TERRAINS DE TRANSITION SUPERIEURS

(Syilème ctriwuîfôre et porphyres contemponiiis.)

Au ternins anciens (granité et gneiss) succèdent di- . lm . ittiemeiity^dans le Fores^ les roches de la période carboni- «t àéwi^^ fin. Les terrains de transition inférieurs, appelés systèmes "'^^^^ «km et iémmieHf semblent manquer complètement « ou ^^•«^'«ûwi. do moins on pourrait tout au plus considérer comme an-* t^neore A la période cariH>niAre la partie la plus basse de DOS terrains àd transition supérieurs, ce que f ai appdé groupe quartzo-scbisteuxdans la classification générale^.

Le système carbonifère se compose, da& le département ,^^^j,^ de h Loire , de trois terrains différents, a ni<^

Le plus âevé est le terrain houiller proprement dit, d« broi» tomn». dont les caractères sont, à tous égards, tellement particu- Temmbraîner Ken, qn'il ne peut être confondu avec aucun autre.

Vient ensuite le grès feldspathique anthraxifère. Ce ter- Grèt nia est compris entre la formation houillère proprement dite et ie edeaire carbonifère, et, comme tel, doit appap* taiir an millstone-grit ou terrain houiller inférieur. Mais, pour ne pas trancher par un nom une question qui sera peat-étre contestée, je préfère f appeler grès à onthraeitB ou V^ po^piyn^ du Roannais ; terme qui fait connaître sa penlion et son caractère le plus saillant, celui de renferloer de la houille anthraciteuse, et d'être composé d'élé^ loents porphyriques.

An gris à anthracite, si Ton descend Téchelie des (or- GnnwMk»' aslions, aueoède un terrain arénacé et argilo-schistenx, edcain ^taUe grauwaeke et grauwacke schisteuse , contenant du calcaire bitumineux, avec les fossiles caractéristiques du 'calcaire carbonifère.

' Toyei le tibierade la p. 80.

Ugnuwflcke Ce terrain se divise en deux groupes, l'un supérieur, •n deux groupes, principalement argilo-calcaire , l'autre inférieurf ^uartzoschisteux. Le premier contient les fossiles du calcaire carbonifère dont je viens de parler; le second est dépoumi de d($bris organiques et appartient peut-être à un terrain plus ancien, au système dévonien. Pourtant, ses rapports avec le groupe supérieur sont très-intimes, et, d'ailleurs, il ne forme dans le département de la Loire que quelques lambeaux d'une très-minime importance. Ainsr, au moins provisoirement, je crois devoir le considérer comme la partie inférieure du terrain carbonifère. Nous aurons à examiner plus tard les divers motifs que Ton peut faire valoir pour ou contre cette manière de voir^

* Dans le mémoire publié, en iSAi, sur les terrains de transition el les porphyres du département de la Loire*, j'avais distingué, indépendamment du terrain bcuillor proprement dit , trois étapes différents qiù correspondent aux frois divisions dont je viens de parl<»r, au raillstonegrit et aux deux coupes du calcaire carbonifère. D'après la détermination de quelques fossiles faite par M. Voltz , j'avais été amené à placer l'étage moyen dans le système silurien, et, avec quelques doutes, Tétage inférieur dans le système cflwZirt'wi. Les trois subdivisions ne siuiraient disprailre, car elles reposent sur des faits; mais il y a une différence plus tranchw entre l'étage supérieur et l'étage moyen qu'entre celui-ci et l'étage inférieur. Cela explique pourquoi j'ai choisi le terme de groupe* pour désigner les deux di\isions inférieures.

Un examen plus approfondi des fossilos a , d'ailleurs , montré que l'étage envisagé comme silurien appartenait réellement au calcaire carboniH-nî. On doit la solution de cett« question intéressante à M. Jourdan. Ce savant a montré que la plupart des fossiles du calcaire de Regny sont carbonifères, et M. de Verneuil est venu confirmer les vues du professeur de Lyon. M. de Verneuil avait même, dès i8/io, classé le calcaire de Regny dans le terrain carbonifère **.

Ainsi l'ét-age supérieur, que j'appelais terrain sibirien anlbraxifere, vient se placer entre le terrain bomller proprement dit et le calcaire carbonifère : c'est le millstone-gi'it; et les deux étagei» moyen et inférirur. précédemment considérés comme silurien et cambrien, correspondent aux deux groupes calcaréo-schisteux et quartzo-schisteux du calcaire carbonifère.

* Animiez dm nuiies. .T M-n.- . i. \I\.

UuUitiii de In »->c'icti' Q,'.>li,^ru^ue . i,S'i i , y.\~ \.

