IMPRIMERIE IMPÉRIALE

AVANT-PROPOS

L*étade géologique (Tane contrée, comme son étude géodési({ae, comprend deux parties distinctes.

Le premier travail est une sorte de triangulation ; le denxièiiie, un levé détaillé de tous les districts. Au premier appartiennent la coordination générale des terrains , la fixation de leur âge , la détermination des lignes de soulèvement; au second /rexamen approfondi de cha* cnne des formations , Tétude minutieuse de leurs limites respectives, Ténumération des ressources variées que peut offrir le sol. ^

MM. Dufrénoy et E. de Beaumont ont exécuté le réseau général; les études détaillées furent le partage des ingénieurs résidant sur les lieux mêmes ^ *

Sous la date du 3o août i835, une circulaire de M. Legrand, alors directeur général des ponts et chaussées et des mines, provoqua pour ces travaux la coopération

' D ne iandrait pas croire cependant (pie les ingénieon chargés des cartes dqMrtementales n'ont en qu'à fixer les limites de terrains. Lorsque f entrepris Tétude géologique du département de la Loire, M. Dufrénoy n* y avait poinl encore distingué les terrains de transition des terrains anciens. Ce qui m^oocupa le plus fut précisément Tétude des terrains paléoniques et porphyriques. A cet égard , tout était à faire; et on |Ait en dire presque autant des terrains tertiaires de notre département.

M. » iT. ;/.:;..' ,r •>;. :»'.-^î r>^^ .:..-;. \ft- £■•.> ♦^^ ri. iu\

ihftff\huuf'.T f'fiUn f.m^ i'X -'jns -e l'ronon'or >ur leur uiil^yf^tfliiftfji orj rorp-lrilion r^rlative.

Vfnditni troi^ an»», j^f m'occupai exclusivement du \nmfiiu UfmiWfT, A /n^f-^urfî que j'avançai dans ce travail, jiî vm II! r:;irlri; s'afjrandir devant moi, comme il arrive d'ordin»ire e/i pareille matière.

Pour rriieu* tw* n;ndre compte de la position respeclive deM divern Hy.Hlémes de couches, je fis dresser, pour le li»«»Miri enlifr, d<vM cartes à Técheile de i/5,ooo, sur

' AntuÊfi» ilnH ffniiPM , y Hvrip^ i. XIX , p. 53. Métnoire tur la nnture den htimitê lit* tnin9ihim tl tlrii porfthyven du département de la l/nvp.

AVANT-PROPOS. III

lesqaeBes je rapportai tous les p«its, fendues, failles» afileurenients^ etc., avec leurs cotes de niveau, rapportées à une même origine fixe ; ou plutôt , j'utilisai pour eda, en les complétant, les plans dressés dès 181 3 par H. Beauni^. J'y appliquai le système des courbes de niveau souterraines, tracées de dix en dix mètres sirf le mur des couches de houffle, système que M. Chatdns, le premier, je crois, avait adopté pour les plans généraux des mines de Rive-de-Gier.

Vers la même époque (18&1), j'entrepris, au laboraioae de l'école des mines de Saint-Etienne, une série Sertis sur les houilles du bassin de la Loire, essais Amtles premiers résultats ont paru en iS&s dans le tome I* de la A* série des Annales des minet, page 701, et qui, complétées plus tard, permirent de classer nos houilles (fonefeçon rationnelle, d'après les bases proposées antérieurement par M. Regnault pour les combustibles minéraux en général ^ En 1 8 & 7 , je publiai le résumé de mes études sur le bassin houiller, sous forme d'une carte ^ensemble à l'échelle de i/5o,ooo, accompagnée de quelques pages de texte ; et la même année , dans ¥An^ imMire départemental , un court exposé général de la constitution géologique du département.

Enfin, j'ajouterai que l'étude détaillée du bassin iMmiller bd Foccasion première d'un travail analogue mr le bassin anthraxifère dii Roannais et d'une étude ^iale sur les anciennes mines de plomb du Forez ^.

Ces travaux accessoires retardèrent forcément la

* Duc^^Konet ekutjfieaUon deê homlleê de la Loire : AntuUn dé» nmety S*iérie,t II, i859,p. 5is.

' àmde» de la, Société d'agriculture , d'kUtoire naturelle et de^ arte îUilea ^ hjfmk, 1 856 et 1867. Mémoire «m* le» filene du plateau central et lêê de phmh du Forez.

