DIVISION GÉNÉRALE DE LA PÉRIODE CARBONIFÈRE

§ i. —On trouve des combustibles minéraux à tous les niveaux géologiques; cependant la période carbonifère proprement dite ne comprend en réalité que les systèmes pebmien, houiller et dévonien ; elle n'est même riche en houille que dans le deuxième de ces trois groupes, celui que Ton appelle, par ce motif, système houiller. Or, le système houiller est généralement divisé en deux terrains :

Le calcaire carbonifère à la base ; le terrain houiller proprement dit, au-dessus.

D'autre part, d'après les récents travaux de M. Grand* Eury, le terrain houiller se subdivise lui-même en deux terrains très distincts, dont chacun est pour le moins aussi important que le calcaire carbonifère ; en sorte que le système houiller se compose en réalité de trois dépôts, que l'on peut désigner, en allant du plus récent au plus ancien, par les noms de :

Terrain houiller supérieur,

Terrain houiller moyen,

Terrain houiller inférieur (comprenant à sa base le calcaire carbonifère.)

Le premier de ces terrains passe an postcarbonifère du système permien ; le dernier succède au précarbonifère du système dévonien, l'étage ursien de M. Heer, qui se rencontre surtout à l'Ile des Ours (Spitzberg).

Chacun des trois termes du système houiller se divise à son tour en plusieurs étages.

§2. — Le plus ancien, le terrain houiller inférieur, comprend de haut en bas :

La grauwacke moderne (des Allemands) ;

Le culm;

Le calcaire carbonifère proprement dit.

Cette dernière formation renferme, au reste, non seulement des bancs calcaires plus ou moins bitumineux, mais le plus souvent aussi des schistes argilo-charbonneux et des grès de nuance foncée, contenant çà et là des couches de houille.

Le culm est surtout une formation argilo-charbonneuse, parfois imprégnée de pyrite de fer, et alors exploitée par les fabricants de couperose et d'alun. Ailleurs il renferme de l'anthracite en couches irrégulières.

La grauwacke moderne comprend des grès quartzo-feldspathiques que l'on a parfois assimilés, en Allemagne, au millstone grit anglais. Il est possible, en effet, que sur quelques points, la grauwacke moderne passe réellement au millstone grit proprement dit, mais M. Grand* Eu ry a montré que le millstone grit anglais forme, par ses plantes fossiles comme par sa position stratigraphique, la base du terrain houiller moyen, tandis que la grauwacke moderne se rattache, ainsi que le culm 9 par ses empreintes, au calcaire carbonifère.

§ S. — Le terrain houiller MOYEN est formé d'un grès poudingue plus ou moins grossier à la base, d'une alternance de grès, de schistes et de couches de houille vers le haut.

Les Anglais appellent l'étage inférieur millstone grit (pierre meulière); le supérieur, coal-measures ; les Allemands, le premier, grès inférieur stérile ; le second, productive ko hlen- formation (formation contenant des couches de charbon) .

Cet étage moyen, beaucoup plus puissant que l'inférieur, se subdivise, selon les pays, en deux ou plusieurs zones ou faisceaux, renfermant chacune plusieurs couches de houille, et, entre ces zones, des massifs stériles plus ou moins puissants. On distingue ainsi, dans les divers bassins houillers, la zone ou le faisceau du mur, la zone ou le faisceau du toit; puis encore, le faisceaux intermédiaires etc.; ailleurs on désigne les faisceaux d'après la nature de la houille :

Faisceau des houilles à longue flamme (vers le haut) ;

Faisceau des houilles grasses (au centre);

Faisceau des houilles maigres (à la base).

§4. — Le terrain hodillbr SUPÉRIEUR se compose comme la partie productive du terrain moyen, de grès, de schistes et de couches de houille, et lui aussi se divise en zones, ou faisceaux, entre lesquels se sont déposés des massifs stériles, principalement formés de poudingues et de grès grossiers.

Les grès, et surtout les grès à gros grains, abondent d'ailleurs, en général, dans le terrain supérieur; tandis que les schistes et les grès schisteux fins caractérisent plutôt le terrain houiller moyen.

Constatons, enfin, que le terrain moyen renferme surtout des couches de houilles régulières peu puissantes^ mais nombreuses ; tandis que le terrain supérieur est caractérisé par des couches de houilles souvent très puissantes, mais aussi peu continues, peu régulières, et relativement peu nombreuses.

