DIRECTION ET PLONGEMENT DES ^OUCHES
représenté dans la figure 86 remplissait parfaitement cet objet et était d’une très-grande utilité dans la pratique. Il consiste en un quart de cercle gradué a b, de platine, d’argent ou de cuivre, fixé à sa partie supérieure à une plaque rectangulaire métallique cd , polie à sa surface supérieure et dont la longueur est à la largeur comme cd est à ef. Le quart de cercle tient en b à uq montant de métal perpendiculaire à la plaque cd , à la surface inférieure de laquelle il est fixé ; à ce montant est adapté une petite poignée d'ivoire ou d’ébcnc i. On comprend que si l’on suspend au point p, qui est le centre du quart de cercle, un poids métallique w par un cheveu , ou un fil de soie , et qu’on tienne à la main la poignée i, de manière à ce que le fil effleure exactement l'instrument en coupant le point 0 du quart de cercle, le plan cd sera parallèle à rtyorizon ; par conséquent , si l’on trouve que ce plan coïncide avec celui de la couche que l’on veut examiner, cette couche sera horizontale : cette détermination du moins sera suffisamment exacte pour le but qu’on se propose en général dans les observations géolo- ' giques. 1
Que si l’observateur a devant lui une série de couches qui ne sont ni horizontales ni verticales, et dont il désire connaître le plongemcnt, il inclinera la plaque cd de manière que le plan de sa surface coïncide avec le plan général des couches , et que le fil à plomb effleure le qjiart de cercle. La différence des degrés entre le 0 et le point auquel le fil coupera le quart de cercle , lui donnera le plongemcnt des couches on l’angle que ces couches font avec l’horizon. Si, pour concorder avec le plan de la surface
' a', b', w', figurent le quart de cercle a b et le poids w, vus par derrière, • la poignée de l'ipstrumcnt étant enlevée.
**■« DIRECT! (ÿl ET PLONCËMENT DES COUCHES.
des couches, la pTafue cd était inclinée de manière que le fil à plomb Coupât le quart de cercle à 60*, on saurait que le plonge» ment de ces couches est de 60°, et il ne resterait à en connaître que la direction!
Or, si 1 instrument a été tenu exactement dans le plan de la couche , a direction des grands côtés de la plaque supérieure cd coïncidera avec celle du plongcmcnt; il faudra donc reconnaître exactement cette direction avec une bonne boussole, en tenant compte de la déclinaison de l’aiguille aimantée, et alors l’observateur aura à la fois la quantité du plongeaient et sa direction , et par conséquent celle des couches. Avec un peu de pratique l’observateur arrivera . à se servir avec facilité de cet instrument ou de tout autre qui serait combiné d après les mêmes principes. Mous répéterons encore que les observations de direction doivent se faire relativement au méridien terrestre et non au magnétique, vu les erreurs qui pourraient provenir des changements auxquels est sujette la déclinaison de l’aiguille aimantée.
d. Nous avons supposé jusqu’ici que les couches que l’on avait à examiner étaient tellement à découvert, soit naturellement ou artificiellement, que l’observateur pouvait reconnaître avec facilité le véritable plan général de leur stratification. 11 s’en faut cependant de beaucoup que ce soit toujours là le cas. 11 arrive souvent, à la surface escarpée des falaises, par exemple, que les plans de stratii cation des couches offrent une seule ligne. Il est é v idcnt que ccs lignes, vues dun seul côté des falaises, pourraient donner une idée très-faussc de la véritable position des couches. Supposons que la igure 87 représente la vue du côté du sud d’un promontoire, dont
Fig. 87.
, les couches paraissent horizontales. Si dans ce cas un observateur ne pouvait reconnaître le plan de la surface des couches , il ne pour-
DIRECTION ET PION CEMENT DBS COUCHES. 14$
paît point conclure quo ce plan soit réellement horizontal ; il lui faudrait chercher quelque coupe dirigée autrement que l’escarpement sud de la falaise. Ainsi, par exemple, si le promontoire ci-dessus se termine en p par un escarpement dirigé nord-sud, dans lequel les couches soient disposées comme dans la figure 88, il sera évident
Fig. 88.
que l’apparence qiic présentaient les couches dans l’escarpement ex ■ posé au sud, était entièrement fausse; car le plan de ces mêmes couches, vu du côté de l’est, plonge sous un angle considérable vers le nord , et les couches s’y redressent peu à peu en a jusqu’à la verticale. .
e. Lorsqu’il s’agit d’étudier des falaises, l’observateur, s’il est en mer, devra toujours chercher à débarquer, ou du moins à s'approcher assez de la côte pour bien reconnaître la surface générale des couches, qui est souvent découverte en partie dans de telles situations. 11 est même peu de localités où l’on puisse mieqx reconnaître le plongement et la direction des couches que sur les côtes, surtout sur celles des mers sujettes à la marée. Les grandes masses de rochers qui s’élèvent du sein des eaux et qui sont exposées à toute la fureur des brisants durant les tempêtes, sont particulièrement favorables aux observations de ce genre. Les remarques ci-dessus sur les fausses apparences d’horizontalité des couches de certaines falaises y s’appliquent aussi aux escarpements inaccessibles des hautes montagnes; là aussi il est nécessaire de voir des coupes des couches suivant des plans différents avant de pouvoir juger, même par approximation , de leur plongement,
f. Lorsque le plongement d’une couche , et par conséquent sa direction, sont bien déterminés, l’observateur devra immédiatement en prendre note ; car s’il en reconnaît plusieurs dans un court espace
' 7 rT ~" w -
144 DIRECTION ET PtONGEMENT DES COUCHES.
de temps , et qu’il y ait des variations soit dans la direction , soit dans l’angle de plongement , il y a tout à parier qu’il commettra quelque erreur s’il attend à écrire scs observations à la fin de la journée. Nous recommandons aussi à l’observateur de marquer sur une carte du pays, s’il en a une à sa disposition, les accidents de plongement et de direction , au moment même où il vient de les constater ; les observations en sont ainsi plus authentiques , et l’observateur , à mesure qu’il avance, voit peu à peu se développer devant lui toute la disposition des couches du pays, rien qu’en jetant les yeux sur sa carte. Nous avons trouvé les signes suivants (fig. 89) extrêmement
Fig. 89.
