DÊVONIEN SUPÉRIEUR. ASIE, AFRIQUE, AMÉRIQUE

dans les Corbières, et aussi dans les Pyrénées, où on doit leur rapporter la partie des marbres bigarrés de Gampan qui contient des clyménies. Les mêmes circonstances se retrouvent aux Asturies et en Catalogne.

Dans les Alpes Garniques, le faciès calcaire et pélagique persiste comme il avait fait dans les étages précédents; des calcaires à clyménies y surmontent les calcaires à Rhynchonella cuboïdes. Mais la Bohême devait alors être émergée, ce qui s'accorde avec la rencontre de végétaux terrestres dans la partie supérieure du dévonien moyen de cette région.

Asie, Afrique, Amériqiie. — L^horizon des clyménies se retrouve en Perse, et le dévonien supérieur est connu en un point de THindou-Kouch, comme aussi dans les provinces chinoises du Yunnan et du Ghansi. De là, par Okhotsk, la mer passait en Sibérie, où le dévonien supérieur est signalé aux environs de Verkhoiansk. On en retrouve les traces en Australie.

En Afrique, le sommet du grès noir du Sahara appartient au dévonien supérieur. Les goniatites de ce niveau se recueillent aussi au Gourara.

En Amérique, où la mer avait reculé à Fouest des grands Lacs, les schistes bitumineux de Genesee contiennent des intercalations calcaires à Rhynchonella cuboïdes et Gephyroceras intumescens, tandis que l'assise schisteuse et gréseuse de Ghemung renferme, au milieu de couches marines, des intercalations de grès avec végétaux, reproduisant les formes du Gondroz. Le grès poreux pétrolifère de cette assise est par excellence Thorizon productif de Pennsylvanie, et sa base est un schiste avec restes nombreux de poissons ganoïdes.

Les grès rouges à fougères et à poissons de Gatskill, dans le bassin de PHudson, sont, comme ceux de Kiltorkan en Irlande, un sédiment continental ou littoral, par lequel s'opère la transition à l'époque carboniférienne. En revanche, dans le Canada occidental et central, la formation reste marine et montre des affinités avec la Russie boréale. Seulement un continent devait exister entre la Russie et les terres arctiques américaines ; car le grès de l'île des Ours contient la flore terrestre de Kiltorkan, et, sur la côte orientale du Groenland, par

178 SYSTÈME CARBONIFÉRIEN

73« 30' de latitude, une puissante série de grès rouges renferme les Holoptychius et Asierolepis de Vold red.

SYSTÈME CARBONIFÉRIEN lo ÉTAGE DINANTIEN

Données générales sur le système carboniférien. Conditions du régime marin. — On peut dire que la période carboniférienne est celle pendant laquelle les masses continentales actuelles ont nettement commencé à s'individualiser. En même temps, dans les mers, il s'est constitué pour la première fois, sur des étendues notables, des assises calcaires d'une grande régularité. Les foraminifères, qui d'ordinaire exigent pour leur développement des eaux tranquilles, figurent parmi les plus actifs Fig. 56. - Productua Cora, ouvriers de ces édifices calcaires, en association avec les échinodermes, les brachiopodes et les polypiers. De véritables craies à silex s'y montrent, aujourd'hui plus ou moins transformées en marbres, ainsi que des dolomies caverneuses.

^H^ Dans tout cet ensemble marin, la faune

^^m varie très peu de la base au sommet. Il n'y a

^8^ presque plus de trilobites, sinon les genres

F'ig.bi.—Fusuiina ^'^*^^(psi« et Griffithides . Parmi les brachio-

cy/indrïca (grossie), podes domine le genre Productus (fig. 56) et,

parmi les gastropodes, le genre Euomphalus.

Les céphalopodes, en dehors de quelques goniatites et ortho-

cères, sont peu nombreux. Au nombre des foraminifères

abondent les fasulines (fig. 57).

