AD

INTRODUCTION

L'élude de la composition de la croûte terrestre forme le Aperçu sur la but principal de la géologie. Cette science examine les géologie et son grandes masses minérales qui forment les parties constituantes de récorce de notre globe ; elle recherche les relations qui existent entre les roches ^ et les lois suivant lesquelles ces masses sont disposées.

Od reconnaît bientôt que ces roches n'ont pas été formées d'un seul jet, mais successivement, et même que le dépôt de certaines d'entre elles correspond à des laps de temps extrêmement considérables, qui ont précédé l'apparition de l'homme sur la terre , de sorte que chaque masse minérale constitue comme un monument qui sert à retracer, souvent avec de grandes probabilités et quelquefois avec certitude, les principales circonstances qui ont présidé à sa formation. Pour le géologue , l'écorce terrestre ressemble à un registre dans lequel se trouvent consignées les empreintes % de nombreux changements. C'est ainsi que du domaine descriptif, la géologie s'élève par induction à des considérations théoriques sur l'histoire des révolutions que la terre a du traverser avant d'arriver à son état actuel.

A l'aide de ces monuments qui, au lieu d'être dus au caprice , comme les monuments élevés par la main des hommes, sont le produit de lois immuables, la géologie, depuis qu'elle est entrée dans une voie positive , a déjà pu conquérir beaucoup de résultats importants.

* On Domme roches des masses minérales , de nature variée , situées au-dessous de la pellicule de terre végétale qui recouvre la plus grande portion des continents.

VI INTRODUCTION

bans cette élude létrospeclive, rhisioiie des nombreuses espèces d'animaux et de végétaux aujourd'hui éteintes ou fossiles occupe une place importante. C'est ainsi que les recherches géologiques se lient de près aux sciences naturelles, ainsi qu'aux sciences physiques.

Les applications de la géologie sont variées autant que multiples. Celle science fournit des données instructives pour . la recherche et la découverte des substances minérales utilisées, non-seulement dans la métallurgie, mais dans beaucoup d'autres industries , et dans les constructions. 11 faut, comprendre, parmi ces substances, .l'eau qui est renfermée dans l'intérieur du sol et s'en épanche sous forme de nombreuses sources ; la recherche rationnelle de celles-ci n'est en effet qu'une conséquence de l'étude du relief et de la structure du sol. Enfin la nature de la terre végétale ayant une grande connexité avec celle du sous*sol, la géologie peut fournir à ragriculteur des indications précieuses et lui faire reconnaître le gisement des amendements minéraux adaptés à ses besoins.

Roches. '^ ^^^ ^^^ roches , comme le calcaire ou chaux carbona-

tée , qui ne se composent que d'un seul minéral. D'autres roches soni formées par l'association constante de deux ou de trois minéraux ; tel est le granité qui est composé de feld- Si)ath , de mica et de quartz , et qui se retrouve avec cette constitution dans des lieux très-distants les uns des autres. Ces deux sortes de roches se distinguent par les dénominations de roches simples et de roches composées. De la siratifica- l^^ns un très-grand nombre de lieux, les roches se pré* lion et des roches sentent avec une disposition d'une régularité tout à feit frapstratifiées. pante; celles formentde grandes plaques à faces équidistantes,

posées successivement les unes sur les autres ; ces espèces de grands feuillets sont nommées couches (straia)\t Ces i*oches sont alors dites stratifiées y et leur disposition porte le nom de stratification. Les grandes carrières de Soultz-les- Bains, dans lesquelles on exploite depuis longtemps les pierres employées dans les constructions de Strasbourg, donnent une idée nette des terrains stratifiés ; on voit des couches de nature différente , dont l'épaisseur varie de quelques centimètres à plusieurs mètres, se prolonger dans

*Ëlie de Beauinoul, Leçotude géologie pratique^ t. I, p. 55

INTRODUCTION. VII

Uwie retendue des excavations, c'est-à-dire sur plus de dOO mètres de longueur.

