La formation des terrains aux environs du Mas d’Azil débute il y a 65 millions d’années, à la fin du secondaire, au Crétacé supérieur.

Au Maastrichtien

Durant le Maastrichtien, le massif du Plantaurel n’existe pas encore mais une grande épaisseur de sable est présente sur le territoire. Il s’agit en fait d’une plage en bord de mer formant ainsi par compaction des grès.
A ce moment là, le Plantaurel fait parti d’un vaste archipel formé d’îles de plus ou moins grandes tailles (Europe Centrale, Roumanie, Sud de la France,…). Le paysage était pratiquement plat, composé de grandes plaines alluviales et parcourus par de grands fleuves avec de nombreux méandres.
Le climat était chaud et humide de type subtropical et les grandes pluies saisonnières provoquaient un lessivage des sols et charriaient tout leur passage. Le tout venait se déposer dans de nombreux méandres de ses zones fluviatiles. Pour que tout cela se conserve jusqu’à nous, des conditions de fossilisation furent nécessaires : un enfouissement rapide des restes dans les couches sédimentaires pour les soustraire aux agents biologiques (comme des bactéries ou des éléments atmosphériques). Il fallut également que, sous l’action de transformation physico-chimique, la diagénèse se fasse.

Au tertiaire

C’est au début du Tertiaire (Paléogène inférieur -65 à 685 MA) qu’un immense golfe s’étend de l’Atlantique au Lauragais. C’est au fond de cette mer que vont s’accumuler des sédiments marins qui vont former les calcaires du Plantaurel.
Lorsque les plaques continentales Ibérique et Eurasienne vont entrer en collision, la chaîne pyrénéenne émerge, c’est le début de l’Eocène (55 à 36 MA).

A l’Oligocène et au Miocène

 De l’Oligocène jusqu’à la fin du Miocène (-36 à -7 MA) se sont des lacs et des marécages qui vont couvrir entièrement la région du sud de l’actuelle Espagne jusqu’au Massif Central. Ces lacs permettront l’accumulation sur plusieurs kilomètres d’épaisseur de dépôts d’argile et de calcaire.
Par différentes fouilles, il a été possible de mettre en avant les découvertes de Dinothertum et Rhinocéros datés du Burdigalien (-16 MA).

 L’élévation des Pyrénées, à la fin du Miocène (-6 MA) induit ainsi des reliefs parcourus de torrents. Ceux-ci vont déposer des galets fluviatiles : l’Arize commence à creuser la vallée à ce moment là.

 Avec le temps, un vaste réseau de galerie s’établit entre la grotte de Peyronnard et le tunnel de la grotte actuel. Les conduits des cavités supérieures de la grotte se sont creusés en régime noyé comme le montrent les chenaux présents sur la voute.

 L’Arize traverse souterrainement l’extrémité orientale d’un synclinal du chaînon des Petites Pyrénées et du Plantaurel. Dans le calcaire du Tertiaire inférieur, la rivière franchit le porche de 50 mètres de hauteur et de 48 mètres de large. Peut être que l’Arize s’écoulait tout d’abord seulement en surface à une altitude d’une centaine de mètre au dessus du cour actuel ; il y a eu un phénomène de dissolution du calcaire qui a créé un réseau souterrain de galerie.

 La rivière va, peu à peu, délaisser son trajet aérien entre les deux barres de calcaires, au profit des galeries souterraines. La plus importante de ces dernières est agrandie par l’érosion de la rivière, par des éboulements de la voûte et des parois ainsi que par d’autres phénomènes d’érosion (gélifraction et dissolution).
Ce phénomène se produit à la période du Quaternaire moyen récent (ante Würm), le tunnel commence à se creuser, et c’est à la fin du Riss, au Würm ancien, que le tunnel devient suffisamment vaste pour que l’Arize abandonne définitivement le col de Baudet.

 Il existe encore aujourd’hui au Mas d’Azil des circulations d’eau sous le lit actuel de l’Arize qui sont alimentées en partie par l’Arize et par des infiltrations issues du Massif de Plantaurel, en rive gauche des secteurs de Millorat, du bois de la Fagette et du Cap Del Pouech, et en rive droite par le col de Lessé.

Le paysage actuel

Pour ce qui est du paysage actuel, on peut observer :

 au sud les grès du Crétacés supérieur formant le substratum de la plaine de Maury et la cuvette du Mas d’Azil, due à l’érosion importante sur les roches tendres (marnes) ;

 traversées par la grotte et la cluse de Sabarat, les " Quères " de Brillaud et de Gabre sont armées par les calcaires paléocènes (début du Tertiaire) ;

 au nord de la cluse de Sabarat, les formations molassiques du bassin d’Aquitaine (oligo-miocène), sont représentées par des poudingues, des formations argilo-gréseuses tendres.

Cet article a été réalisé grâce à l’aimable participation de Jean Guy Astruc.