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\ji (»uljliV;ilion dînait 5e 'ompo-^'r d'jl»«:'r'l d'un seul volur/j** de texte, pourvu d un»* carte et de cou[>e> j^éolo-

L'importance du terrain houiller. au point de vue industriel, m'omena à moditler ce premier plan. La devriplion du ba-*in houiller. réduite à un simple chapitre, n'eût pas satL-fait les exploitants, tandis que, d'autre part, les nombreux détails que comporte ia matière d<*pa^saient le> bornes d'une monojjraphie départementale. W fallut se décider à scinder l'omTage, ou, du moins, à le diviî^r en deux volumes, que l'on pourra, h) l'on veut, se procurer séparément. •

l^e premier, consacré au département en jjénéral, rornpH'nd sa description phvsique et {;éologique; il n'fileruie, outre la carte et les coupes {géologiques pro-

AVANT-PROPOS. V

prement dites, une carte ârographi<{ue du Forez et des proTÎnces voisines, un tableau hydromëtrique de la Loire, et les plans détailles du bassin anthraxifère avec ses porpbyres.

Le second, exclusivement rës^vé au terrain houfller, est accompagné d'une vingtaine de planches, représentant les diverses parties du bassin par les plans cidessus mentionnés et par de nombreuses coupes nivelées avec soin.

Pour rendre ces deux volumes entièrement indépendants, j'aurais dA consacrer dans le premier au moins quelques pages au terrain bouiUer. 'Je ne Tai pas &it néanmoins, et voici mes motifs : d'abord, j'ai Tonfai éfiter un douUe emploi aux personnes qui voudrtmt se procurer les deux volumes; ensuite, le terrain bouiUer varie peu, d'une manière générale : il est coimm^es géologues, et, dans tous les cas, j'ai indiqué ses rapports de stratification , en décrivant les terrains snpérieurs et inférieurs. A ce point de vue, la lacune sera donc peu sentie. D'ailleurs , la composition spéciale da terrain bouiUer de la Loire est indiquée par la carte publiée en 1867. Cependant, pour les personnes qui ne posséderaient pas la notice imprimée jointe à la earte en question, je rappellerai en peu de mots, dans cet avant-prc^s même , les caractères les plus saillants de notre dépôt bouiller ^

Mais, auparavant, quelques mots encore sur la division et le contenu du premier volume et sur les plandbes qui l'accompagnent.

' Si fon objectait qae f aurais pu toot ansn bien placer cette note dans le corps même do volume, poor en former le chapitre V, je répondrais <|n'eile eût toujoars contrasté par son exiguïté avec Timportance accordée >» antres temilis.

sur la carie

et les planches

VI AVANT-PROPOS

nà^ïLrtc ^^ ^^^^ géologique est à l'échelle de 1/160,000.

C'est trop faible pour une carie départementale ; je suis

. •^^ , le premier à le déplorer. Le tracé des limites sur le

premier volume. i i

terrain avait été exécuté, comme je l'ai déjà dit, à l'aide de la carte de Cassini. La carte manuscrite que me fournit M. Godefin fut dressée à l'échelle de i/i 90,000, et cette échelle, déjà plus faible que celle de Cassini , aurait du moins dû être conservée. Malheureusement, par un malentendu et à mon insu, on la réduisit aux trois quarts à l'Imprimerie impériale. 11 en fut de même des coupes, dont les distances horizontales correspondent, dans l'original, à 1/1 90,000 et les distances verticales à i/3o,ooo.

J'ai tracé les limites aussi consciencieusement et avec autant d'exactitude qu'il m'a été possible. Mais il importe de signaler deux sources d'erreurs tenant à la nature même du travail. 0

Les cartes de Cassini, quoique assez exactes, ne permettent cependant jamais un tracé géologique tout à fait rigoureux. Beaucoup de hameaux et de maisons isolées ont changé de nom depuis le levé de ces cartes, et, sauf quelques grandes routes anciennes, les voies de communication n'y sont point indiquées. On ne peut, par suite, jamais s'orienter rigoureusement sur le terrain, et il est impossible de tracer bien exactement les points-limites observés. Aussi, de ce chef, il peut résulter quelques erreurs de 900 à 3oo mètres, quoique ces cas, je crois pouvoir l'affirmer, soient assez rares.

La seconde cause d'erreurs tient au report des limites. Celles-ci n'auraient pu être tracées directement sur la carte de M. Godefin, à moins de recommencer toutes les courses, ce que je n'ai pu faire d'une façon complète

AVANT-PROPOS. VU

qae pour la Msière da bassin houilkr. Celle-ci, par suite, est anssi exacte que piossible.