L'uniformité de la faune est d'ailleurs aussi grande dans l'espace que dans le temps. Du Nebraska et du Brésil à l'Oural

SYSTEME CARBONIFERIEN 179

et de là aux Indes néerlandaises, les mêmes typés se rencontrent, attestant la similitude des conditions physiques.

Conditions du régime continental. — En même temps et par un remarquable contraste, des flores nombreuses et variées se succèdent à la surface des continents. Ceux-ci ont définitivement pris leur assiette et, dans Thémisphère boréal, ils font si bien reculer les rivages maritimes qu'à la fin de la période, c'est à peine si quelques parties de ce qui forme aujourd'hui l'Europe et les États-Unis vont se trouver sous une mer ou plutôt sous des mers à peine dignes de ce nom par leur faible étendue.

Grâce à l'influence d'un climat tropical, alors commun au globe entier^ et d'une atmosphère humide, chargée d'acide carbonique, une végétation extraordinairement puissante se développe sur la terre ferme. Presque exclusivement composée de types d'apparence cryptogamique, sans rien qui rappelle •le jeu des saisons, cette végétation offre près du pôle arctique les mêmes formes que dans les latitudes tempérées et sous les tropiques. Les débris végétaux, très riches en principes gras, subissent, sous l'action des microorganismes, une transformation qui y fait dominer les matières ulmiques. Des pluies abondantes font ruisseler sur le sol des torrents d'eau, qui entraînent les débris des plantes avec ceux du terrain sous-ja-cent et vont stratifier le tout, dans de grands estuaires ou des lacs, en couches de conglomérats, de grès, de schistes argileux et de matières végétales décomposées. Ces dernières, désorniais soustraites au contact de l'air, se compriment et deviennent de la houille. Ainsi se trouvera emmagasinée, pour les besoins à venir de l'industrie humaine, une notable partie de l'énergie lumineuse et calorifique dépensée par le soleil durant cette époque unique en son genre.

Tandis que ce phénomène se reproduit à maintes reprises, la flore, au lieu de rester stationnaire comme la faune marine, subit d'incessantes transformations, au point de fournir, pour la distinction des étages et même des zones, des indications d'une grande netteté. Sans doute l'atmosphère change, à mesure qu elle se purifie par la perte d'une partie du carbone absorbé par les plantes et fixé dans les sédiments. Sans

SYSTEME GARBONIFEBIEN

doute aussi le relief et le climat se modifient, comme semble Tattesler la venue tardive des conifèreSy dont l'apparition indique un sol plus sec et plus accidenté.

Flore houillère. — Dépourvue de monocoiylédones (telles que les palmiers) ainsi que de dicotylédones angiospermes ou plantes à feuillage caduc, indices du jeu des saisons, la flore houillère abonde en végétaux d'apparence cryptogamique, avec une certaine proportion de cycadées et de conifères.

Fig. 58. — Lepidodendron elegans. Fig. 59. — Sigillana elegaru.

Mais les cryptogames de Tépoque houillère dépassaient singulièrement en grandeur leurs congénères actuels. C'étaient des lycopodiacées gigantesques, les Lepidodendron (fig. 58), et de grandes Sigillaria (fig. 59), formant des arbres de 30 à 40 mètres de hauteur, à feuillage maigre et piquant. C'étaient encore des fougères arborescentes {Psaronius) de 15 à 18 mètres, et des fougères herbacées, Sphenopteris (fig. 60), Pecopteris (fig. 61), etc. , dont les frondes n'avaient pas moins de 10 mètres ; enfin de grandes équisétacées, telles que Calamités.

Le caractère de cette végétation était la profusion plutôt que la richesse, la vigueur plutôt que la variété. Les fleurs vives et brillantes y faisaient défaut.

Ajoutons que la découverte récente des organes de fructification a permis de constater que la plupart des prétendues fougères carbonifériennes devaient être rattachées à la famille des gymnospermes, dans le voisinage des cycadées.

