FORMATION DE LA HOUILLE

groupé au sein de l'eau, suivant leurs densités respectives, les matières entraînées par ruissellement. Cette préparation a été plus ou moins complète suivant la violence du régime des eaux et, de cette manière, tantôt les fines parcelles végétales sont restées intimement mélangées à Targile, donnant de simples schistes bitumineuXy tantôt la couche de débris végétaux partiellement décomposés, et bien séparés des matières terreuses, s'est régulièrement étalée avec une épaisseur uniforme, tantôt elle a formé, au milieu des sédiments vaseux, des amas inégaux, donnant naissance à des couches de houille en chapelet^ c'est-à-dire pourvues de renflements et d'étranglements. D'autres fois, un apport violent de matériaux en aura recouvert un autre, de formation plus tranquille, et, à partir d'un certain point, les deux couches végétales se montreront appliquées l'une sur l'autre et confondues, tandis qu'en deçà elles seront séparées par un intervalle stérile, comme si une couche unique s'était dédoublée.

De cette manière, au lieu d'exiger pour sa formation un grand nombre d'années (comme on l'admettait dans l'hypothèse d'une végétation décomposée sur place), chaque couche de houille aurait pu être le produit d'une seule inondation, capable de déposer, à côté, plusieurs mètres de graviers et de vases. La transformation des végétaux en houille se serait faite avant le flottage, sous l'influence des microorganismes. La houille avait donc acquis, avant l'enfouissement, sa composition définitive, et depuis lors elle n'aurait subi, d'une façon normale, d'autres changements qu'une forte compression, accompagnée de dessiccation. Ainsi les différences que présentent les houilles, tantôt bitumineuses, tantôt sèches, proviendraient pour la plupart de la nature et de l'état de décomposition des débris végétaux ayant formé chaque couche, et le grisou, dont elles sont très inégalement chargées, résulterait du départ incomplet des gaz produits par la macération.

Du reste, la preuve que la formation de la houille n'a pas exigé les longs siècles qu'on admettait autrefois, c'est que certains bassins du centre de la France renferment, dans

204 SYSTEME CARBONIFKRIEN

leurs conglomérats, des cailloux de houille bien définie. La minéralisation des couches de débris végétaux était donc pleinement accomplie, à la base du bassin, quand les sédiments de la partie supérieure se sont formés.

Conditions des bassins maritimes. — L'hypothèse de la formation de la houille par flottage, qui explique toutes les particularités des bassins lacustres, et notamment le passage progressif de certains conglomérats à des couches de houille réglées, paraît devoir être étendue aussi aux gisements de la grande bande septentrionale européenne. En effet, dans ces derniers, le caractère sédimentaire des dépôts est encore mieux accusé, et les éléments des lits de charbon de terre sont les mêmes, quoique à un état de division plus avancé. Mais ce fait, joint à l'absence des conglomérats et même des grès grossiers, prouve seulement que les eaux étaient animées d'une moindre vitesse, et que le dépôt se faisait à une plus grande distance du lieu d'origine des matériaux. Cela se comprend sans peine, puisqu'il s'agit, non plus de ruissellements passagers sur les bords d'un lac, mais de masses d'eau débouchant dans la mer et y stratifiant leurs alluvions comme dans le delta d'un grand fleuve. On conçoit que ces alluvions, plus ou moins étalées par les vagues, aient acquis à la fois moins d'épaisseur et plus d'étendue; que les coquilles marines y soient de temps en temps présentes ; que d'autres fois elles laissent la place à des mollusques d'eau saumâtre (Anthracosia, Anthracomya), analogues aux moules de rivière; enfin que jamais des fossiles terrestres ou d'eau douce ne soient associés aux couches de houille, ce qui n'aurait pas manqué de se produire, si la houille résultait de la transformation sur place d'une végétation tourbeuse. D'ailleurs, par le progrès naturel du delta dans une mer profonde, combiné avec un tassement graduel, les couches devaient finir par se superposer les unes aux autres en nombre considérable. Il n'est donc pas nécessaire, pour expliquer cette superposition, d'admettre une série indéfinie d'affaissements, hypothèse inconciliable, du reste, avec le fait dominant de la période houillère, qui est le gain progressif de la terre ferme sur la mer.