Quant aux autres limites, elles résultent du report de la carte de Cassini sur celle de M. Godefin; or, comme ces deux cartes ne s'accordent pas toujours , il en est résulté une nouveBe incertitude sur la véritable position de certains contoiirs. Ces erreurs ne sauraient pourtant être bien importantes; mais, pour avoir une carte tout à fait rigoureuse, il faudra reviser ces limites incertaines sur le terrain même, dès que Ton pourra se procurer pour le département de la Loire les belles caiies géodësiques du dépôt dé la guerre.

Dans Tarrondissement de Roanne , le tracé des limites a 6^ particulièrement laborieux. De nombreux fflons poipiyriqaes sillonnent le terrain de transition. Tai pu tracer rigoureusement tous ceux qui appartiennent aux concessions anthraxifères, parce que pour ces parties du département j'avais à ma disposition les plans du cadastre, réduits à Féchelle de 1/10,000. Ce sont ces mènes* plans, ramenés par la gravure à 1/1 5, 000, que j'ai joints s^a pirésent volume, autant pour montrer la conformation bizarre et variée des filons porpbyriques ([ne pour dévoiler Tallure générale des couches d'an-^ thraeite. Ailleurs, où j'étais réSuit à la carte de Cassini, f ai dû me borner à la position approximative des massifs porpbyriques les plus importants. Enfin, je dois faire (èserver encore que dans les chaînons de la Madeleine -et tfAmbieiie, et dans la partie nord-est du département, entre Regny, Saint-Victor et Belmont, les filons porpbyriques sont parfois assez difficiles à distinguer du grès anthraxifère , et que j'ai pu attribuer sur certains points aux masses porpbyriques ce qui appartient en réalité au terrain à anthradte.

Vill AVANT-PROPOS.

On remarquera que le relief a été supprimé sur la carte géologique, pour la rendre moins confuse. Mais j'ai indiqué par divers traits la direction réelle des chaînons et les accidents principaux de la surface du sol. En comparant d'ailleurs la carte géologique avec les coupes et la carte orograpliique , on aura une idée suffisamment nette de la conformation générale du département de la Loire.

DéuiU Le texte comprend deux parties ;

'"' Ha^nsh}*"* ' La constitution physique et la constitution {jéologique

prt'iiiior xolume. i i / . .

du département.

La plupart des ingénieurs qui ont publié des descriptions géologiques départementales les ont fait précéder d'une sorte de traité abrégé de géologie générale, destiné aux personnes peu versées en histoire naturelle. J*ai cru pouvoir m'en dispenser, et cela, d'une part, parce (jue les connaissances géologiques sont aujourd'hui assez répandues, et que les traités élémentaires de géologie sont à la portée de tous les lecteurs; puis, d'autre part surtout, parce que, à mon avis, ces résumés sont pourtant insuffisants pour donner une connaissance exacte de la constitution géologique de notre globe; ils font même souvent naître des idées fausses, ainsi que cela arrive dans toutes les sciences lorsqu'on les étudie d'une façon superficielle.

La première partie comprend la constitution physique du Forez et des contrées voisines. Il était nécessaire de dépasser les bornes étroites du département de la Loire , pour arriver aux limites naturelles des massifs montagneux et en saisir utilement les caractères distinclifs. La carte orographique, à l'échelle de i/5 00,000, correspond spécialement à cette première partie : elle fait connaître la direction des lignes de soulèvement, et, par

AVANT-PBOPOS. l\

k 'diversilé des teintes» on distingue du premier coup d'œfl les montagnes , ies plateaux et les plaines. En la comparant & la carte géologique, on peut immédiatement saisir les rapports qui lient la conlSguration du sol à sa constitution géologique»

La deuxième partie est consacrée à la description géologique proprement dite. Deux chapitres sont réservés à diaque terrain ou groupe de terrains.

Le premier est purement scientifique; le second , plutôt industriel Ce dernier signale les roches et minéraux atfles, et décrit les exploitations que ces substances ont provoquées.

La description géologique proprement dite de cha^ipne des fonnalions se divise elle-même en trois parties distinctes. Un premier paragraphe indique d'une manière générale les caractères minéralogiques et géologiques du terrain, ainsi que Tinfluence de la nature des roches sur Torographie , rhydrègraphie et la nature agricole du sol.

Vient ensuite la description spéciale des principaux districts où le terrain se rencontre. Cette partie, écrite eo vue des personnes qui habitent le département ou de celles qui désirent le connaître à fond, pourra être passée par tous ceux qui se contentent d'étudier les formations indépendamment de leur distribution <^^aiilée.

Enfin , le dernier paragraphe est destiné à fixer Tâge des terrains et celai des soulèvements qui les affectent.