Ce sont même parfois des amas plutôt que de véritables couches.

§5. — Les trois terrains dont je viens de parler sont représentés en France.

Le calcaire carbonifère est connu dans le Nord, dans l'Ouest et dans le Centre de la France. Il se montre en particulier dans le nord du département de la Loire ; le calcaire proprement dit à Regny, Saint-Germainla- Val, Néronde, etc. 1 .

Le culm, avec ses couches anthraciteuses, à Amions et Bully, sur la rive gauche de la Loire; à Sain t-Symp ho rien, Lay, Combres, etc., sur la rive

4. Voir la Description géologique du département de la Loire, par L. Gruner. Paria, imprimerie impériale, 4857; p. 373 et suivantes.

k BASSIN HOUILLER DE LA LOIRE.

droite de la Loire 1 . Il existe aussi à Thann, dans les Vosges. Enfin, le grès supérieur couvre tout le plateau de Neulize, entre les plaines du Forez et de Roanne.

J'ajouterai seulement que, dans la description géologique que je viens de rappeler, j'ai rapproché le grès à anthracite du Roannais plutôt du millstone grit que du calcaire carbonifère. L'étude des plantes fossiles a montré que le grès du Roannais, comme la grauwacke supérieure des Allemands en Westphalie, fait plutôt partie du terrain carbonifère inférieur.

Cette grauwacke supérieure n'est du reste pas partout stérile, comme dans le Roannais. D'après M. Grand'Eury, les houilles maigres de la basse Loire, de la Mayenne et de la Sarthe appartiendraient à cet étage.

Le terrain HOuiLLER moyen constitue les bassins du Nord et du Pas-de- Calais ; il comprend d'ailleurs non seulement le prolongement de notre bassin du Nord, au travers de la Belgique jusqu'à Liège et au delà, mais encore la presque totalité des dépôts houillers allemands, anglais, américains, etc.

Dans le reste de la France, le terrain houiller moyen n'existe que dans la Vendée, à Vouvant.

Les nombreux petits dépôts houillers, qui sillonnent ou bordent le plateau central, appartiennent tous sans exception au terrain supérieur, qui repose presque partout directement sur les roches cristallines anciennes.

Cependant ce terrain supérieur n'est complètement développé qu'à Saint- Étienne. Partout ailleurs, dans les divers bassins du plateau central, on ne rencontre qu'un seul, ou un petit nombre, des étages du terrain supérieur et non le dépôt entier.

Quelques-uns de ces lambeaux se retrouvent aussi en Allemagne, en Angleterre et en Amérique ; mais partout très incomplets et en stratification discordante sur le terrain moyen.

On peut citer, d'après M. Grand'Eury, Ottweiler et Saint-Wendel, dans le bassin de Saarbrùck, Uefeld au Hartz ; Ilmenau en Saxe, etc.

\. Voir Description géologique, du môme auteur, p. 294.

§ 6. — J'ai montré, il y a longtemps 1 , que le terrain houillerde la Loire se divise en six faisceaux, dont deux stériles et quatre plus ou moins riches en houille. Ce sont, de bas en haut :

i° L'étage ou faisceau houiller de Rive-de-Gier.

2° L'étage stérile de Saint-Chamond entre le faisceau de Rive-de-Gier et ceux de Saint-Étienne.

3° L'étage houiller inférieur de Saint-Étienne.

4° L'étage houiller moyen de Saint-Etienne.

5° L'étage houiller supérieur de Saint-Étienne.

6° L'étage stérile servant de couronnement au terrain stéphanois.

M. Grand' Eu ry a constaté que chacun de ces six étages est caractérisé par une flore spéciale, qui se modifie graduellement par l'apparition de nouveaux types et l'extinction des anciens.

La flore du premier étage a encore des types communs avec le terrain houiller moyen, tandis que le sixième renferme déjà d'assez nombreuses plantes permiennes.

Ajoutons que les deux étages stériles du bassin de la Loire renferment

des empreintes qui ont permis d'étudier leur flore spéciale; et que ces

étages, stériles dans la Loire, sont houillers sur quelques autres points du

plateau central.