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commodes pour rappeler les divers accidents des couches. 11 y a longtemps que l’on se sert d’une flèche pour indiquer la direction du plongement, c’est-à-dire que si le bas de cette page représente le sud d’une carte géographique, le plongement d’un terrain indiqué par a sera au sud. On peut écrire à côté de la flèche l’angle du plongement des couches ; ainsi a indiquerait que les couches plongent au sud sous lin angle de 30°. Le signe b indique "que les couches irrégulières en detail plongent pourtant au sud, si on les considère en masse; c représente des couches verticales, la ligne plus longue étant celle de la direction de ces couches; d indique que les couches étant contournées de manière à ce qu’on ne puisse saisir, leur plongement , elles sont pourtant dirigées suivant une ligne déterminée ; e signifie que les couches sont tellement tourmentées qu’on ne peut y reconnaître ni plobgement ni direction ; f représente une ligne, anticlinalc, c’est-à-dire une ligne à partir de laquelle les couches plongent de chaque côté (le faite d’un toit peut donner une idée exacte d’une ligne anticlinalc, les pentes du toit figurant de chaque côté la surface des couches) ; g est une croix formée par deux lignes égales , et sert à représenter des couches horizontales.
g. On a supposé pendant longtemps que la stratification était un caractère exclusif des terrains déposés dans l’eau , qui aurait tenu les molécules dont ccs terrains se composent , soit en solution chi-
miquc, soit en suspension mécanique. Cela n’est cependant point rigoureusement vrai, car les assises basaltiques et trachytiqucs , et celles des conglomérats de ces deux terrains, se recouvrent les unes les autres sur des surfaces souvent très-étcnducS. On pourra donc appliquer les signes de la figure 89 à tout terrain stratifié, qu’il soit d’origine aqueuse ou ignée. D’ailleurs, l’objet qu’on se propose par ces signes est simplement d’indiquer sur le papier les divers accidents que peuvent présenter les assises d’une localité déterminée, quelle que so‘it d’ailleurs l’origine du terrain. En général, cependant, les terrains ignés sont plutôt massifs que divisés en assises. 11 serait fort utile de noter cette circonstance sur les cartes géologiques, quoiqu’on ne l’aie point fait jusqu’ici, ’à notre connaissance du moins. Nous indiquerons pour cct objet les signes ci-dcssous (Gg.90):* 1 a signifierait un terrain massif; mais comme les terrains p. gy ignés sont quelquefois partagés en prismes , et que cette 8 ” structure est même fort cQjnnmnc dans quelques-uns de „ -(^> ces terrains, tels que les basaltes, on pourra représenter ce caractère par le signe b. < t5 )
XX. Failles et contournements des couches. Les accidents de dislocation des couches, auxquels on donne le nom de failles , sont importants à observer, et le géologue qui négligerait de les étudier avec soin , se verrait conduit , par cette inadvertance , à des notions fort erronées sur la constitution d’un terrain. 11 est tout aussi essentiel d’étudier les divers contournements des couches, car ces contournements peuvent indiquer l’intensité de la force qui a disloqué le sol ; et la nature du terrain ainsi plissé et contourné peut nous amener à connaître les conditions sous lesquelles de tels accidents peuvent se produire.
a. Lorsqu’on veut construire la carte géologique d’un district quelconque, on a souvent l'habitude de vérifier d’abord la direction générale des couches, puis on parcourt le pays suivant des lignes perpendiculaires à cette direction , ces lignes étant souvent fort éloignées les unes des autres. Cette manière de procéder est sujette à de grandes erreurs , car on y néglige entièrement les ligues de dislocations ou les failles. 11 faut absolument qu’un géologue, qui veut ■ pouvoir compter sur ses propres travaux , parcoure le pays en tout sens, qu’il y trace pour ainsi dire un réseau de scs observations.
b. 11 est évident que les failles seront plus ou moins apparentes , suivant la disposition générale du terrain qu’elles confient et suivant la nature de ce terrain. Il est bien difficile de reconnaître, par une simple inspection superficielle du sol , si des couches verticales ont subi un mouvement vertical d’élévation ou de dépression, ou
* si des couches horizontales ont subi un mouvement horizontal quelconque; car, dans les deux cas, les couches de même nature so continueront des deux côtés de la ligne de faille , et la dislocation en sera fort difficile à découvrir. Supposons que la figure 91 repré-
Fig. 91.
sente le plan d’un district composé de trois terrains a, b , c, dont les couches sont verticales ; il est évident que si le pays est traversé par une faille f, de l’un des côtés de laquelle les couches aient subi p un abaissement vertical , les terrains a, b', c seront toujours sur le prolongement de a, b, c, et la faille ne laissera point de trace sensible à la surface du sol. Que si l’on regarde la figure 91 comme une coupe verticale, il n’en est pas moins évident que dans tout . mouvement horizontal d’un des côtés de la faille les deux parties d’une même couche seront toujours en contact. Dans de tels cas un observateur pourra s’aider des lignes que marquent les sources
la surface du sol , car il arrive souvent que les sources sortent d’une ligne de faille. 11 devra chercher surtout s’il existe des ravins ou des escarpements sur l’alignement de la faille dont il a lieu de Soupçonner l’existence , car il pourra plus facilement en reconnaître les accidents dans ces localités.