Deux roches ignées ont paru durant la période earboni* PwpiiTrM lire. La plus ancienne , le porphyre graniUnde^ a surgi •^*^y*'^* tpràs le dépAt du cakaire carbonifère, mais avant ou, ea "J^^^"^^^^*''^ partie, pendant la formation du grès à anthracite. La se** eonde, le porphyre qwxrtz^hre^ sépare le gris anthraxilEère da tenain houiller. Il perce le premier et supporte le se~ coud.

Ainsi, nous avons à étudier successivement les deux ^^^^pf^* (roapes du calcaire carbonilère, le porphyre granitoide, le ^» * p^ i anthracite et le porphyre quartsifère; ensuite, nous d» ^ «irions à nous occuper du terrain houiller proprement lUt» *^ui! ^S^^IT mais, à raison de son importance et de son isolement, up^^eaiiionous lui consacrerons un volume spécial. Les autres ter- °*^^^ rainsqne nous venons de nommer se font, au contraire, remarquer par des rapports tris-intimes, et se présentent comme des membres tris-^troitement liés d'un seid et même corps.

Ces terrains occupent presque toute la partie nord du Lin>t« Fores et du Beaujolais, et se prolongent au delà, sous les eviMiiiarit. ièft^ jurassiques et tertiaires du GharoUais. On les voit reparaître dans les départements voisins, sur les deux rives (le b Loire. Sur la rive gauche, le calcaire carbonifire se montre à Bert et à Vichy; sur la rive droite, on rencontre les schistes, gris et calcaires carbonifères, avec le gris à aathnicite et les deux porphyres, depuis les bords de la lAÎre, pris de Digoin et Bourbon-Lancy, jusque dans les montagnes du Morvan^. Enfin, ces mêmes terrains sont de oouvean relevés au jodp^dans la partie méridionale de la chaîne des Vosges^. Ain4Pla limite du système carbonifère dans la direction du nord est tout à (ait indéterminée, et ce temin pourrait fort bien serrir do base à une grande

* Mtecire mr ks iMwin» honiUen de SaAtte-et-Loire, par M. Manda, ^f^menr «a dief des mines, p. 90. Noies de M. D'Avoût sar les terrains «ietnuHBlâoDeilesporpliyresdu Morvan. Bu&tMi lis la «oeitfW giMogifu^, 9*série, t.n,p. 7&X et 750.

' Exfhfmtim de Is tmie géohgiqw de la Pramee^ t, P, p. 369, etc.

partie des formations secondaires du centre et du nord de la France. En effet, le même système reparait, près d'Angers , sur les bords de la Loire (bassin houiller de la basse Loire), dans la Mayenne (calcaire de Sablé) ^ et dans le Nord et en Belgique (calcaire de Visé et de Tournai)^.

Par contre , dans nos contrées , les terrains de transition

supérieurs sont assez bien limités à Fouest et au sud.

Les A l'ouest, ils reposent directement sur le granité de la

ftres chaîne centrale du Forez. Leur limite suit le pied de la

su/ir^rauiie chaîne, le long d'une ligne presque droite, allant de Mar-

chaîne du Forez. cHly au col dc Saint-Pricst-la-Prugue , col qui relie le Puy-

Montoncelle au massif de la Madelaine.

Au sud , le schiste carbonifère se prolonge sous les dépôts tertiaires de la plaine du Forez; mais, comme ce dernier bassin est complètement encaissé, à Test, à l'ouest et au sud, par le granité et le terrain de gneiss, on peut, avec assez dc précision , fixer dans ce sens sa limite extrême. Elle doit h peu près correspondre à une ligne plus ou moins arquée allant de Marcilly à Pouilly-lès-Feurs , et dont la convexité serait tournée au sud. A partir de Pouilly, la lisière du terrain carbonifère n'est plus cachée; on peut la suivre presque droite, de l'ouest à Test, jusqu'à Violay; au delà, elle traverse dans la même direction le département du Rhône, en passant entre Tarare et l'Arbresle.Le long de cette ligne, les schistes et grès carbonifères reposent le plus souvent sur les schistes supérieurs du terrain de gneiss , plus rarement sur le granité du Beaujolais. '

Les porphyres ne s'arrêtent ^as rigoureusement aax mêmes limites; cependant les filons porphyriques* sont relativement très-rares au sud de la ligne que je viens de tracer, et, par contre, fort abondants dans le nord du département.

* Bulletin de la sonétê fréolo^ique , 3* série , t. IV, p. 976, et L Vif , p. 77^.

* Explication de la carte géologique de la France, 1. 1", p. 78^ et 703. ■* Voyo2 la rartc. (PI. 1.)

A Tesly comme au nord, les temtias de tmisitioii se perdeot sons les terrains secondaires de la Yaiiée de la • SaAoe.Poartant, à paitîr de Belleville et de Beatgen repantt le granité , qui , de là , se poursuit au nord jusque dans le Honran, en isolant sur toute la ligne les terrains sédimexH tairesde la YaHée de laSaAnedeceux du basdin de la Loire.