Les roches stratifiées en général , et en particulier celles Les roches stra* des carrières de SouUz-les-Bains que nous venons de citer, ^iHées ontétôdéooBlîennent des galets , des masses de sable agglutiné , des posées dansreau. coquilles et d'autresdébrisd'animauxfossiles» pour la plupart aquatiques, ainsi que des restes de plantes. Cette réunion de matériaux de transport et de corps organisés montre avec évidence que les couches ont été formées sous l'eau ; la régularité avec laquelle elles se succèdent apprend qu'elles s'y sont successivement déposées par voie de sédiment.

Les couches forment certains groupes naturels qui se pour- Régularité avec suivent sur de grandes distances. Ainsi , des couches de laquelle certains même nature minéralogique, contenant les mêmes débris or- groupes <*« oouganiqueset se succédant dans le Ynéme ordre, se rencontrent ^^irouîent sur à des distances de quelques dizaines de myriamètres et bien de grandes dissouvent davantage. Les couches, liées ensemble par une tances, telle régularité de succession sur de grandes étendues, constituent ce que Ton appelle un terrain. On peut citer celles de grès de Soultz-les-Baîns, que l'on retrouve à Niederbronn, pois, sur l'autre versant des Vosges, en Lorraine et aussi dans le Wurtembeif , et qui appartiennent au terrain désigné sous le nom de trias : elles en forment V étage inférieur, désigné spécialement sous le nom d'étage de grès bigarré. D'après ce qui précède , on voit que l'expression de terrain implique une idée d'ensemble qui forme un certain groupe géologique , tandis que le nom de roches s'applique seulement à ta matière de chaque couche considérée isolément.

Le mot formation y en général, a une acception moins étendue que celui de terrain ; cependant on prend quelquefois ces deux mots l'un pour l'autre ; le mot étage est employé pour désigner les subdivisions des terrains.

Les terrains stratifiés portent aussi les noms de terrains de Terrains strati-

sédtment ou neptuniens, qui rappellent leur mode de forma- fiéssédimentaires lj0Q ou neptuniens.

La position d'une couche est importante à signaler dans Direction et inwie foule de cas ; cette position se définit par la direction et olinaison d'une par Vmdinaison. «touche.

La direction de la couche est celle d'une ligne horizontale menée dans le plan de la couche ; en d'autres termes , c'est * riniersection du plan de la couche avec un plan de niveau.

VIII INTRODUCTION

Pour défiair cette direction, on la rapporte aux points cardinaux. Si, par exemple, la direction est comprise entre le nord et Test, à 25^" du point nord, on dit qu'elle est N. 25'*. E

— S. IS^". 0. Si la ligne regardait le point de Thorizon placé à 45<^ par rapport au nord et à Test , on pourrait la définir par N. 45°. E — S. 45*. 0.; mais, dans ce cas, on abrège ordinairement en écrivant : N. E — S. 0. ; de même, une direction comprise entre le nord et le nord-est et à égale distance de ces points, s'écrit souvent par abréviation N. N. E

L'inclinaison est l'angle que fait la couche avec l'honzon ;

cette pente s'exprime ordinaii*emeni en degrés.

La direction est fournie rapidement à l'aide de la boussole à pendule qui fournit très-facilement aussi les inclinaisons.

Terrains massifs II existe des masses de roches souvent immense qui ne ou terrains non gQ^t pas disposées par couches et qui en outre ne contiennent sirati es. ^^^ ^^ débris d'éfres organisés fossiles. Ces roches ou ter-

rains, qui surgissent à travers les terrains stratifiés, sont composés de minéraux cristallins, principalement de silicates et de quartz. Tout parait prouver que ces roches ont été fondues et qu'elles se sont solidifiées par un refroidissement lent , pendant lequel les éléments chimiques, se groupant suivant leurs affinités réciproques , ont formé des cristaux disséminés en tous sens. Les terrains mcus»/« ou terrains non stratifiés dont il s'agit portent aussi le nom de roches éruptives.