Ainsi le massif de grès et de poudingues qui sépare Rive-de-Gier de

Saint-Étienne correspond au faisceau exploité à Bessèges (Gard) ; de là le

nom d'étage des Cévennes que lui donne M. Grand' Eury; de même le sixième

étage, qui se compose à Saint-Étienne de poudingues et de grès stériles, plus

ou moins ferrugineux, correspond aux schistes bitumineux d'Autun et aux

schistes et houilles de Fréjus (Var).

M. Grand'Eury l'appelle étage permo-carbonifère , parce qu'il contient

déjà de nombreuses plantes permiennes, et marque le passage au terrain

permien proprement dit, qui est représenté, en France, par les houilles de

Bert (Allier).

4. Carte du bassin houiller de la Loire, avec texte explicatif, 4847.

% 7. — Nous Tenons de faire connaître les étages dont se compose le terrain houiller de la Loire *.

Indiquons maintenant sa disposition générale.

II repose directement sur les terrains cristallins primaires, le gneiss, le micaschiste et le granité, et cela sans trace de terrains paléozoïques entre deux ; aussi la superposition est-elle partout complètement discordante.

Le dépôt houiller de la Loire occupe une dépression à peu près triangulaire, limitée au Sud-Sud-Est par la chaîne du Pilât; au Nord-Nord-Ouest par la chaîne parallèle de Riverie ; à l'Ouest par les derniers contreforts de la chaîne du Forez.

Au pied du Pilât, le terrain primaire se compose surtout de micaschiste plus ou moins talqueux. La chaîne opposée est principalement formée de bancs de gneiss, et le bord Ouest à peu près exclusivement de granité éruptif à mica brun, qui contient toujours des fragments empâtés de gneiss et de micaschiste.

Le bassin houiller s'étend depuis le Rhône à Givors, jusqu'à la Loire au delà de Firminy. Il suit les deux vallées qui longent le pied de la chaîne du Pilât : d'une part, celle de Janon et du Gier, allant de Terrenoire (ligne de faite entre les deux mers) au Rhône; de l'autre, la vallée de FOndène qui va de la Croix de l'Orme à la Loire. La correspondance entre

4. Je oe parle ici que d'un seul bassin houiller. En réalité, on en connaît deux dans le département de la Loire : celui de Saint-Étienne et Rive-de-Gier, et celui de Sainte-Foy-l'Argentière, situé plus au nord, dans la vallée parallèle de la Brevenne; si je ne m'occupe pas de ce dernier c'est qu'il appartient réellement au département du Rhône et ne pénètre dans celui de la Loire que par sa pointe occidentale tout à fait stérile. (Voyez la Carte géologique du département de la Loire*)

les deux vallées et le bord du bassin houiller n'est pourtant pas complète. Depuis Givors jusqu'à Rive-de-Gier, le dépôt houiller occupe le flanc gauche de la vallée et mêine plutôt le plateau que le thalweg proprement dit. A partir de Rive-de-Gier, par contre, le bassin houiller coïncide bien avec la vallée actuelle, si ce n'est qu'au Sud, il s'arrête au pied même de la chaîne du Pilât, tandis qu'au Nord il monte assez haut contre le flatic de la chaîne de Riverie. A Saint-Chamond il atteint même le sommet du premier chaînon, le mont Crépon (821 mètres).

Au delà de Saint-Chamond, le bassin houiller s'élargit notablement; il se partage entre deux vallées parallèles, celle du Janon, prolongement direct de celle du Gier, au pied du Pilât, et celle du Langonan, qui monte, le long de la chaîne de Riverie, depuis Saint-Chamond vers Sorbiers. Entre les deux vallées s'élève d'ailleurs une assez haute crête houillère (671 mètres) ♦ le Crét du Ronzy ou de Saint- Jean de Bonne fond.

A la naissance de ces deux vallées on arrive aux cols de Terrënoire (537 mètres) et de Sorbiers (502 mètres), qui tous deux appartiennent à la ligne de partage des eaux de l'Océan et de la Méditerranée. Au delà vient le plateau de Saint-Étienne, le centre même du dépôt houiller. Jusque-là, les deux vallées houillères du Janon et du Langonan, avec le crét du Ronzy. situé entre deux, sont rigoureusement alignées comme les massifs anciens du Pilât et de Riverie, entre lesquels le dépôt houiller se trouve emprisonné. Au delà, on constate encore l'influence prédominante de la chaîne du Pilât, dans la vallée de l'Ondène, allant de la Croix de l'Orme à Firminy ; mais au Nord, où le bassin s'élargit, règne la direction NNO-SSE, sensiblement normale à la précédente. Bile se manifeste surtout par quatre vallées parallèles, qui correspondent, comme nous le verrons, aux plus importantes failles transversales du bassin houiller. Ce sont, en allant de l'Est à l'Ouest : la partie inférieure de la vallée de l'Izérable, le long du pied oriental du coteau de Montheil ; celle de Furèns, passant à Saint-Etienne, la plus large des quatre vallées ; ensuite celle qui descend du Cluzel à Villards, et, enfin, la vallée de Roche-la-Molière, près de la lisière ouest du bassin.