c. Après avoir constaté l’existence d’une faille (ce qui est souvent assez facile dans les falaises des bords de la mer, et là où des terrains différents par leur structure minéralogique se trouvent brusquement au contact l’un de l’autre), l’observateur devra examiner si les deux côtés de la faille sont ou non dans un contact immédiat. Il devra chercher avec soin taules les traces de glissement qui auraient poli ou strié la surface des côtés de la faille, et voir si les lignes des stries coïncident avec la direction supposée du mouvement de dislocation. Lorsque les côtés d’une faille ne sont point immédiatement en contact , ainsi que dans la figure 92 , il examinera les substances qui se trouvent comprises entre ses parois. Celles contenues dans la faille f peuvent être dérivées des couches a, b, c , ou bien clics peuvent avoir une tout autre origine. Dans le cas où
Vailles et contournements des couches.
Fig. 92.
les parois d’une faille auraient subi une grande friction avant de prendre leur position relative actuelle , les fragments de ces parois peuvent avoir été plus ou moins broyés ou pulvérisés. Si dès l’ori» ginc la faille f est restée bâillante, les fragments ne seront tombés que d’après leur pesanteur, et l'on devra s’attendre à ne point trouver des fragments de la couche c plus haut que celle b (fig. 92).
d. L’observateur devra examiner avec soin la direction d’une faille et en rapporter l’allure générale aux différents points de l’horizon ; en même temps il devra suivre la ligne de la faille dans tous scs 4 détails, et noter toutes les déviations qui s’y écartent de la direc- „ bon générale. Supposons que la ligne a b (fig. 93) représente l’allure
Fig. 93.
d’une faille sur une longueur de vingt milles, et que le haut et le bas de la page correspondent aux points nord et sud d’une carte géographique, alors la direction de la faille a b sera de l’est à l’ouest, malgré les déviations partielles qui s’écartent de cette direction. 11 est évident que si l’on ne pouvait suivre cette faille que sur deux ou trois milles, pris entre las points u et {, on pourrait croire qu’elle a une direction fort différente; de là la nécessité de suivre les failles sur des distances considérables toutes les fois qu’on pourra parvenir à le faire.
Lorsque les terrains d’un pays sont coupés par plusieurs failles, il est à désirer que l’on vérifie jusqu’à quel point ces failles sont parallèles les unes aux autres. Dans ce cas. tout comme lorsqu’il s’agit de la direction d’une faille, c’est l’allure générale qu’il faut
en examiner et non les déviations de détail. Supposons que cd (fi". 93) représente une seconde faille, s’étendant de même sur une longueur de vingt milles environ , dans, la même contrée que la faille ab; ces deux failles seront dites parallèles, malgré qu’en les suivant avec détail on puisse ne point trouver deux portions de ces failles, de deux ou trois milles de longueur, qui soient rigoureusement parallèles entre elles. Lorsque l’on voudra tracer ces failles sur une carte, il faut que l’échelle de cette carte soit assez grande pour ‘qu’on puisse y marquer toutes les déviations de détail , ou bien qu’elle soit assez petite pour que les déviations locales disparaissent et se fondent dans une ligne à peu près droite. Nous avons supposé (fig. 93), que les failles avaient vingt milles de long environ. Que si les mêmes failles se prolongeaient à des distances beaucoup plus grandes, il pourrait arriver que la direction générale de ces failles ne coïncidât point avec celle des portions a b et cd, tout comme ces deux portions ont une direction déterminée qui ne se retrouve point dans leur détail. Lorsque l’on ne peut suivre une faille que sur un mille de longueur par exemple , ce n’est qu’avec une grande hésitation que l’on peut se hasarder à dire quelle est la direction générale de cette faille. Si l'on trace sur une carte la faille telle qu’on l’a observée, et seulement sur la distance qu’on a parcourue, il ne peut y avoir lieu à erreur, car on ne fait que rapporter un fait, dont d’autres personnes pourront à leur gré tirer les conséquences ; mais lorsqu’on ne fait que décrire une faille, le cas est bien différent : ainsi , lorsqu’on nous dit qu’une faille a une direction déterminée, sans ajouter qu’on n’a reconnu cette direction que sur une petite distance, nous pouvons être . induits en , erreur en confondant un accident purement local avec la direction véritable qu’aurait cette faille suivie sur de plus grandes distances.
e. L’observateur devra mesurer exactement , autant que possible , la quantité dont un des côtés d’une faille est rejeté par rapport à l’autre , c’est-à-dire la distance verticale qui existe aujourd'hui entre une couche et le prolongement de la partie de cette même couche située à l’autre côté de la faille. 11 faut plus de soin qu’on ne l’imagine pour bien reconnaître la quantité du mouvement vertical des failles ; plus de soin peut-être qu’on n’en apporte souvent dans des observations de ce genre. Si les couches sont horizontales, comme dans la figure 94, et que la fracture f soit verticale, la distance entre la couche a d’un côté de la faille et son analogue a! du côté opposé mesurée verticalement, donnera la mesure de la dislocation des couches. Mais si la fracture, au lieu d’être verticale, était inclinée, les couches restant toujours horizontales, comme •
Fig. 94.