Leur distinc- On distingue souvent les terrains massifs en terrains plution en terrains toniques et en terrains volcaniques. Ces derniers, bien que

plutoniquesetenf^^^^ antérieurement à la période actuelle, se lient de terrains volcani- , , , . , "^ , . ... ,

qiies. tres-pres aux produits que les éruptions actuelles des vol-

cans apportent à la surface du globe, tandis que les terrains plutoniqucs proprement dits en diffèrent par plusieurs caractères importants.

Relation des ter- • Les roches stratifiées , disposées par couches successives, rains stratifiés et c couvrent la plus grande partie de la surface du globe; les

sr*t^é^'°* "^° ^^^^^^ ^^^ «fyari/îéé'« , configurées comme des espèces de

c colonnes irrégulières, s'élèvent d'une profondeur incon- I nue, de l'intérieur du globe jusqu'à là surface, et com- « posent les sommets des plus hautes montagnes. La croûte « extérieure du globe est formée de la combinaison de ces

INTRODUCTION. IX

c deux, espèces de masses. C'est en quelque sorte un tmu •dont les premières représentent la chaîne et les secondes la t frome^.»

Il existe en outre dans beaucoup de lieux des dépôts superficiels de gravier » de sable et de limon , qui paraissent Terrains d'alluavoir été formés par les eaux courantes , à la manière des al- ^'^° ^" de U'ansla\ions que les Qeuves forment encore aujourd'hui, mais sur '^ ' une plus grande échelle ; ils diffèrent donc par leur origine des terrains de sédiment qui ont été déposés pour la plupart dans des masses d'eatf permanentes, des mers ou des lacs. Tels sont les dépôts de limon qui forment les collnies d'une partie de la plaine d'Alsace jusqu'aux portes de Strasbourg. Les dépôts dont il s'agit ont reçu le nom de terrains d'aUuvion ou de transport. Les terrains d'alluvion anciens ou modernes ne présentent qu'une stratification grossière ; ils sont rarement agglutinés par un ciment quelconqu e et sont en généi'al meubles.

Les deux principales classes de terrains qui ont été citées plus haut, les terrains stratifiés et les terrains non stratifiés, Roches méiarésultent en général de deux ordres de phénomènes indé- morphiques. pendants l'un de l'autre. Cependant il existe des terrains ambigus, à la fois stratifiés et cristallins, qui se lient en même temps aux dépôts les plus évidemment sédimentaires et aux niasses cristallines d'origine érnptive. Ce sont des roches qui paraissent avoir été primitivement formées dans l'eau , mais qui , par l'influence de la chaleur et d'agents chimiques, ont pris un état cristallin et ont même changé de composition ; de là le nom de roches métamorphiques; tels sont les schistes micacés des environsd'Andlau. Cette altération s'est produite dans tous les âges , mais particulièrement dans les terrains stratifiés les plus anciens , lorsque la couche de matières solides était encore très-mince. La position ordinaire de ces roches les a fait désigner sous le nom de roches primitives, et par suite les terrains qui les renferment ont été nommés Terrains primiprtmiiifs ou primordiaux. Depuis que l'on sait que des roches tifs ou terrains de cette catégorie ne se sont pas seulement produites dans les ^cristallisés. époques les plus reculées, on parait s'accorder à donner aux terrains qui en sont composés le nom de terrains cristalUsés.

* Ëlie de Beanmont , Leçons de géologie pratique, t. I, p. 59.

X INTRODUCTION

Phénomènes ac- ^s deux principales subdivisioûs des terrains» les ter^ toelsde deuxor-rains stratifiés et les terrains massife, correspondent aax. ^^^' - deux ordres de phénomènes qui modifient aujourd'hui la sur-

&ce du globe.