Dans chacune des parties du territoire qui nous occupe, ]M*4imiionr OB rencontre simultanément les quatre terrains dont nous torraii» ToioDs de parler; néanmoins, chacun d'eux occupe plus '^^k^£|^^'" ^ialement un district déterminé, ou du moins y prédo;^ ié4«Mrt«iieiit Biifle aux dépens des trois autres. ^ w Loîw.

Ainsi» le grès à anthracite, le plus important par son . ^J^. âendue, couTre presque entièrement le plateau de Neulize oceape sor les deux rives de la Loire, et pénètre, de là, à l'est, de fi«uiiM. dans les montagnes du Beaujolais, et, à l'ouest, en lambeaux ëpars, au milieu du porphyre quartxiière du massif de la Madelaine.

Le calcaire carbonifère passe sous le grès à anthracite Le edctîM caret rentoure en forme de ceinture. An sud, il borde le pla- eendeemort leaa de Neulixe depuis les rives de la Loire jusqu'à Ta- i eAUmlte. rare, tandis que, au nord, il se relève en sens inverse «t ; canstitoff une autre bande presque symétrique, entre Ikntagay et Thixy.

Sur k rive gauche de la Loire, le terrain carbonifère se Bontie ie long de la vallée de TAix, depuis Saint-GernainJa^Yal jusqu'à Saint-Just-en-Chevalet, et, en lambeaax isolés, dans la vallée de Saint Thurin, entre Boên et Champoly. Une autre zone coupe transversalement le bassin anthnxifère, depuis Luré jusqu'à Gordelles, et semble ie lésaltrt d'un soulèvement postérieur, câ*, le long de sea hoids^ le t^rain supérieur porte les traces les plus évi-dèntis de fracture violente.

Le porphyre granitofde occupe un territoire assez nette- te- Bieirt limité, entre le Lîgnon et l'Aîx : un espace triangu- ^'^ uâde'**" lane très-monlueux, aux trois angles duquel sont situéis im^Sw Beén, Saint-6ermab-la-Val et Champoly. ^ "***

Position Enfin , le porphyre quartzilere constitue surtout les mon-

quirtîfftre" . tagnes de la Madelalne et la partie nord des chaînons du

Beaujolais, entre Thizy, Beaujeu, la Clayette et Charlieu.

De plus, il perce les trois terrains précédents, et même, en

divers points, le granité elle terrain de gneiss, sous forme

de dykes nombreux et puissants.

Etendue J'ai calculc, aussi approximativement que possible, la

quatre terrain» superficio dc chacun des terrains de transition dans Tinté-

" UfiVifère^'^ rieur de notre département; voici les chiffres :

dans

de*la Loire" ^^^^^ '^ anthracilo /i5,6oo hecl., soil les 0,096 du dép'.

Terrain carbonifère non couvert par le [jrès précédent. 1 C,qoo ' o,o3&

Porphyre qnartzifère ^0,960 0,086

Porphyre (jraniloïde 9,000 0,019

Terrains de transition supérieurs . 111 ,790 o,a34

Passons maintenant à Tétude spéciale de chacun de ces terrains.

Remarquons d'abord qu'ils forment, à quelques égards, un tout indivisible, et qu'il convient par ce motif, pour éviter les répétitions, de traiter au point de vue du groupe tout entier les diverses questions qui ont trait à la stratification , la direction et l'âge des formations , comme aussi tout ce qui concerne les filons métallifères et les roches subordonnées.

Ordre jKiopii' D'après cela, voici Tordre que nous allons suivre : nous îAuJ^df s 1er- étudierons successivement la nature des roches de chacun de irp"riode ^^^ tcrraius, leur importance relative, leur puissance absocarboniiere. \^q ^ j^j, rej^tcs orgauiqucs qui les caractérisent, enfin Tinfluence qu ils exercent sur la conformation et la nature du sol, sous le triple rapport orographique, hydrographique et agricole.

Ensuite, pour l'ensemble des quatre terrains, on fera connaître la stratification, la direction, la position relative

de chacun d*eiix; puis les roches subordonnées que f on y rencontre , sous forme d*amas, filons ou veines.

Après cela, nous parcourrons les diverses régions du département de Ja Loire où se rencontrent les terrains de transidon» oe ^i nous permettra de corroborer par des preuves les simples assertions de la description générale.

Nous rechercherons également comment se présentent les tenrains analogues dans les contrées voisines ; nous tâcherons de fixer leur véritable niveau géologique et Tâge des systèmes de soulèvement qui les ont affectés.

Enfin 9 nous terminerons par quelques considérations rar le mode de formation des roches de transition.