Pour atteindre ce but , j'ai dû presque toujours pour* suivre les formations dans les contrées voisines , ce qui donne à cette troisième partie un intérêt plus général.

Le Tûlume se termine par une table raisonnée des matières. Les détails qu'elle renferme et les descriptions locales dont je viens de parler m'ont engagé à ne pas ajouter un tdiieau alphabétique des localités citées, ni

X AVANT-PROPOS

la statistique minéralogique résumée de toutes les communes, avec renvoi à la page.

J'ajouterai, enfin, qu'une collection de roches et de

fossiles, d'un millier de spécimens, recueillis dans mes

courses, a été déposée dans les vitrines de l'école des

mines de Saint-Etienne, pour y être conservée comme

pièces à l'appui.

Résultais géiu^ Bicu quc Ic travail dont j'ai été chargé ne soit qu'une

«|r|^«H*' monographie départementale, il renferme cependant

du Ui^parumeiit. plusicurs faits géologiqucs d'un intérêt assez général

pour que je croie devoir les signaler ici en peu de mots ,

• à cause du jour qu'ils peuvent être appelés à jeter sur

certaines questions encore obscures et controvereées de

géologie rationnelle.

1® Quant aux terrains anciens, il me paraît établi (p. iBg) que les granités éruptifs proprement dits du plateau central appartiennent tous à une période unique , d'une certaine durée , malgré certaines différences minéralogiques plus ou moins importantes;

Que tous ces granités constituent un ensemble de zones ou bandes parallèles, allongées du N. N. E. au S. S. 0., suivant le grand axe du plateau central (de Carcassonne à Semur);

Quejes éruptions granitiques du plateau central correspondent à l'origine de la période silurienne , c'est-àdire au système du Ijongmynd, et qu'il faut attribuer à la sortie du granité l'orientation normale du terrain de {jneiss et le métamorphisme si prononcé des roches schisteuses anciennes;

Que les pegmatites et les roches congénères (p. 189) sont postérieures aux granités proprement dits, mais antérieures à la période carbonifère , et qu'elles semblent dirigées, d'une manière générale, de l'est à l'ouest.

9* Quant aux terrains de transition , il paraît aajonrdliai constant :

Que les dépits paléozoîqnes du département de la Loire appartiennent en entier au système caibonifère, et se composent de haut en bas des formations soirantes (p. 639):

fmàmAtMttéUë pMode, [ 1* Terrain hoidller proprement dit : SSnS^l^îî^^â ^^n^P^ qMarUiftre oa jytlÂM dm Fam,

wn»aecMlës,iiih«olE.i5M N. l5* 0.;

« ff

\ a* Grès à anthracite ou nuUiUme-grit :

Porphyre gramfoîde ou êyêtème êk» ÈaiUnu,

3"* Grauwacke ou coicocrv Mr6ofij|9fv;

Que, postérieurement au terrain bouâler, il a para daas certaines parties du plaieaà central (la Creuse et le Ifervan, par exemple) un troisièBM porphyre, Veurke fmurU^ire, cpii court sensiblement dû sud au nord ;

Quo chacun de ces porphyres , comme aussi les granités et les pegmatites, ont provoqué la formation de filons qoartxeux spédvux; mais que les pkis importants d'entre ces filons, ceux qui renferment, «i outre, spé* cialement die la barytine et de. la galène , sont d'un ftge plus récent ; que leur direction habituelle est le N. 0.«Sv Ë. , qu'ils se rattachent intiikiement aux dépAts métallifères (ksaiioms linaiquies, et sont la conséquence du système, de soulèvement dit du Morvan ^ ;

3* Qoant aux terrains secondaires et tertiaires :

Que la lisière nord du plateau central a dû s'affaisser lentement, depuis l'origine de la période jurassique jusqa'à la fin <tu dépôt des argiles à jaspes;

^ Ce fojet a, du reale, été tndté d^uoe f)i(spn spéciale daof mon £ifai ^«w dast^aiùm deâ prmeipaux Jiloni du plateau central de la France (/fanoies de la Société d*agncuUw^ , d'htttoire nalwelle et des arts utile» de itfM, année 1 856).