DIVISIONS DU CARBONIFl^RIISN

isi

Vertébrés et insectes carboniférieni. — Jusqu*& Tépoque houillère, les vertébrés n'étaient représentés que par des poissons. Avec le carboniférien apparaissent de nombreux amphi^ bits, auxquels la structure particulière de leurs dents a fait donner le nom de labyHntkodonies. Mais 11 n'y a pas encore de reptiles à respiration purement aérienne.

Les trouvailles faites à Commentry ont montré que les insectes abondaient au milieu des forêts houillères. Quelquesuns étaient de taille gigantesque, atteignant ^oixonfe-diac centimètres d'envergure. La plupart appartenaient à des familles dont les représentants actuels fréquentent les lieux humides,

^^wm

Fig. 60. — Sphenopteria obtnailoba. Fig. 61. — Pecopteris arborescens.

ce qui concorde bien avec le caractère surtout crypiogamique de la flore de l'époque»

Divisions du système oarboniférien. — Le premier effort des continents pour prendre leur assiette a'est traduit, en Europe, par la formation de sillons orientés d'une façon générale de l'ouest à Test, et dont le fond se tapissait de masses calcaires importantes, tandis que, sur les bords des massifs et des îlots émergés, se déposaient des conglomérats et des schistes. C'est l'époque dUiantienne.

La faune marine ne comprend encore, en fait d'ammonoïdés, que des goniatites, et il en sera ainsi, du reste, pendant tout le carboniférien.

A la fin du dinantien, les bras de mer où s'étaient déposés les calcaires se transforment en grands estuaires, où par

184 SYSTÈME CARBONIKéRIEN

En s'avançant vers le nord, c'est-à-dire vers Tancien con tineDt de schistes cristallins, on voit des sédiments arénacés s'introduire dans la série et, en Ecosse, c'est par un grès calcifèrey seulement moins rouge que Vold red^ que débute l'étage. Puis, après une assise où le mélange de calcaire et d'argile donne de la pierre à ciment, on voit apparaître des schistes avec couches de houille, auxquels appartiennent les plus riches gisements houillers de l'Ecosse. Ainsi, dans cette contrée, la formation du combustible minéral a eu lieu dès le dinantien. D'ailleurs elle s'est faite sur le bord de la mer, comme l'attestent plusieurs couches à Produûtus et à orthocères, qui alternent avec les veines de charbon*

De même, en Irlande, quand on va du nord aU sud, on voit le faciès du grès calcifère écossais faire place peu à peu à ded schistes à faune marine, puis au calcaire carbonifère typique.

Boulonnais, Belgique^ — Le calcaire carbonifère^ faisant manifestement suite à celui d'Angleterre, affleure dans le Boulonnais, sous la forme de calcaires marbres à Productusj de couleurs variées. Cet affleurement, très disloqué, est l'origine d'une traînée qui se poursuit souterrainement, en s'élargissant, sous les terrains plus récents des environs d'Arras et de Douai, pour reparaître à la surface en Belgique.

Là, le calcaire carbonifère acquiert une grande importance. On y peut distinguer, de bas en haut : 1° les schistes calcaires de Tournai; 2° le calcaire dit petit granUe des Ëcaussines, entièrement formé d'une accumulation de fragments cristallins d'encrines, et pouvant être latéralement remplacé, comme à Waulsort, par de véritables récifs de polypiers; 3° l'ensemble du marbre noir de Dinant et de la dolomie de Namur; celle-ci remarquable par les escarpements ruinif ormes,, à structure caverneuse, qu'elle dessine sur les flancs de la vallée de la Meuse; 4° le calcaire à Productus giganteus de Visé. Enfin il est des points où l'étage se termine par des bancs continus de phtanites.

Ainsi, pendant toute la durée du dinantien belge, les conditions ont été particulièrement favorables au travail des organismes constructeurs. Mais les vrais polypiers n'y ont joué qu'un rôle subordonné.