Résulutsdesac- L»os roches sont en général altérées à leur surface par lions snperfîciel- le contact de l'atmosphère dont Taciiou est à la fois méca- '^^* nique et chimique ; l'oxygène , l'acide carbonique de l'air» la

vapeur d'eau qui y est toujours mélangée , l'acide nitrique qui s'y développe et certains acides d'origine végétale concourent à décomposer les roehes. A cette influence chimique se joignent les variations d'humidité- et de température de l'air et l'action mécanique de la gelée dans nos climats. En résumé , les roches se désagrègent , et leurs débris» devenus incohérents , sont emportés par les eaux météoriques qui» de temps à autre , balaient la surface du sol. L'eau des ruisseaux» des rivières et des fleuves entraine » dans le mouvement dont elle est animée» des dépouilles enlevées à la croûte terrestre et les dépose sur des points où sa vitesse diminue; aussi est-elle un instrument continuel d'érosion sur certaines régions et de dépôt dans d'autres. Les atlerrisseroents sont particulièrement sensibles à l'embouchure des fleuves qui forment des deltas. Des érosions ont également lieu dans le bassin des mers » et , comme aucune particule n'est perdue dans le monde inorganique, ce qui est emporté sur un point va se déposer ailleurs. C'est ainsi que se forment sous nos yeux dans le sein de l'océan , ainsi que dans les lacs » des atterrissements formés de limon » de sable et de coquilles. Il se produit aussi en beaucoup de lieux de véritables dépôts chimiques dont les plus abondants consistent en carbonate de chaux et en peroxyde de fer. Les récifs madréporiques de la mer» les dépôts tourbeux» les accumulations d'infusoires» bien que se développant sous Finfluence de l'eau» sont dus à des actions plutôt physiologiques que mécaniques ou chimiques.

Résulutsdesac- H existe en outre dans l'intérieur du globe une cause d'actions volcaniques, livité qui se manifeste principalement à nous par des éruptions volcaniques et des tremblements de terre violents. De la bouche des volcans sortent des déjections gazeuses qui sont en général accompagnées de projections de matières pulvérulentes et de coulées de roches en fusion ou laves. A la suite des secousses qui agitent l'écorce terrestre» le relief

INTRODUCTION. XI

da sol est quelquefois modifié d'une manière durable , soit par l'apparition d*un dôme volcanique » tel que le Monte- Novo en Italie ou le Jorullo au Mexique , soit par un exhaussement ou un affaissement permanent , comme on en a des exemples dans les environs de Naples et sur une plus grande échelle au Chili.

L'écorce terrestre subit encore des mouvements d'élévation et d'abaissement d'une lenteur séculaire , tels que celui dont la Suède fournit un exemple , et qui , par la déformation qu'ils produisent, amènent un changement dans la ligne de démarcation des continents et des mers.

Les divers terrains sont quelquefois profondément coupés Ftillet. par des fractures à peu près verticales, auxquelles on donne \enomde failles. Les failles laissent peu d'intervalle entre les deux parois et se décèlent, surtout dans les terrains stratifiés, par le changement de niveau relatif ou rejet qu'elles ont Eût éprouver aux couches encaissantes. La chaîne des Vosges présente, à sa limite orientale, de beaux exemples de feilles;

Il y a des failles qui ont été remplies par l'arrivée de di- Filons méuUi verses substances émanant des profondeurs , et qui con- f^re»* tiennent en général des combinaisons métalliques , parmi lesquelles les sulfures simples et multiples sont les plus nombreux; c'est ce qu'on nomme filons métallifères. Les minéraux métalliques des filons sont associés à des matières pierreuses ou gangues qui consistent ordinairement en quartz, chaux carbonatée , baryte sulfatée ou spath fluor.

Les terrains stratifiés sont ordinairement à peu près hori- Discordances d« zontaux dans les pays de plaines ; mais souvent leurs couches stratification. sont très-inclinées , contournées et quelquefois même verticales; ce dernier cas est surtout fréquent dans les régions . de montagnes. Les couches que nous voyons aujourd'hui fortement inclinées doivent avoir été déposées dans des positions très-voisines de rhorizontalité ; leur inclinaison résulte d'une dislocation postérieure à leur dépôt.

• Une des circonstances les plus remarquables qui se préc sentent dans l'étude de la stratigraphie est la superposition < de deux systèmes de couches l'un sur l'autre en stratification « discordante. Ce phénomène , qui souvent frappe les yeux c les moins exercés, se manifeste le plus habituellement par c un défaut de parallélisme ou, au moins, de continuité entre

XII INTRODUCTION

c les plans de deux systèmes de couches en contact. C'est un c des plus féconds en conséquences que nous offre l'étendue € de l'écorce terrestre * . »

La discordance de stratification de deux terrains stratifiés qui sont superposés l'un à l'autre, montre en effet que, entre leur dépôt , il s'est opéré à la surface du globe des changements qui en ont notablement modifié le relief.

