Une tranchée creusée dans le compartiment abaissé de la faille, pour corriger la trajectoire de la route départementale RD 55 à la sortie de Poussay (88) en direction de Charmes (88), permet l'observation en coupe, sur quelques mètres d'épaisseur, du passage des niveaux terminaux du Keuper aux niveaux de base du Lias (fig.2).

Fig.2 : Passage du Keuper au Lias et position stratigraphique des terrains (données chiffrées = âges en millions d'années - © BRGM).

Les Argiles de Levallois du Keuper supérieur (= Trias terminal) de couleur rouge constituent la base du talus : bien que leur occurence en surface soit masquée par la végétation, la couleur brun-rouge du sol trahit leur présence (fig.3). Dans la partie supérieure de l'affleurement, ces argiles sont recouvertes par les niveaux de base de l'Hettangien (= base du Lias ou Jurassique inférieur) constitués de calcaires gris très fossilifères (Gryphaea arcuata, Plagiostoma et autres bivalves variés ...) appartenant à la formation des Calcaires à gryphées (fig.4).

Fig.3 : Sol rougi par les Argiles de Levallois

Fig.4 : Inclinaison des Calcaires à gryphées de l'Hettangien (encadré : valve de Plagiostoma)

Ces strates sont inclinées à 20° vers le sud-ouest (fig.5 et 8). Cette inclinaison des couches est interprétée comme un crochon, c'est-à-dire une courbure des strates résultant de l'action de la faille qui a accentué leur pendage originel plus modeste. Dans chaque compartiment, de part et d'autre de la faille, la flexure des couches s'effectue en sens inverse du déplacement (fig.6). Dans le cas présent, les bancs du Lias étant rebroussés vers le haut au contact de la faille, on en déduit que ceux-ci font partie du compartiment abaissé.

Fig.5 : Mesure du pendage des strates des Calcaires à gryphées

Fig.6 : Crochons de faille (dessin d'après Dictionnaire de géologie - Masson éd.)

La faille de Mirecourt est la structure responsable de cette déformation, elle est ici orientée NNO-SSE, ce qui correspond à une direction perpendiculaire à la tranchée et à la route départementale (fig.7). La faille de Mirecourt fait partie d'un ensemble de failles courbes directionnelles d'orientation NO-SE qui traversent les parties centrale et méridionale de la Lorraine. Ces réseaux de failles sont perpendiculaires aux deux accidents majeurs, orientés est-ouest, hérités du socle hercynien : la faille de Metz au nord et la faille de Vittel au sud. Leur genèse est à mettre en relation avec deux événements tectoniques compressifs ayant impacté la couverture sédimentaire du sud de la région : la phase éocène ou pyrénéo-provençale et la phase miocène ou alpine (voir fiche Soulosse-sous-St.-Élophe).

Les terrains occupant le compartiment surélevé et situés en continuité des précédents de l'autre côté de la faille, sont actuellement recouverts par la végétation (bosquets ou prairies) et n'offrent pas d'affleurements directement à proximité du site étudié. D'après la carte géologique, il s'agirait du Keuper moyen avec les formations de la Dolomie de Beaumont et des Marnes irisées supérieures du Keuper moyen (fig.7). La Dolomie de Beaumont affleure plus au nord, au sud du village d'Ambacourt (Hilly et Haguenauer, 1979).

Fig.7 : Coupe de la tranchée de la D55 et interprétation.
(Les flèches noires représentent le mouvement relatif des compartiments de part et d'autre de la faille)

À hauteur du passage supposé de la faille, un chemin interrompt la tranchée et mène vers un champ sur la gauche, surmontant le sommet des affleurements du Lias. Le passage des engins agricoles lors des labours a mis en surface pierres volantes et fossiles provenant des Calcaires à gryphées. Ces conditions sont favorables à l'échantillonnage (en dehors des périodes de cultures) et permettent de récolter de nombreux spécimens de gryphées en bon état de conservation (fig.11 en annexes). Les autres fossiles rencontrés sont d'autres bivalves des genres Chlamys et Plagiostoma, ainsi qu'un fragment d'ammonite du genre Arietites caractérisant le Sinémurien.