LE PHENOMENE HOUILLËtl â05

Ajoutons que si la plupart des couches de houille ont été formées par flottage, il n'est pes impossible que quelquesunes d'entre elles résultent de l'enfouissement d'une végétation de nature tropicale, établie à la surface des atterrissements d'un delta, pendant une émersion momentanée. Ainsi s'expliqueraient certains cas où Ton a cru reconnaître, avec certitude, la présence de racines en place dans les argiles servant immédiatement de base à la houille.

Idée générale du phénomène houiller. — Voici donc l'idée générale qu'il semble permis de se faire du phénomène houiller : sous l'influence d'une température chaude, d'une atmosphère humide et lourde, les continents fraîchement émergés étaient revêtus d'une végétation luxuriante, dont aucune intempérie ne venait jamais interrompre le développement. Le sol se garnissait, au fur et à mesure de la chute des branches et des tiges, d'une abondante couche de débris végétaux, les uns à peine altérés, d'autres presque totalement décomposés et laissant se dégager les principes gras et féculents dont ils étaient chargés. De temps à autre, des pluies violentes s'abattaient sur le sol, entraînant, soit à la mer, soit dans les dépressions lacustres, les arbres déracinés, les fougères arrachées, la couche de détritus ou de bouillie végétale qui en garnissait le pied et jusqu'au terrain lui-même. Une fois submergés, tous ces débris se séparaient par ordre de densités, les végétaux encore intacts se tenant toujours au sommet. Mais promptement enfouie sous un nouvel apport d'alluvions, la couche de détritus n'arrivait pas à la surface et achevait, à l'abri de l'air, sa transformation, consistant principalement dans sa dessiccation et l'acquisition d'une plus grande compacité. En même temps les végétaux non décomposés laissaient leur empreinte dans les alluvions argileuses qui venaient les recouvrir en les comprimant.

D'après cela, on comprend sans peine que les diverses couches de houille puissent être très inégalement riches en principes volatils et qu'il y ait des houilles maigres, très pauvres en produits bitumineux, et des houilles grasses qui en sont abondamment pourvues. Il suffit de se rappeler que les matières résineuses et grasses qu'on retire des feuilles don-

206 SYSTEME CARBONIFERIEN

nent, par la chaleur et la pression, un produit analogue au bitume. Dès lors il n'est pas indifférent qu'une couche de houille soit constituée d'écorces plutôt que de feuilles, ni que telle famille végétale ait pris plus de part que telle autre à la formation de l'amas, ni enfin que la couche de détritus ait subi, avant son entraînement, une décomposition plus ou moins complète. Ce que les mineurs appellent le fusain, ou charbon mat tachant les doigts, si fréquent dans beaucoup de houilles, représente des fragments à demi pourris de tiges ou de rameaux, qui étaient tombés au milieu des écorces et des feuilles non encore décomposées.

Il convient de dire aussi que certaines houilles ont subi, par suite de la chaleur développée dans les mouvements du sol, une distillation partielle, qui a pu les priver de leurs principes volatils et les transformeir en anthracite.

D'autres, très riches en matières volatiles, doivent leur composition spéciale à la part prépondérante que des algues d'eau douce, de la famille des fleurs deau, ont prise à leur formation. C'est par des débris d'algues de cette nature qu'est surtout constitué le bog-head ou charbon à gaz des schistes bitumineux de TAutunois, lequel d'ailleurs appartient au permien.

Minerais de fer du terrain houiller. — Le minerai de fer se montre très souvent subordonné à la houille. En Angleterre et en Ecosse, de nombreux lits de fer carbonate, dit black band, alternent avec les schistes houillers. En Amérique, ce sont souvent des feuilles de fougères qui occupent le centre de rognons carbonates, et tous les détails de la nervation y sont conservés avec une netteté merveilleuse. Le minerai exploité dans le bassin d'Alais, à Palmesalade, est aussi carbonate et subordonné à une assise de grès et de poudingues, séparant deux faisceaux houillers.