dans la figure 95, dans laquelle on a conserve, pour dénoter les mêmes objets , les mêmes lettres que dans la figure 94 , la distance mesurée le long de la ligne de fracture ne donnerait point la mesure de la dislocation, ainsi qu’on peut s’en assurer en comparant entro
elles les deux coupes des figures 94 et 95, dans lesquelles les couches sont rejetées d’une quantité égale. Pour mesurer la hauteur de la dislocation de la figure 95, il faudrait abaisser une perpendiculaire b du point auquel la partie supérieure d’une couche rencontre la fuille jusqu’à la surface supérieure de la même couche du cêté oppose de la faille , et la longueur de cette perpendiculaire donnera la hauteur exacte de la dislocation.
f. L’observateur comprendra facilement que les relations entre les couches et les fractures ou failles peuvent être telles qu’il en devienne très -difficile de distinguer la quantité véritable du mouvement de dislocation. Dans ces cas, nous nous en remettons à sa pratique et à son habileté ; car il serait beaucoup trop long de suggérer la marche à suivre dans les diverses complications que peuvent présenter les dispositions relatives des couches et des failles.
g. Nous appellerons maintenant l’attention de l’observateur sur les dislocations des couches qui ont eu lieu sur de plus grandes échelles , lorsque ces couches, pressées les unes contre les autres dans certaines directions, ont dû s’élever en partie de manière à produire
ces lignes d’aspérités que l’on appelle communément chaînes de montagnes. Ces dislocations ne sont en réalité que des failles sur des échelles infiniment plus grandes que celles qui s’observent si fréquemment dans les pays de plaine. Les masses fracturées sont plus considérables , les lignes de fracture plus étendues , le changement de niveau relatif plus important. Ce ne sont pourtant que de simples crevasses de l’écorce du globe ; et l’observateur pourra mieux apprécier leur importance relative en prenant à la main un globe terrestre, en y mesurant la longueur d’une chaîne de montagnes et en estimant la hauteur de cette chaîne relativement au diamètre du globe, qu’il ne le fera en s’en tenant aux descriptions si pittoresques des voyageurs, qui lui donneront nécessairement de fausses idées do la grandeur réelle du phénomène, en faisant entièrement abstraction de son rapport avec les dimensions de la planète terrestre. Si un observateur, placé dans un pays de montagnes, y mesure les objjttfc d’après sa propre hauteur, au lieu de s’élever jusqu’à embrasse rTcnsemble d’une chaîne , s’il s’arrête à contempler la grandeur que son imagi-, . nation prête à chaque sommité , au lieu de ne s’occuper que des lignes générales de fracture de l’écorce du globe,. il arrivera difficilement à recueillir quelques notions qui puissent profiter à la science. Loin de nous la pensée de déprécier ce qu'il y a de sublime dans les scènes des montagnes ; il y aurait ingratitude de notre part , car nos moments les plus heureux se sont passés entre les glaciers, les torrents et les cascades, et certes, dans l’exaltation de nos sentiments, nous avions bien de la peine alors à songer à autre chose qu’à la beauté du spectacle que nous avions sous les yeux. Un observateur peut être à la fois géologue et artiste ; mais lorsqu’il veut examiner la nature du côté scientifique, il doit mettre de côté tout enthousiasme, pour un moment du moins, et ne regarder les montagnes que comme des terrains disloqués, redressés suivant certaines directions , et ne formant à la surface du globe que de véritables égrat ignores.
h. Les indications que nous avons données sur la manière d’observer les dislocations des terrains sur de petites échelles , peuvent servir aussi pour les accidents plus considérables des chaînes de montagnes ; seulement les moyens de mesurer les distances auxquelles les diverses masses sont portées sur les côtés des failles , sont nécessairement beaucoup plus compliqués que ceux à l’aide desquels on apprécie les changements de niveau relatif des côtés d’une faille ordinaire. Après avoir noté le plougcmcnt des couches, on reconnaîtra la hauteur verticale des dislocations qui s’aperçoivent sur un escarpement , ou sur les côtés d’une vallée , soit par des observa-.
fions trigonométriqucs , soit à l’aide du baromètre. Les dislocations horizontales se mesureront par les procédés ordinaires de la trigonométrie. On aura le plus grand soin de bien déterminer les directions dominantes des lignes de fractures et de failles , car c’est d’après ces observations que l’on pourra juger de l’importance qu’il faut attacher à la théorie qui admet des directions déterminées à chaque soulèvement de chaînes de montagnes; mais l’observateur devra se rapjieler que c’est la direction générale des accidents qu’il s’agit de reconnaître, et il évitera de confondre avec celte direction générale les petites déviations locales des fracturçs de second ordre, ainsi que nous l’avons dit plus haut à propos des failles des pays de plaine.
ri L’observateur qui se trouve au milieu de couches contournées devra chercher à reconnaître si , malgré leur contournement , les couches n’ont pas, ainsi qu’il arrive le plus souvent, une direction déterminée. Supposons que les lignes de cette page représentent la direction des couches, le lecteur pourra facilement imaginer que la feuille de papier qui figure une couche donnée quelconque soit plissée et infléchie de manière que les lignes d’impression forment le sommet ou le fond do contournements parallèles les uns aux autres et ayant une direction déterminée. Si maintenant, après qu’une feuille de papier a été ainsi infléchie, on en enlève comme on pourrait le faire avec un rabot, une partie de la surface supérieure, on aura une série de marges coupées de papier, qui toutes seront parallèles les unes aux autres, ou à peu près. Supposons que la figure 96
Fig. 96.
représente la tranche de plusieurs feuilles de papier, ou morceaux de draps plissés ou froncés en arêtes parallèles , puis imaginons que ces morceaux de drap ou de papier sont de véritables couches de l’écorce terrestre ; que a b est le niveau de la mer, et cd la surface ondulée de diverses collines. Les parties de la figure qui ne sont point point illées nous offriront un aspect tel que celui qu’on peut observer dans plusieurs falaises, dans celle, par exemple, qui s’étend vers le Sud depuis le Hartland- Point (Dcvonshire septentrional).
