès ont été déposés dans un environnement émergé et humide. L'environnement aurait ainsi évolué vers une plaine deltaïque, la région se trouvant alors à l'interface avec une mer s'étendant vers l'est, sur l'actuelle Allemagne.
En contemplant les affleurements roses des grès de Vosges, nous observons donc d'anciens chenaux remplis par des sédiments issus d'une très ancienne chaîne de montagne.