WSSTPHAUE, SAXE 185

Wesiphalie, Saxe, Silésie. •— La traînée dinantienne, un moment étranglée près d'Aix-la-Chapelle, passe sous le LijQbourg et de là en Westphalie, où elle s'épanouit de nouveau, mais en subissant une transformation latérale ; si bien que le calcaire est peu à peu remplacé par des schistes siliceux et aluni fères à posidonies. C'est le faciès du Culm qui se pro-

Pig. 62. — Esquisse de l'Europe à l'époque dînantîenne.

nonce, pour prendre tout son développement dans la Hesse et le Nassau, où les schistes à posidonies sont mélangés de grès à flore terrestre, mais laissent voir, vers la base, quelques lits noduleux à goniatites.

Le même mélange se produit en Saxe, où, par exception, le dinantien contient une houille exploitable (Ebersdorf, Hainichen). Enfin c'est en Silésie que le Culm est le plus puissant. Son épaisseur s'y compte par plusieurs milliers de mètres. Divers horizons marins, à goniatites et posidonies, s'intercalent dans les conglomérats et grès à végétaux. Puis,

186 SYSTEME CARBONIFERIEN

en Basse-Silésîe, on y voit apparaître des lits calcaires à Producta& giganieus, se développant de plus en plus du côté de Gracovie. Il s'agit donc bien d'un dépôt littoral, formé sur le bord méridional d'un bras de mer qui venait de la Westphalie.

Russie. — Bien que la communication de cette mer avec celle de la Russie ne soit pas connue, il est probable que les eaux européennes ont été en relation directe (fig. 62) avec la région du Donetz, où le dinantien, en concordance parfaite avec le dévonien, débute par des calcaires à Productus semireticulaius et Prodactus giganieus, pour finir par des grès et schistes, également marins, mais au milieu desquels apparaît une couche de houille. En allant vers le nord, on voit ce caractère s'accentuer dans le bassin de Moscou. Là, c'est l'assise à Productus giganteus qui renferme des couches de charbon, intercalées dans des grès à Lepidodendron, Enfin, dans l'Oural, les intercalations houillères sont à la base, surmontées par 1 500 mètres de calcaires fétides, à sileXj avec Productus giganteus. Tout cela démontre que la mer dinanlienne ne commençait à s'épanouir librement que dans Test de l'Europe.

Cotentiii, Vosges, Plateau Central. — Revenons maintenant à l'ouest. Nous y trouverons, dans le Cotentin comme auprès de Laval et à Châteaulin des vestiges de la pénétration de la mer dinantienne, sous forme de calcaires, soit à crinoïdes, soit à Productus, Mais cette mer devait être assez resserrée, et sur ses bords se formaient des sédiments grossiers, avec anthracite, contenant la flore du Gulm. De plus, l'activité éruptive s'y est traduite par des tufs porphyriques.

Des circonstances analogues se sont produites dans les Vosges. Là, contre le bord d'un îlot ancien, se sont accumulées les couches d'une grauwacke abondante en tufs de porphyrite, et qui a fourni près de Thann de très beaux restes de la flore du Culm, tandis que, tout près, d'autres couches à Productus attestent la présence de la mer.

Cette mer baignait au moins une partie du Morvan, du Roannais et du Forez, où quelques lentilles de calcaire marin sont subordonnées à une puissante assise de schistes quart-

TYPES DIVERS DU DINANTJEN i87

zeux et de grès avec anthracite (grès anthracifère)^ avec coulées de porphyre noir et tufs. Et comme cette traînée se prolonge jusque dans la Creuse, on peut penser qu'elle a été continue avec les gisements de la Basse-Loire. De la sorte, de la Bretagne aux Vosges, au lieu d'un bras de mer paisible, comme celui qui passait du pays de Galles à la Westphalie, il y aurait eu sédimentation littorale surtout détritique, et troublée par de nombreuses manifestations de l'activité interne.

Europe, méridionale. — Les Alpes suisses devaient être émergées lors du dinantien et formaient une terre de schistes cristallins, dont les cailloux se retrouveront dans les gisements du westphalien. En revanche, la mer baignait le revers méridional de la Montagne-Noire, mais en respectant sur les Corbières une île contre laquelle se déposaient des conglomérais et des grès à végétaux

Quant aux Pyrénées, le dinantien marin s'y retrouve tout le long de la chaîne, affectant parfois le faciès de griottes comme le dévonien supérieur. C'est aussi le cas dans les Asturies et la Catalogne. Plus au sud, dans la province de Huelva, ce sont les schistes à posidonies qui se sont appuyés contre la Meseta ibérique.