/.-. 11 est évident que dans un pays à couches fortement contournées , la surface générale du sol peut cire coupée de manière à ce qu’il y ait un grand nombre de protubérances formées par des cou-
FAILLES Et CONTOURNEMENTS DES COUCHES.
chcs inférieures pointant à travers celles qui leur sont superposées, tandis que celles-ci peuvent être déprimées de manière à former des bassins entre les protubérances des couches plus anciennes. Lorsque par suite de grandes érosions les couches soulevées sont dégradées de manière à présenter la forme d’un bassin , la dépression qui en résulte prend le nom de cirque ou de vallée circulaire d’élévation. Dans la figure 97 nous avons représenté la coupe d'une protubérance
provenant d’un contournement à la suite duquel les terrains a, b, e ont été soulevés en g. Le terrain c a mieux résiste que a et b aux causes de dénudation qui ont agi sur la surface soulevée. Dans ce cas la dépression v sera appelée un cirque d’élévation si les escarpements d et e forment autour de la dépression centrale comme une sorte d’amphithéâtre, ayant probablement une ouverture qui sert d’écoulement aux eaux de cette vallée. Nous avons supposé que le terrain c a pu résister assez aux causes de dénudation pour former encore une sorte de petite colline au centre de la dépression , parce que c’est là un cas qui se présente souvent dans la nature. La même figure peut servir aussi à expliquer la structure des vallées d’élévation , pourvu que l’on suppose que le fond de la dépression est marqué par la ligne pointîllée i , et que d et e sont des collines latérales de chaque côté de cette vallée. Dans ce dernier cas nous supposons que le terrain c a été dégradé lui-méme et que la dénudation s’est étendue jusqu’en «. L’observateur devra vérifier si la vallée d’élévation n’est pas upc fracture dont les côtés auraient été redressés de manière à plonger vers l’extérieur , au lieu de n’ètre quo le sommet dénudé d’un plissement des couches, tel que celui de la figure 97. Supposons que la figure 98 représente une fente dans laquelle les terrains a , b, c, ont été redressés de manière que lors de la rupture du sol il en résultait une cavité bâillante d , f, e. Si des actions postérieures ont tellement usé les parties saillantes de que la surface actuelle du sol soit représentée par la ligne g h, on pourrait croire que cette disposition résulte simplement d’une dénudation générale du sol , ayant agi particulièrement au sommet d’un contournement des couches. L’observateur devra donc examiner avec
r T AH. ^
T. HW' * V
Fig. 98.
soin le centre de la vallée et reconnaître si les couches se continuent d'un côté à l’autre , ou si le fond en est rempli de graviers ou autres détritus jusqu’à une profondeur qui rende probable l’existence d’une fente dont ces détritus auraient comblé la partie inférieure. D’après la pente à l’extérieur des couches abc ; l’observateur pourra construire une coujte proportionnelle de la vallée (c’est-à-dire une coupc dans laquelle les distances horizontales cl les hauteurs verticales sont figurées sur une même échelle) , et la forme générale de cette coupe lui indiquera si cette configuration du sol doit être plus probablement attribuée à un grand plissement ou à une fracture des couches.
XXI. Joints de structure des roches '. Les terrains , tant massifs que stratifiés, sont souvent coupés suivant des plans parallèles qui peuvent quelquefois être pris, par un observateur qui n’aurait pas une grande expérience, pour de véritables plans de stratification. Cette ressemblance a donné lieu souvent à de grandes confusions. Ou a donné à ces plans le nom de clivage aussi bien que celui de joints , et on a attaché souvent à ces termes une valeur théorique ; si nous préférons les appeWr^btVtlr de structure, nous déclarons que nous ne voulons rien préjuger par là quant à leur origine , et que nous voulons simplement les distinguer des plans de stratification. Ce n’est point que nous trouvions à redire au terme de clivage; si nous ne l’adoptons point, c’est simplement pour ne point paraître ad-
’ L’auteur donne à ce paragraphe le titre de Structural planes of rocks, et il dit expressément qu’il rejette la dénomination de joints , comme ayant une valeur théorique. J’ai cru pouvoir adopter cependant le terme de joints dans le sens que lui donne M. d’Omaiius (Éléments de géologie, page 108, 2.' édit.), et qui ne me parait rien impliquer quant à leur origine. On verra dans les Recherches sur la partie théorique de la géologie , que l’auteur s’y prononce pour le terme de clivage, dont il discute alors toute la valeur théorique. {Note du traducteur.)
JOINTS DE STRUCTURE DES ROCHES
mettre une théorie particulière à l’egard de l’origine de ces joints , lorsqu’il ne s'agit pour nous que de l’observation des faits.
a. Les schistes argileux présentent fréquemment des joints de structure sur une petite échelle. Supposons que la ligure 99 représente la coupe d’un escarpement composé de schiste argileux (moins une couche c de nature diverse) dans lequel l’observateur trouvera deux séries differentes de plans parallèles , c’est-à-dire les plans des
Fig. 99.