Systèmes de sou- La direction des couches n'est autre chose que celle de la lèyement. ligne de faîte produite par leur bombement, ou de la crête qui résulte de leur rupture. Cette direction, ainsi que celle des différentes chaînes de montagne, présente le plus grand intérêt. En effet , une même époque de soulèvement a généralement, ainsi que Ta découvert M. Élie de Beaumont, produit des chaînes de montagne et des lignes de dislocation parallèles sur une bande plus ou moins large du sphéroïde terrestre. L'ensemble des directions parallèles forme ce qu'on nomme un système de soulèvement. On désigne les différents systèmes, en empruntant les dénominations aux lieux où chacun d'eux se trouve particulièrement développé.

Divisions des La succession des espèces animales et végétales qui ont

lerrainsstratiûés. été enfouies dans les terrains, à mesure de leur formation,

éprouve, à la limite de certains groupes de couches , des changements fréquents et souvent très-tranchés ; ces changements importants de la nature des animaux serveftt , ainsi que les discordances de stratification , de base pour la démarcation des terrains.

Classification Certaines analogies ont fait depuis longtemps partager les

des terrains sira- terrains stratifiés dans les gi*oupes suivants : 1<» Terrains de

transition ou intermédiaires ; 2** terrains secondaires; 3^ terrains tertiaires ; 4<^ terrains d'alluvion.

Une étude approfondie de ces terrains y a déterminé des divisions plus nombreuses. Dans le tableau suivant, ou l'on a commencé par les plus modernes, on indique les soulèvements qui ont marqué la limite des différents groupes^.

^Ëlie de Beaumont, Leçons de géologie pratique ^ p. 58.

' Ce tableau est emprunté à VExplication de la carte géologique de France (t. 1 ^ p. 58); on y a seulement introduit pour les terrains de transition les modifications signalées par M. Ëlie de Beaumont, Bulletin de la Société géologique de France ^ 2® série, t. IV, p. 864.

INTRODUCTION

SODS-fiBOUPB OB8 FOKMATfOlfS.

NOMS DBS FOBMATIONS.

Les mammifôres lexistent déjà au

L'homme existe ( Terrains d'alluvion. Volcans modernes sar la surface du < ^^^^^^ ^^ brûlants. Les grands volcans des globe . . . . ) Andes ont été soulevés pendant cette pé-

' \^riode.

8T8TÈMB DB LA CHAINB PBIlfCIPALB DBg

ALPBs, direction B..16® n. — o. -16*. s.

Terrains tertiaires supérieurs (période!

pliocène). Terrains subapennins , sable des Landes, alluvions anciennes de TAuvergne , tuf à ossements de TAuvergne.

Les éruptions de trachyte et de basalte correspondent en grande partie à cette] Vépoque.

SYSTEMS DB8ALPB8 OGCIDBlfTALBS , dt-

rection w. 26o. b. -- s. 26o. o.

commencement de ^ Terrains tertiaires moyens (nériode ce ' groupe et de- 1 miocène). Faluns de la Touraine. Calcaire viennent très - a- < d'^u douce avec les meulières ; il contient bondants vers son)^^u<^oup de lignites dans le midi de la milieu . . . . f France et en Allemagne. Grès de Fontaine-j

Vbleau.

STSTtMB DBS IlBS DB CORSB BT DB SAR-

DAiGifB, direction if . — s.

Terrains tertiaires inférieurs (période miocène) • Marnes avec {[ypse , ossements de mammifères. — Calcaire grossier, pierre de taille de Paris. — Argile plastique , lignites du Soissonnais.

SYSTÈME DB LA CBAIBB DBS PTRÉNÉBS BtI

DB CBLLB DBS APBMniiis, direction