Les schistes à Prodactus gigantens se revoient dans les Alpes orientales et leur présence est soupçonnée en bordure du massif balkanique, dans l'intérieur duquel il y a des grès avec flore du Culm.

Asie, Afrique, Amérique. — De l'Oural, la mer dinantienne s'étendait sur la Sibérie occidentale et l'Altaï ; mais, plus à l'est, son rivage septentrional n'atteignait pas le 60° parallèle, et déjà commençait à se constituer, dans le nord de l'Asie, un noyau continental destiné à une longue stabilité. C'est ce que M. Suess a appelé le continent de VAngara.

En revanche, toute l'Asie centrale, le Tibet et la Chine étaient sous les eaux avec une partie de l'Australie. La mer asiatique se reliait, par l'Arménie et la Perse, avec celle de l'Europe, en déposant à Héraclée un calcaire à Productus giganteui, que surmonte la flore du Culm. Elle envoyait

188 SYSTÈME GARBONIFiRIEN

ensuite sur TAfrique un bras qui submergeait le Sahara septentrional et jetait jusqu'à Touat et à Igli, sur la frontière du Maroc, des fossiles de l'assise de Tournai.

A peu près exclusivement arénacé dans la région appalachienne (Pennsylvanie, Ohio, Michigan), le dinantien ou subcarbonifère est à Tétat calcaire dans la vallée du Mississippi. La faune est assez différente de celle d'Europe, et comprend, en particulier, un curieux bryozoaire en forme d'hélice, Archimedes. Mais les goniatites permettent Tassimilation de ce mississippien avec le dinantien d'Europe.

La formation, toujours avec prédominance de l'élément calcaire» se poursuit sur la région des Montagnes Rocheuses et la Californie. On la revoit encore dans l'Alaska et l'Amérique arctique jusqu'à la terre de Grinnell. Mais le Groenland devait être émergé ainsi que le Spitzberg, où apparaît un grès à végétaux du Culm. Il est remarquable d'y retrouver les mêmes espèces qu'en Europe^ sans que l'influence de la latitude s'y révèle en aucune manière, pas plus qu'elle ne se^ traduit sur les animaux marins du dinantien arctique.

SYSTÈME CARBONZFÉRIBN 2* ÊTAaS \rfiSTPHA£.IEN-XOSGOVX&K

Données générales sur l'étage. — En Europe, l'époque westphalienne a vu se produire le comblement progressif et enfin l'émersion des bras de mer où, lors du dinantien, les importantes assises du calcaire carbonifère s'étaient édifiées à la faveur d'eaux claires et tranquilles. Transformés en plis synclinaux, c'est-à-dire concaves, dont le fond s'abaissait à mesure que les bords se relevaient sous l'effort d'une poussée orogénique, ces bras de mer ont été comblés par les sédiments que leur apportaient les fleuves voisins, et auxquels se mêlaient les produits de décomposition d'une végétation exubérante, qui venait enfin de prendre son essor sur la terre ferme. Au début, la mer avait souvent accès dans les estuaires ou les lagunes, comme l'attestent plusieurs horizons de fos-

WKSTPHALIEN. ANGLETERRE 489

siles marins, alternant avec les couches de la première moitié du westphalien; mais dans la seconde moitié, ce sont des lits à mollusques saumâtres [Anthraeosia, Carbonicola), qui seuls apparaissent au milieu des sédiments encaissant la houille.

Au moment où s*achevait ce comblement, dont l'effet avait été d'accumuler en certains points jusqu'à 3 000 mètres de dépôts, Feffort orogénique réussissait à chasser définitivement la mer et à faire surgir, depuis la pointe de TArmorique jusqu'en Saxe, une ride ou plutôt une série de rides montagneuses, composant la chaîne armoricaine'varisque de M. Suess.