couches figurés par les lignes a, b, c , d, e, f, g, h, plongeant dans un sens , et les feuillets des schistes dirigés dans le sens opposé. Il pourra se trouver fort embarrassé pour savoir lesquels de ces plans indiquent la’ véritable stratification ; car la chose est loin de se présenter toujours aussi clairement que dans la figure 99 ; on a des exemples, dans les terrains schisteux, de feuillets parallèles aux plans des couches, tandis qu’un système de fissures parallèles coupe la masse dans une autre direction. Lorsqu’il se présente une difficulté de ce genre, l’observateur devra chercher s’il ne se trouve point une couche de grès ou autre subordonnée aux schistes , et cette couche pourra lui indiquer la direction générale des couches. Nous avons suppose dans la ligure 99 qu’il existait une telle couche en c , et dans ce cas il sera prouvé que les lignes a, b, d, etc. , qui lui sont parallèles, représentent les plans de stratification, et que les feuillets des couches résultent de joints de structure. Nous avons trouvé quelquefois des schistes qui se divisaient suivant trois directions différentes, de sorte qu’il devenait difficile do reconnaître lequel des trois plans était celui de la stratification. Cet^iccidcnt se remarque, entre autres localités, à Morte-Point sur la côte nord du Devonshire. Une des séries de plans y plonge au nord, une seconde au sud, tandis qu’une troisième série coupc les deux premières dans une direction nord-sud. Heureusement que l’on voit à quelque distance des couches non feuilletées qui indiquent la véritable direction gépérale du terrain ; mais comme cela n’arrive pas toujours, nous ne pouvons trop recommander à l’observateur de chercher par tous les moyens possibles à reconnaître dans les terrains schisteux quelle est la véritable direction des couches , et à ne point se laisser aller à des illusions produites par la régularité des joints de structure. b. 11 arrive quelquefois que les joints de structure coupent à la
JOINTS DE STRUCTURE DES ROCHES. * *>0
fois les schistes argileux et les couches de grès et autres subordonnées aux schistes ; cela a lieu surtout dans les terrains du groupe de la grauwaeke. Dans ces cas les joints de structure sont lo plus souvent perpendiculaires au plan général de la stratification. Si ces plans ne sont point perpendiculaires l’un à 1 autre , 1 observateur pourra facilement reconnaître le sens des couches en suivant les plans qui séparent des roches différentes entre clics ; en suivant , par exemple, la séparation d’une couche de grès d’avec les schistes voisins. Mais lorsque les joints de structure sont perpendiculaires au plongeaient des couches, on peut facilement les confondre avec des lignes de faille. Dans ce cas il devra chercher à reconnaître s il y a quelque dislocation suivant l’un des deux plans qui sc coupent à angle droit, ou si les joints de structure ne sont marqués que par de simples fentes parallèles qui ne changent rien à la position relative des couches.
c. Certains calcaires noirâtres et compactes, tels que ceux qu on voit en Angleterre dans les groupes de la grauwaeke et carbonifère, sont souvent divisés suivant des plans qui croisent celui des couches ; et comme les memes plans se prolongent souvent dans tout un massif de couches superposées, il faut une grande attention de la part de l’observateur pour reconnaître le sens véritable de la stratification; ce qui devient fort difficile lorsque les calcaires ne contiennent point de restes organiques. Supposons que la figure 100 représente une masse isolée de calcaire sortant de la mer et traversée par deux séries de plans parallèles qui se coupent les uns les autres. L observateur devra rechercher, dans ce cas, s’il existe quelque couche mince marneuse, subordonnée au calcaire, qui pourra lui indiquer • le véritable sens de la stratification et du plongeaient général des couches. Nous avons supposé qu’il existait un tel lit marneux dans la figure 100 et nous l’avons indiqué en a. Lorsqu’on ne, trouve
tv
IÜO JOINTS DE STRUCTURE DES ROCHES
point une couche bien distincte , l’observateur cherchera si l’on peut suivre un caractère particulier quelconque du calcaire , dans une direction plutôt que dans une autre ; il devra s’attacher surtout aux fossiles , car il arrive le plus souvent que chaque couche contient une association particulière de débris organiques.
d. Parmi les couches de grès compacte , surtout dans les grès de 1 époque de la grauwackc , il s’en trouve qui se partagent naturellement en prismes rhomboldaux ou autres solides de meme nature, tels que celui représenté figure 101. L’observateur devra examiner
Fig. 101.
jusqu à quel point les fragments d’une même couche se ressemblent entre eux , et jusqu’à quel point ces formes varient suivant la nature minéralogique de la roche. Comme on ne s’est point assez occupé jusqu ici de l’étude de ces corps rhomboïdaux ou prismatiques, il serait à désirer qu’on en fit des collections à l’aide desquelles on pût rechercher les causes qui ont donné lieu à ces fragments ayant dos formes géométriques.
e. Ce ne sont pas seulement les terrains stratifiés et qui ont été déposés dans les eaux qui sont traversés par des joints de structure ; au contraire , les mêmes plans se retrouvent dans des terrains qu’on admet être d’origine ignée, et qui, sans les fissures occasionnées par ces joints , seraient entièrement massifs. C’est là une circonstance qui
Fig. 102.
JOINTS DE STRUCTURE DES ROCHES
sc présente très-fréquemment dans le granité , et souvent elle donne à des portions de celte roche l’apparence d’une construction artificielle. Les joints de structure du granité sont généralement disposés de telle sorte que la masse de la roche en est divisée en prismes peu élevés, à base rectangulaire. Lorsque ces prismes sont exposés à l’action de l’atmosphère, ou bien à celle de la mer, le long des côtes, ils présentent souvent l’aspect de ruines colossales. Les blocs sont en général superposés les uns aux autres comme dans le dessin ci-joint (fig. 102), de manière à former de gros prismes, composés de plusieurs prismes moins élevés et ayant la même base.