La longueur du bassin est de 46 kilomètres, ou même de 50, si l'on y ajoute le lambeau de Ternay et Communay, sur la rive gauche du Rhône, qui semble bien être le prolongement oriental du bassin de la Loire. Il se pourrait même, comme nous le verrons, qu'il allât rejoindre, sous les dé* pots secondaires et tertiaires du Dauphiné, le terrain anthracifère des Alpes.

La largeur du dépôt houiller est des plus variables : à Givors, où il surgit brusquement de dessous les alluvions du Rhône, elle est de 1.000 à 1,500 mètres. Plus haut, en avançant vers Tartaras et Rive-de-Gier, à Saint- Romain, par exemple, la zone houillère s'amincit parfois à moins de 100 mètres, ou se trouve même complètement coupée en deux par les protubérances du terrain ancien (voyez la carte d'ensemble), comme aux Perraux et à la Madeleine. A Tartaras, où la largeur est maximum entre Givors et Rive-de-Gier, elle atteint à peine 250 à 300 mètres.

A partir de Besançon le dépôt se renfle assez brusquement et conserve ensuite une largeur de 2,000 à 2,500 mètres sur une longueur de 6 kilomètres, c'est-à-dire jusqu'à la grande faille transversale du Dorlay, près de la Grand'Croix. Cette étendue de 6 kilomètres, sur 2,000 à 2,500 mètres de largeur, forme ce que l'on peut appeler le district ou territoire de Rive-de-Gier.

A partir de la vallée du Dorlay, nouveau renflement qui se poursuit jusqu'auprès de Saint-Chamond ; c'est le district de la Grand'Croix et du Plat de Gier.

Auprès de Saint-Chamond, la largeur atteint 6,000 mètres. Au delà, où la vallée se divise en deux, comme nous venons de le dire, les deux lisières Nord et Sud divergent plus encore. Enfin à Saint-Étienne la largeur atteint 8,000 mètres. Au delà, à la Fouillouse, on arrive au maximum de 12,000 mètres, mesurés entre le sommet et la base du bassin triangulaire, au pied du Pilât.

Depuis ce point, la largeur décroît rapidement. Au Chambon et à Firminy elle se trouve déjà réduite à 5,000 mètres; et entre Fraisse et Cornillon le dépôt se termine en pointe vers les bords de la Loire, ou plutôt, le dépôt s'y divise en deux branches parallèles, séparées l'une de l'autre par un promontoire du terrain ancien.

La carte d'ensemble du bassin montre que la forme triangulaire, dont nous venons de parler, n'est régulière que le long de sa base; les deux autres côtés sont plus ou moins dentelés, ou plutôt formés d'une série de lignes brisées. La différence entre les deux lisières provient surtout des failles du terrain houiller.

Au pied du Pilât les assises houillères viennent buter contre une énorme faille de direction, qui a redressé les couches et souvent limité les failles transversales*

Au Nord et à l'Ouest, où les bancs du terrain houiller reposent en pente faible sur les strates verticales, ou renversées, du gneiss, le relief, dû aux grandes failles transversales, s'est plus ou moins conservé malgré les dénudations postérieures dont on constate partout les traces évidentes»

Le triangle de A 6 kilomètres de longueur sur 12 kilomètres de hauteur embrasse 27,600 hectares ; mais, grâce aux dentelures de la lisière Nord, la véritable superficie du dépôt houiller entre la Loire et le Rhône n'est que de 20,690 hectares 1 .