Le fer carbonate représente le premier état d'oxydation du fer. Il ne peut se produire que dans les milieux où dominent les influences réductrices, car la moindre oxydation le change en limonite ou peroxyde hydraté. La source des actions réductrices qui ont présidé à sa formation est d'ailleurs facile à reconnaître dans la masse de menus débris organiques con-

tenus au sein des schistes qui encaissent le carbonate. Par Faction de ces débris, suffisante pour absorber tout l'oxygène disponible, le fer de la houille est demeuré, tantôt à Tétat de carbonate de protoxyde, tantôt à l'état de pyrite ou bisulfure, dont les lamelles, d'un jaune de laiton, brillent si souvent sur le fond noir de la plupart des houilles.

SYSTÈME PERMIEN 1* ÉTAQE ARTINSKIEN-AUTUNIEN

Données générales sur la période permienne. — Les

temps primaires se terminent par une période plus courte et

aussi moins variée que les précédentes, mais où s'accomplissent deux faits paléontologiques de grande importance; le premier est l'apparition des reptiles terrestres, qui semble indiquer que les conditions atmosphériques nécessaires aux vertébrés à respiration aérienne étaient pour la première fois réalisées.

Les principaux reptiles permiens, les théromorphes, sont à la fois très primitifs et assez complexes, leur squelette offrant des caractères mixtes qui tendraient à les faire rapprocher, d'un côté des amphibies, de l'autre des mammifères.

Le second fait est la transfo mation que subissent les céphalopodes cloisonnés. Les cloisons des ammonoïdés perdent leur simplicité ; et ce changement ne se borne pas à compliquer par quelques dentelures les sutures anguleuses des goniatites, comme Popanoceras (tig. 66). Pour la première fois se montrent des ammonoïdés à goulot siphonal dirigé en avant et à cloisons tout à tait persillées, comme dans les vraies ammonites, ' par exemple Waagenoceras (fig. 67), Cyclolobus, Medlicottia. Pur

jUUWUVW-

Fig. 66. — Popanoceras Walcotti.

ïfW^

ce caractère, le système permien se relie à Tère secondaire ; mais les trilobites, qui s'y éteignent avec le genre PhillipsUiy le rattachent au groupe paléozoïque.

La llore permienne est, dans Thémisphère boréal, la continuation appauvrie de la flore carboniférienne, avec expansion des conifèTes WalchiayGinkgo, et de certaines fougères propres au système, des genres Callipteris, Tœniopteris. C'est à cette époque que s'accentue la difl'érence entre la flore boréale et celle des terres indo-africaines, Fig. 67. — Ligne de suturo ou plutôt de la grande terre qui vient ^« ^<^ff^noeeras CumminsL de s'individualiser sous les tropiques, depuis la longitude des Andes jusqu'à celle de l'Australie orientale. Là dominent les fougères Glossopteris et Gangamopteris. Mais les deux provinces offrent quelques points de contact.

Divisions du système permien. — Le systèine permien est souvent qualifié de pénéen (à cause de sa pauvreté en fossiles), on de dyas, parce qu'en Europe il se divise en deux groupes, l'un d'eau douce, l'autre marin ou saumâtre. En réalité le système comporte trois divisions : à la base, Vartinskien (du grès marin d'Artinsk) ayant pour équivalent occidental Vautunien (d'Autun), avec une flore très voisine de celle du stéphanien; au milieu le penjahien (du Penjab), correspondant au saxonien (grès rouge de la Saxe) ; enfin, au sommet, le thuringien, dont le terme caractéristique est le calcaire magnésien appelé zechstein en Thuringe.

