Au sommet de l’affleurement, apparaissent les Molasses du Fronsadais. Elles correspondent à la fin de l’Eocène supérieur (Priabonien supérieur) et au début de l’Oligocène (Rupélien basal). Il s’agit d’argiles sableuses continentales, d’origine fluviatile, de teintes variables (dominance gris-vert).
La base des Molasses du Fronsadais est une surface de discontinuité sédimentaire érosive : elle entaille les formations antérieures comprenant la formation des Marnes à Bernonensis, mais aussi la Formation de Saint-Estèphe et des Grès à Anomies. Ces dernières formations ne sont visibles que sur l’affleurement le long de la route départementale.

Géologie du sommet du Bois de Barbe

Pour observer la partie supérieure de la coupe de l’Eocène supérieur, il faut rejoindre le talus de la route D669. Il est possible alors d’observer un lambeau qui n’a pas été érodé par les Molasses du Fronsadais.
Les Calcaires de Saint-Estèphe surmontent les Marnes à Bernonensis Inférieures. Ces dernières sont elles-mêmes surmontées par les Marnes à Bernonensis Supérieures (non visibles sur le parcours de l’excursion), puis par la Formation des Grès à Anomies. Ces formations ont une épaisseur très variable.

• les Calcaires de Saint-Estèphe
  Ils sont constitués, dans le Blayais, de marno-calcaires marins bioclastiques à milioles (foraminifères planctoniques), et d’échinidés (oursins). Ils sont d’âge Eocène inférieur (fin du Priabonien inférieur). Cependant on distingue mal ces calcaires dans le talus au bord de la route.
• les Marnes à Bernonensis Supérieures
  Cette formation est aussi appelée Marnes à Sismondia et O. bernonensis, du fait des huitres (Ostrea bernonensis) et oursins (Sismondia) qu’elle renferme. Elle est constituée de marnes lagunaires marines, mais qui sont peu visibles dans cet affleurement. Ces Marnes sont d’âge Eocène supérieur (début du Priabonien moyen).
• les Grès à Anomies
  La Formation des Grès à Anomies est constituée ici de dépôts calcaires marins. Il n’y pas toujours une équivalence entre le nom de la série et la lithologie localement observée dans cette formation : ainsi la Formation des Grès à Anomies peut localement correspondre à des calcaires ou des marnes. Le nom « anomies » vient des petites huitres, abondantes dans cette formation.
  Il s’agit d’une série condensée qui constitue une surface durcie perforée et oxydée, correspondant à une régression observée à la fin du Priabonien moyen, qui est l’âge de cette formation. Mais les Grès à Anomies peuvent présenter un faciès plus calcaire, similaire aux calcaires de Saint-Estèphe, correspondant à la fin de la série marine de l’Eocène supérieur.
  C’est ainsi, que sur l’affleurement en bord de route, on observe un banc plus dur au sommet du talus, de 50 cm environ. Ce sont des calcaires bioclastiques gréseux avec une importante proportion de milioles et d’oursins.

Hydrogéologie

La Formation de Saint-Estèphe s’épaissit sous le Médoc et devient plus calcaire. Ces calcaires constituent un réservoir intercalé dans la région du Médoc, alors qu’il se limite à quelques mètres de marnes et de calcaires au Bois de Barbe, en rive droite de la Gironde. Ces niveaux ne sont pas significatifs en termes de réservoir.

Les molasses de la deuxième partie de l’Eocène supérieur (50-60 mètres environ) forment une grande partie du paysage vallonné du nord du département de la Gironde. Même si globalement elles participent à l’isolement des réservoirs de l’Eocène moyen, les lentilles sableuses qu’elles comprennent peuvent contenir des nappes perchées locales, épisodiques. Elles peuvent s’écouler à leur base en suintements linéaires ou en sources localisées au contact de faciès molassiques argileux.

Les deux ensembles (marnes à huitres - figure 1 et Molasses - figure 2) constituent la totalité de l’éponte étanche qui isole nettement les deux grands aquifères de la région bordelaise : l’Eocène moyen et l’Oligocène.