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Histoire des dépôts 

Vers –65 millions d’années, à la fin du Crétacé, la mer qui déposait la craie, ce gigantesque « cimetière » à algues microscopiques (les coccolithophoridés) s’est retirée (=régression marine). Elle ne revient qu’ une dizaine de millions d’années plus tard.
Ensuite, pendant l’Eocène, et pendant une vingtaine de millions d’années, la mer effectue des va et viens pour déposer sables ou argiles sur une épaisseur de plus de 250 m . Vers –35ma la mer régresse définitivement.
On peut penser que les 100 premiers mètres (au moins) de sables et d’argiles ont depuis été érodés. Le ruissellement les a emportés. Mais, ponctuellement et notamment dans les Monts des Flandres, cela ne s’est pas produit. Pourquoi ? Vers –5ma, c'est-à-dire au Pliocène, les sables et galets se sont cimentés avec une « rouille » naturelle. Cet oxyde de fer a donc chapeauté plus ou moins, selon les endroits, un peu à la manière des cailloux qui protègent les cheminées de fées. D’autres exemples comparables sont le relief de Mons en Pévèle au sud de Lille où des grès à nummulites protègent le substrat, ou aussi l’énorme butte de Laon (dans l’Aisne) elle-même protégée par la pierre à liards (un grès à nummulites que l’on peut observer au pied de la cathédrale, sur la route ascendante). 

Principe de formation 

Première étape, un fond de cuvette marine avec dépôts sédimentaires et dents de requin Carcharoclès mégalodon (du Mont des Recollets). Deuxième étape, la mer s’étant retirée, l’érosion use plus rapidement les marges plus tendres et pendant l’exondation des lentilles de grès se forment dans le sable. Troisième et dernière étape, par érosion différentielle les grés apparaissent en surface. Contrairement aux on dit, les grès ne remontent pas, c’est en réalité le sol qui descend et fait apparaître les grés qui affleurent et continuent à protéger les roches sous-jacentes, à la manière des célèbres cheminées de fées. 

Les fossiles des monts des Flandres 

Les « glossopètres » ou langues de pierre sont les couronnes dentaires sans racines de gros requins : carcharoclès mégalodon (et non pas carcharodon mégalodon comme on le voit encore trop souvent à tort). Dans l’argile de Cassel datée du Bartonien, à sa base un cordon de sable graveleux très chargé en glauconite forme la « bande noire » contenant des nummulites variolatus remaniées, des nummulites wemmelensis et des dents de squales, des pectens (Amusium corneus,) Corbula pisum. 

Au Lutétien supérieur, les sables fins doux et calcarifères légèrement glauconieux sont très fossilifères : 

Nummulites variolatus
Orbitolites complanatus
Ostrea gigantea
Chlamys plebeia
Myliobatis
Odontaspis
Lamna
Oxrhina 
Carcharoclès
Echinolampas affinis
Tubes de Ditrupa strangulata
Terebratula kieckxi
Cerithium giganteum (moules internes)
Nautilus burtini
Ostrea inflata 

Bruxéllien ou Lutétien inférieur : 

Moules de Gladius (Rostellaria) baylei
Maretia omaliusi
Letina platellaris
Ostrea cymbula
Cardium porulosum
Meretrix (Callista)loevigata
Odontaspis macrota
Lamna vicenti
Nummulites laevigatus 

Yprésien : 

L’acide formé à partir de la pyrite dans l’argile attaque les coquilles ce qui donne du gypse qui cristallise en donnant des macles. Les UV longs révèlent un entonnoir blanchâtre fluorescent. Les fossiles sont rares mais on a pu y trouver les crabes Xanthopsis leachi & X.bispinosus. A Mons en Pévèle, le grès de Pève est un sable à Nummulites planulatus elegans consolidé et daté de l’Yprésien supérieur.