Ces divisions sont justifiées par la considération des ammonoïdés. Ceux de l'étage inférieur, à Medlicottia Orbignyana, ont encore des affinités ouraliennes; dans l'étage moyen, à Medlicottia Marconi, apparaissent nettement les vraies ammonites; enfin l'étage supérieur, à Medlicottia primas, montre des types encore plus avancés, destinés à prévaloir dans le système suivant, tels que Xenodiscus et Sageceras.

La flore comporte aussi trois phases; celle d'Autun, celle du du grès rouge proprement dit et celle du zechstein,

Europe occidentale. — Au début du permien, presque*

ÉTAGE ARTINSKIEN. EUROPE

toute TEurope était émergée (fîg. 68); mais les synclinaux qui avaient abrité les dépôts stéphaniens subsistaient, et même * quelques-uns d'entre eux s'étaient agrandis.

La base du nouveau grès rouge en Angleterre, appartienl-elle à l'autunien? La question n'est pas résolue, faute de fossiles. En revanche, cet étage apparaît en Normandie, près de Liltry,

Fig. 68. — L^Europe au début du- permien.

et peut-être aussi aux environs d'Ancenis. Il est bien développé dans le bassin de la Sarre, où la série des dépôts avec couches de charbon s'est poursuivie sans aucune interruption et sans discordance depuis le westphalien supérieur. Les couches de Cusel^ avec la fougère caractéristique Callipteris con," ferla, inaugurent l'autunien de la Sarre, qui se termine par les couches de Lebach^ connues pour leurs poissons, Amblypterus, Palœoniscus et pour les squelettes d'amphibies (Archegosaurus) qu'on y trouve dans des rognons de fer carbonate, avec dcB débris de conifères {Walchia),

DE LAPPARENT. — ABRécé, 6« ÉDIT.

Très mélangé de porphyres, le grès rouge de TOdenwald

•prolonge le permien de la Sarre et sert de jalon pour relier

ce bassin, par les couches à Callq>teri8 eonferta du Hartz, avec

la région où se déposaient les schistes bitumineux de Weissig

en Saxe.

De petits bassins autuniens sont épars dans la chaîne des Vosges (Erlenbach, Trienbach). Des veines de charbon y accompagnent des conglomérats et des dolomies. Sur le revers français, la formation s'étage en nappes de grès et de conglomérats feldspathiques, de couleur violette, en association intime avec des épanchements porphyriques. Les tufs (argilolites) contiennent des troncs silicifiés de Psaronius et de Cordaiteâ, qu'on revoit à Ronchamp à la base du permien.

La sédimentation a été beaucoup plus paisible dans TAutunois, où Ton observe un beau développement de Tétage, logé dans un synclinal qui dépassait la Loire et TAllier. Les schistes bitummeux de la région, très puissants, établissent par leur flore un passage continu au stéphanien. Le charbon à gaz ou bog-head, qui occupe le sommet de cette série, puissante de près de 1 200 mètres, abonde en reste d'algues d'eau douce {Pila), analogues aiux fleurs dPeaa de nos étangs. Sa flore est riche en Callipteris et en Walchia,

Quelques calcaires magnésiens sont intercalés dans les schistes; mais ils ne contiennent que des fossiles d'eau douce.

Un autre bassin autunien est celui de Lodève, dont les schistes ardoisiers forment l'élément principal. La dépression où ils se sont déposés se prolongeait par TAveyron jusqu'à Brive, où les grès, rouges et gris, contiennent la flore usuelle de Tétage. Probablement cet ensemble de chenaux autuniens se versait au sud-est dans une mer méditerranéenne, dont un bras parait avoir atteint les Pyrénées, car à Saint-Girons, on a signalé des schistes contenant, avec le trilobite Phillipsia^ des ammonoïdés caractéristiques de l'artinskien.

Régions alpines. Rnsiie. — Cette mer respectait les Alpes suisses et italiennes. Le permien y a revêtu la forme de conglomérats, avec schistes rouges et verts, qualifiés de Verramno^ où les trois étages peuvent être représentés. En outre, dU est aujourd'hui disposé à admettre que, dans la Vanolse comme