* f. Lorsqu’une masse de granité est venue s’intercaler dans des terrains préexistants, il arrive quelquefois que la surface de contact parait avoir exercé une sorte d’influence sur la disposition que présentent les joints de structure de la roche intercalée. Supposons que la figure 103 représente la jonction d’une masse de granité, b, avec
Fig. 103.
un terrain stratifié préexistant, a, dans lequel le granité s’est intercalé en relevant les couches de ce terrain , l’observateur devra rechercher jusqu’à quel point la surface inférieure du terrain a a eu cfe l’influence sur la production des joints de structure du granité b. Nous avons vu souvent, dans de telles circonstances, qu'une série des joints de structure du granité est disposée comme il est indiqué par les lignes pointillécs de la figure 103 ; de manière à faire croire au premier abord que le granité est divisé en assises qui plongent sous les couches du terrain stratifié avec la même direction que celle de ces couches. Pour se convaincre que ce ne sont pas là de véritables couches, l’observateur n’aura qu’à suivre les joints de structure qui les divisent, et il trouvera bientôt des plans verticaux qui coupent les premiers ; souvent il existe deux séries de plans verticaux qui sc coupent à angles droits , de sorte que la masse du granité est partagée en blocs nombreux qui s’élèvent quelquefois en grandes masses terminées par des cimes pittoresques, qui dans le district de Darlmoor, dans le Devonshire , portent le nom de Tors.
g. Lorsque le granité et quelques autres roches ignées s’élèvent en forme de protubérances nou recouvertes par d’autres terrains.
JOINTS DE STRUCTURE DES ROCHES
on remarque souvent dans ces roches la même sorte de tendance ù se diviser suivant des surfaces parallèles a la forme extérieure de la protubérance; ou observe, en outre, deux autres séries de joints de structure qui se croisent à angle presque droit et coupent les divisions parallèles à la surface. Si la figure 104 représente la coupe d’une protubérance formée par une roche ignée, l’observateur devra rechercher si une des séries des joints de structure correspond à la surface extérieure, ainsi que nous l’avons indiqué par les lignes pointillées de la figure 104. *
Fig. 104.
h. En général l’observateur devra examiner avec soin si les roches ignées présentent des joints de strqcturc vers leurs surfaces de contact avec les terrains préexistants dans lesquels elles ont été intercalées. Il arrive souvent que les roches -ignées sont entièrement massives près de ce contact ; mais comme nous avons l’occasion de voir certains porphyres et griinsteins divisés par des jllans parallèles qui leur donnent une apparence schisteuse, nous recommandons aux observateurs de porter sur ce sujet plus d’attention qu’on ne l’a fait jusqu’ici.
i. Toutes les fois qu’on rencontre des joints de structure, soit dans les terrains stratifiés , soit dans les non stratifiés , on devra observer la direction et le plongeaient des plans de ces joints, surtout de ceux qui approchent de la verticale. On a reconnu dans quelques contrées que ces plans suivent une direction déterminée sur des surfaces très-étendues , et même à travers des terrains differents. Bien entendu que ces directions devront être rapportées au méridien terrestre du lieu et non au méridien magnétique.
k. Il est des roches ignées qui se divisent en une multitude de prismes, et qui par suite portent le nom de colonn aires. Nous ne nous arrêterons pas à rechercher si cette disposition tient à des joints de structure , dans le sens du moins que nous avons donné jusqu’ici à cette expression ; nous allons seulement dire quelques mots de / ces roches à divisions prismatiques, faute de leur trouver une place plus convenable dans notre ouvrage. La Chaussée des Géants et l’tle de Stafl'a offrent dans les lies Britanniques des exemples bien connus de la structure eolonnaire des basaltes. Dans ces deux localités la masse de basalte se compose d’assises qui paraissent s’étre épanchées
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JOINTS DE STRUCTURE DES ROCHES
les unes au-dessus des autres à l’état de fusion , et dans lesquelles la structure prismatique s’est développée plus tard par suite de quelque circonstance particulière. L’observateur devra examiner, dans ce cas, si les prismes sont divisés par des joints comme dans la figure 105, ou bien s’ils se continuent, sans interruption, d’une
Fig. 105.
• extrémité à l’autre de la masse, comme on l’a représente dans la figure 106. Lorsque les prismes ont de grandes dimensions, on devra
Fig. 106.
les mesurer. On en a reconnu à Fairhead, sur la côte nord-est de l’Irlande, qui ont 317 pieds de hauteur. On devra noter le nombre des faces dont se composent les prismes , comme aussi si ce nombre varie, ou si le plus grand nombre des prismes est hexagonal.
/. Toutes les fois qu’on peut observer une roche à divisions prismatiques reposant sur un terrain quelconque, l’observateur devra examiner si les prismes sont perpendiculaires au plan de la surface du terrain inférieur. Supposons que a b (fig. 107) représente la coupe d’une surface qui supporte une masse ignée , c, divisée en prismes ; il s’agira de reconnaître si ces prismes sont ou non perpendiculaires à la ligne a b. Quanta la structure prismatique qui s’observe quelquefois dans les roches qui forment des dykes, on devra examiner
JOINTS DE STRUCTURE DES ROCHES
Fig. 107.
si les prismes sont ou non perpendiculaires aux parois de ces dykes. Si a (fig. 108) représente un dyke d’une roche ignée intercalée
Fig. 108.
entre des couches bc qui jadis étaient continues, il faudra voir si les prismes sont perpendiculaires aux parois d et e du dyke, ainsi que nous les avons figurés , et si dans ce cas il règne de la confusion vers le centre du dyke en a f; ou bien , si les prismes traversent réellement d’un côté à l’autre du dyke.
m. La structure prismatique se retrouve dans un grand nombre de roches ignées, dans quelques courants de lave, dans les basaltes, les trachytcs, les pechstcins , les griinsteins, dans une quantité do porphyres et autres roches analogues. 11 ne faudra donc point conclure de ce qu’une roche présente la division en prismes, que cette roche est nécessairement un basalte, ainsi que le pensent les personnes qui n’ont point de grandes connaissances géologiques. Cette structure ne prouve pas même que la roche qui l’offre soit d’origine ignée, car on a reconnu que des couches sédimentaires, telles que des grès, sont souvent divisées en prismes, lorsqu’elles se, trouvent au-dessous ou au contact de roches ignées; on a conclu que cette circonstance était due à la chaleur qu’avaient eu à subir les couches ainsi situées, pendant le refroidissement très-lent de la roche ignée, puisqu’on peut produire artificiellement des effets semblables. 1
• Voyez Quarlerly Journal of science, 1829; et le Manuel géologique, art. Roches non stratifiées. -
qu’on pût observer en pareil cas quelles sont les circonstances qui ont pu faire ainsi dévier ccs prismes de leur forme habituelle ; si cette modification tient à une irrégularité de la surface sur laquelle ils reposent , ou si elle est inhérente à la nature mémo de ces prismes.