Le terrain de la Loire, dont nous venons de faire connaître la forme et l'étendue, constitue en réalité un bassin unique* malgré les locutions encore employées, de bassin de Rive-de-Gier, bassin de Saint-Étienne, bassin de Firminy, etc. \

Il n'y a bien réellement qu'un seul bassin, comme je l'ai prouvé dès 1847. Mais ce bassin unique comprend six étages, déjà mentionnés dans le paragraphe précédent* D'autre part, comme plusieurs parties du bassin ne renferment qu'un certain nombre de ces étages, parfois un ou deux seulement, les environs de Rive-de-Gier par exemple, il convient de distinguer ces différentes parties du dépôt. Je les désignerai, à l'avenir, par

I . MM. Dufrénoy et Êlie de Beaumont indiquent à tort 17,355 hectares. Beaunier estimait la superficie à 82,443 hectares; mais alors on ne connaissait encore qu'imparfaitement les limites réelles du bassin. Enfin, la surface concédée, abstraction faite de la partie située à Test de Tartaras, est de 22,432 hectares; chiffre plus élevé que l'étendue réelle du bassin, parce que, en plusieurs points, les concessions •empiètent sur le terrain inférieur.

2. On yerra cependant que le dépôt houiller ne s'est pas formé partout dans les mêmes conditions.

le» termes de territoires, ou de districts ; ainsi on distinguera les districts de Tartaras, de Rive-de-Gier, de la Grand* Croix, deSaint-Chanumd,de Sorbiers, de Terrehoire, etc. Quelques-uns de ces districts correspondent à une concession unique, la plupart en comprennent deux ou un plus grand nombre. Pour éviter les redites, je me bornerai, dans la description détaillée du baiwln, à étudier les districts, et ne citerai qu'accessoirement les concessions dont se compose chaque territoire.

L'unité du bassin ressort de toutes les études de détail auxquelles je mo suis livré. On trouve partout les mêmes roches, les mêmes variétés de houille, les mêmes accidents, les mêmes directions, etc. Par ce motif, il convient do commencer l'étude du bassin par celle de ses éléments communs et de 80* caractères généraux.

Nous forons donc connaître successivement, dans une première partlo s

I' Lea roehes du terrain honlller.

2° L'allure générale de» aaalaea du bassin.

3° Le» accidents qui troublent la régularité du dépàt.

&' Les substances utiles du terrain houlller, c'est-à-dire, les houilks % les minerais de fer, les pierres de construction, etc.

5* Les restes organiques du terrain houiller supérieur, et quelques détails sur le mode de formation de ce terrain.

G* Les produits des éruptions volcaniques et hydrothermales de la période houillère.

7* L'Influence des roches houillères sur l'hydrologie et la nature agricole de la contrée.

Ensuite* je montrerai comment je suis arrivé à diviser, dès 1847, le basait de la Loire * en six étages, dont quatre houillers et deux stériles; puis

I, J* ti*iu h ju*tifi*r le tenue de taam dont je persiste à ne servir, pour désigner les divers dep<ta hmùUtttt* uialgrt la dofoveur que Fouraet t cherché à jeter sur ee terme dans 9on travail V*r<t'*«4V« «tu *rrr**M AomM<t\

Ot $*v*nt pb>k>$u<\ ca a&mmUot le terrain houiller aux autres dépôts sédimeniaires, est arri ?*tt* CvMk1u$km» que v» terrain* pas plu* que tes autres terrains* n'était limité, an moment de sa tK>»H « un taKin ttrv\Hfcttrtl» uwt> devait s'étendre au knn sous ta pleine mer. U y a là une double

je passerai, dans une deuxième partie, successivement en revue les divers districts dont se compose le bassin, et ferai connaître les étages et couches que Ton trouve dans chacun d'eux.

erreur. D'abord, il est beaucoup de terrains, sans parler des dépôts lacustres, qui sont bornés dans leur étendue ou changent de nature s'ils s'étendent au loin. On peut citer les dépôts salifères qui n'ont pu se former que dans des lagunes séparées de la pleine mer par des cordons littoraux; on peut mentionner aussi la plupart des formations arénacées grossières qui portent le cachet de dépôts remaniés par les vagues. Enfin, d'après les données aujourd'hui bien élucidées sur le mode de formation de la houille, il est évident que les couches de houille n'ont pu se déposer dans une mer agitée par les marées, ni sous une grande profondeur d'eau. Il résulte de là que si certains dépôts houillers marins se prolongent au loin sous d'autres formations, on ne peut s'attendreà y trouver des couches de combustible. Celles-ci n'ont pu se former que dans des lagunes closes, ou au milieu de véritables marécages; c'est-à-dire, au sein de bassins plus ou moins restreints.