Fossiles dans le gypse

On a trouvé des fossiles uniquement dans les I° et 2e masses du gypse. Ce sont essentiellement des ossements plus ou moins brisés de mammifères.
Il s'agit de ruminants (Palaeotherium, Anoplotherium, Xiphodon...), de carnivores (Hyaenodon), de primates (Adapis). Mais d'autres ossements de vertébrés ont été découverts (oiseaux. crocodiles, tortues, poissons), ainsi que des coquilles de gastéropodes d'eau douce ou terrestres.
La rareté de ces fossiles et leur mauvais état de conservation indiquent qu'ils ne vivaient pas dans le milieu où s'est formé le gypse.
Ils vivaient sur des terres émergées voisines et ont été entraînés après leur mort par des cours d'eau. Ils ne fournissent donc aucun renseignement sur la salinité du milieu de dépôt du gypse. A Vitry, cependant un squelette entier de Palaeotherium a été dégagé ; cet animal est donc mort sur le lieu même de sa fossilisation, ce qui indique la proximité d'un rivage.

Fossiles dans les marnes
Les marnes contemporaines du gypse de la région parisienne sont variées par leur aspect (couleur, dureté, texture), par leur composition minéralogique et par leur contenu en fossiles. On en distingue quatre principaux :

. Les marnes infra-gypseuses (ou marnes à pholadomies)
A Cormeilles, ce sont des marnes argileuses (contenant plus d'argile que de calcaire), peu fossilifères (ne montrant que quelques empreintes de pholadomies). Ailleurs; elles peuvent être calcaires (région de Reims) et beaucoup plus riches en fossiles Parmi ceux ci, il en est qui indiquent un milieu franchement marin (notamment les oursins = Macropneustes et Fibularia). D'autres au contraire caractérisent les eaux saumâtres (des gastéropodes : Potamides et Batillaria) ou se rencontrent indifféremment dans les eaux douces ou les eaux saumâtres(les charophytes).
Bien que peu épaisses(1 à 2 m), les marnes à pholadomies s'étendent dans toute la partie centrale du bassin de Paris, jusqu'aux confins de la Champagne : elles atteignent Montereau au sud, dépassent Reims à l'est et Laon au nord-est. Elles recouvrent différentes formations, marines ou continentales, de l'Éocène. Elles correspondent à une transgression de la mer sur le continent. Mais l'absence de ici détritique grossier, la faible épaisseur et la grande extension du dépôt montrent qu'il s'agit plutôt d’une inondation d'un pays très plat accompagnée de la mise en place d'une vasière littorale peu profonde, à salinité variable.

. Les marnes intercalées dans le gypse (marnes à lucines )
Les marnes à lucines, intercalées entre les 2e et 3e masses du gypse, caractérisées par la fréquence des coquilles de lucines (lamellibranches).
Les marnes sont calcaires ou argileuses, mais leur composition minéralogique présente deux particularités
- la fraction argileuse est essentiellement constituée par des minéraux argileux magnésiens (l'attapulgite et la sépiolite) qui n'apparaissent pas au cours de l'altération chimique des roches continentales ; ils n’ont pas une origine détritique, mais ont pris naissance dans le milieu sédimentaire, comme le gypse, à partir des ions dissous
- dans la fraction carbonatée, la calcite est accompagnée de dolomite (ce sont donc des marnes dolomitiques) ; ces minéraux précipitent également à part des ions dissous.

• Les marnes supra-gypseuses (marnes de Pantin et d’Argenteuil)
Les marnes d'Argenteuil (argileuses) et de Pantin (très calcaires) correspondent à des types plus courants : la fraction représentée essentiellement par la calcite; les minéraux argileux l'illite et la montmorillonite, typiquement d'origine détritique. On peut voir dans ces dernières le signe d'une reprise de l'érosion du continent, consécutive du bombement des Vosges
Les fossiles de gastéropodes (limnées, planorbes, Nystia), de crustacés indiquent respectivement un milieu d’eau douce ou saumâtre. Ce sont donc des fossiles de facies.
Leur extension est sensiblement la même que celle des marnes infra-gypseuses.

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