\11 AVANT-PROPOS

Qu'à partir de ce moment le sous-sol ancien se souleva graduellement pendant tout le reste de la période secondaire ;

Qu'à dater de la période tertiaire, le plateau central s'abaissa de nouveau et jusqu'à la fin de l'époque miocène;

Que l'origine de l'époque pliocène a été marquée par un dernier relèvement général du centre de la France (p. 609);

Que le terrain tertiaire lacustre des bassins de la Loire et de l'Allier se compose de trois parties , dont l'altitude et l'extension horizontale s'accroissent de bas en haut, tandis que leur puissance varie en sens inverse ;

Enfin, que la base de ces dépôts, bornés aux bassins supérieurs de la Loire et de l'Allier, correspond probablement au terrain éocène; la partie moyenne, au miocène inférieur (le tongrien) et l'étage le plus élevé au miocène supérieur (le falunien) ;

4° Quant aux terrains de date plus récente :

Que les basaltes sont postérieurs à l'étage tertiaire le plus élevé, le falunien, du département de la Loire;

Que le terrain quaternaire de nos contrées ne saurait se distinguer des produits de l'époque actuelle;

Et que nulle part, d'ailleurs, on ne voit la moindre trace de moraines ni aucun des autres effets de la période glaciaire.

isaiure J'ajouterai maintenant quelques mots sur la compo-

eia>n.[.>Mtion ^j^j^^ spéciale du terraiu houiller de la Loire, afin de

w^sin^^.oui er çqqjJjIçj. jg lacuue ci-dessus mentionnée.

'"* '''"' Le calcaire carbonifère et le millstone-grit existent

dans l'arrondissement de Roanne, tandis que la véritable

formation houillère y manque ; cl , inversement , à Saint-

AVABIT^PROPOS. XIH

Édeime et à Bive-de-6ier, on a le terrain houilier proprement dit, sans les deux formations inférieures du système carbonifère.

Le terrain houiUer de la Loire s*est déposé au fond d*ooe vaste dépression du terrain ancien : au nord perce spécialement le gneiss , au sud le micaschiste , à Touest le granité type du Forez. Partout b superposition est discordante. Le bassin honiUer s*étend du S. 0. au N. E. depuis les bords de la Loire jusqu'au Rhône et au delà. D'abord fort étroit, à son extrême limite sud-ouest, et même bifurqué sur une certaine étendue, il se renfle bîentftt vers le nord , atteint sa plus grande largeur à Roche-la-Molière et à Saint-Etienne , se rétrécit de nouveau auprès de Saint- Chamond, et devient surtout fort peu lai^ en avad de Rive-de-6ier. A Tartaras, la baade houillère est réduite à 3oo mètres. Plus loin, eOe augmente et diminue tour è tour : ainsi, à 6ivors, elle atteint i,5oo mètres, et sur la rive gauche du Bhène, auprès de Communay, on observe la même largeur au point où elle se cache sous les sables tertiaires.

Le terrain houilier de la Loire se compose , comme tous les baftsins carbonifères du ^obe , d'une alternance variée de schistes , de grès et de poudingues , mais avec prédominance marquée de ces dernières roches, surtout dans les parties nord et ouest du bassin.

Le nombre total des couches de houille ayant plus de 1 mètre de puissance est de vingtrhuit à trente , et * Fépaisseur totale du charbon pur varie entre &5 à So mètres.

Ces couches sont inégalement réparties. Elles constituent quatre systèmes ou faisceaux, entre lesquels se irouvent de puissants massifs stériles, presque exclusive-

XIV AVANT-PROPOS

ment composés de {jrès et do poudingues plus ou moins grossiers.

De bas en haut, ce sont :

Le système ou groupe de Rive-de-Gier, comprenant quatre couches;

Le système inférieur de Saint-Etienne, renfermant sept couches;

Le système moyen de Saint-Etienne, avec neuf ou dix couches;

Le système supérieur de Saint-Etienne, formé de» huit couches.

Le premier, dit de Rive-de-Gier, occupe le bassin entier et embrasse, comme lui, 90,690 hectares. Il se subdivise en trois étages.

A la base est une véritable brèche , composée de fragments peu roulés de roches anciennes, alternant rà et là avec des parties plus fines, imparfaitement stratifiées. Elle a tous les caractères d'un amas de roches brisées, accumulées par éboulement, au sein d'une masse deau. On la rencontre spécialement le long de la lisière nord et ouest du terrain houiller.

Le deuxième étage comprend les couches de houille et se compose exclusivement, outre le charbon, de grès et de schistes.

Sa puissance varie de 80 à lao mètres. Parmi les quatre couches, la principale, dite Grande masse , a de 6 à 1 a mètres ; chacune des trois autres , 1 à 9 mètres. Jusqu'à ce jour elles sont exclusivement exploitées à Rive-de-Gier même ; mais leur prolongement vers Saint- Chamond et Saint-Etienne, sous les systèmes supérieurs, me paraît hors de doute.

Au toit de la couche la plus élevée vient le troisième étage. C'est un grossier poudingue stérile, dont la puis-