La flore westphalienne se distingue par Tabondance des sigillairesy associées aux Upidodendrées. Mais elle est surtout riche en fougères, SphenopteriSy Mariopteris, AUtkopieris et Nevropteris, On y peut reconnaître trois zones; dans celle du milieu, la plus riche, le gymnosperme Cordaites devient commun. La zone supérieure contient déjà quelques espèces stéphaniennes de Pecopieris et d'Annularia.

Pendant que, sur la terre ferme, les conditions physiques subissaient les changements accusés par cette succession de flores, le régime de la mer du moscovien ou étage à Spirifer mosquensis demeurait assez uniforme, favorisant Faccumulation des foraminifères du genre Fusulina, La considération des goniatites permet de distinguer une zone inférieure à Glyphioceras siriolatum et une seconde à Gastrioceras Listeri.

Angleterre. — En Angleterre, le changement du mode de sédimentation se traduit de suite par la superposition, au calcaire carbonifère, d'une assise de grès et de schistes, celle du millstone grit ou grès meulier. Il y avait alors une terre émergée, qui s'étendait de Touest à l'est, passant par les Malvern Hills. Des deux côtés de cette terre se sont déposés les sédiments du millstone grit; mais c'est sur le bord septentrional, dans la cbaîne*Pennine, que l'assise est le plus développée, atteignant 1 700 mètres de puissance. Quelques horizons de fossiles marins s'y rencontrent, ainsi que des plantes de la première zone westphalienne.

Au dépôt du grès a succédé celui du terrain houiller productif, dit coal measures, épais de 1500 à 3 600 mètres, et formé de grès, de schistes, d'argiles et de minerais de fer

190 SYSTÈME CARbONlFÉRIEN

{black bond), avec des veines de houille d'une épaisseur moyenne de m. 60. La puissance totale de la houille exploitable varie dans chaque bassin de 15 à 25 mètres.

Dans la partie inférieure (série du Gannister), il y a plusieurs intercalations de lits à fossiles marins, notamment goniatites. Dans l'assise moyenne, les espèces saumâtres {Anthracosia, etc.) apparaissent, pour dominer presque exclusivement dans les upper coal measures, où souvent les grès prennent une coloration rouge. Un annélide, Spirorbis carhonarius, est caractéristique de ce niveau.

Ainsi s'accuse le comblement progressif des synclinaux. D'ailleurs, ceux-ci gagnaient peu à peu sur la bande émergée, si bien que, dans le Shropshire, le Staffordshire méridional et le Leicestershire, on voit le terrain houiller déborder ses premières limites et reposer directement sur le cambrien ou le silurien, sans intercalation de calcaire carbonifère. Parfois on constate que le westphalien moyen avait subi un certain plissement avant le dépôt des upper measures qui, à Shrewsbury, en arrivent à s'appuyer sans intermédiaire sur le dévonien.

Bande franco-belge. — La bande westphalienne qui s'étend à travers le nord de la France et de la Belgique se distingue par le moindre développement des grès et la plus grande finesse de leur grain.

A la base est une assise de schistes noirs alunifères, dits ampélites de Chokier, avec Glyphioceras striolatum. Puis viennent des schistes argileux et des psammites d'un gris noirâtre avec alternatives de fossiles marins et de végétaux terrestres. Une petite couche d'arkose y peut représenter le faciès du mUlstone grit. L'ensemble a été distingué sous le nom de namurien.

Le terrain houiller productif, épais de 2 900 mètres à Mons, de 1400 ou 1500 mètres à Charlerai, peut offrir jusqu'à 40 mètres de charbon, en couches ne dépassant pas 1 m. 60. Gomme en Angleterre, les lits de mollusques fossiles, au nombre de plus de 40, accusent une diminution progressive dans la salure des eaux. Les goniatites disparaissent dès le milieu de l'étage, cédant la place, d'abord aux Carbonicola puis aux Naiadites,