XXII. Terrains fossilifères qui , pris en masse , contiennent des débris organiques. Nous avons fait voir (page 6) que toutes les. couches comprises dans cette classe de terrains ne contiennent pas nécessairement des testes de corps organisés , et nous avons indiqué (page 10) les noms que l'on a donnés aux différents groupes compris dans cette classe , en suivant leur ordre d’ancienneté relative et de superposition ; nous allons maintenant nous occuper de la manière d’observer ces terrains. Les objets principaux à y étudier sont : leur ordre relatif de superposition, la manière dont ils ont été formés et la nature des débris organiques qu’ils renferment.
a. Les observations lés plus importantes sont nécessairement celles qui ont trait à la superposition réelle d’une série quelconque de terrains ou de couches ; car quelque importance que l’on veuille attribuer à la structure minéralogique des couches, ou aux fossiles qu’elles renferment , comme devant caractériser les’ dépôts de même âge sur des surfaces plus ou moins étendues, l’importance de ces caractères sera toujours subordonne aux observations qui peuvent prouver directement la continuité réelle des dépôts eux -memes. Supposons que la figure 110 représente une coupe dans laquelle on peut suivre sans interruption trois groupes de couches depuis abc d’un côté, jusqu’en abc du côté opposé ; il est évident que si l’on parvient à démontrer que ces groupes forment réellement 'trois masses
TERRAINS FOSSILIFÈRES
Fig. 110.
minérales distinctes et continues , elles pourront différer totalement soit par leur structure minéralogique, soit par les fossiles qu’elles contiendront en abc, de ce qui se verra en abc, et cependant ces trois groupes de couches seront chacun du même âge géologique sur toute leur étendue. La structure minéralogique et les restes organiques , quelle que soit d’ailleurs l’importance de ces caractères , doivent céder à l’évidence fournie par la superposition réelle des couches.
b. Si la surface des roches n’était point recouverte par le sol végétal ou par d’autres matières détritiques incohérentes, et qu’un observateur put réellement marcher sur la portion solide de l’ccorce du globe d’un pays à l’autre , et même traverser ainsi tout un grand continent, il reconnaîtrait immédiatement, à scs pieds, toqs les changements de structure minéralogique , ou de caractères organiques, qui auraient lieu dans les diverses couches ou groupes de couches qu’il parcourrait. Comme il n’en est point ainsi, il faut que l’observateur se contente d’examiner les diverses localités dans lesquelles la nature ou l’art ont mis à découvert une portion des couches terrestres , telles que les falaises des bords de la mer , les bords des rivières , les vallées et les escarpements des hautes montagnes , les ravins de toute sorte ; les travaux des mines , des routes, des canaux, etc. Il est évident qu’un observateur doit partir d’un point quelconque , où la série des couches qu'il se propose d’étudier présente une certaine structure minéralogique, et contient des restes de certains animaux ou végétaux. Les personnes qui ne font que commencer l’étude de la géologie , nous demanderont comment elles pourront reconnaître une série particulière quelconque de couches, puisque des dépôts contemporains peuvent présenter une structure minéralogique différente d’un point à un autre , et contenir même des fossiles differents sur différents points. Quant aux caractères tirés des fossiles , il est juste d’observer qu’un grand nombre de géologues leur donnent une telle importance, qu’ils sont prêts à s’en rapporter aux conclusions tirées de la distribution des restes organiques plutôt qu’à tout autre caractère. Nous conseillons d’ailleurs à l’observateur qui visite les terrains de l'Europe , de s’en tenir à la division en différents groupes que les géologuçs ont adoptée d’après les recherches et les travaux impor-
TERRAINS FOSSILIFÈRES
tanls des gavants de cette partie du monde. Sans doute que plusieurs de ces groupes sont artificiels ; mais en tout cas ils sont extrêmement commodes dans l’état actuel de la science. Dans les autres parties du monde, dans lesquelles les travaux géologiques ne seraient pas aussi avancés qu’en Europe , nous recommandons à l’observateur d’étudier chaque pays d’après sa propre constitution géologique , au lieu de chercher à appliquer aux couches de ces pays les différents noms qu’on a donnés en’ Europe à des groupes particuliers. 11 est évident que l’on pourra suivre peut-être un jour des groupes donnés de terrains fossilifères de l’Europe en Asie et en Afrique , et les reconnaître comme contemporains , malgré les modifications qu’ils pourraient présenter; mais lorsque, sans avoir des points de comparaison intermédiaires, on admet de premier abord que des terrains de points très -éloignés, de l’Inde, par exemple , sont identiques avec certains groupes d’Europe , lorsque l’on veut même y retrouver toutes les sous-divisions qu’on a reconnues dans nos pays , on s’expose nécessairement à tomber dans des erreurs fort graves.
c. Relativement à l’Europe , et surtout à sa partie occidentale , l’observateur trouvera tant de secours de toute espèce dans les diverses cartes géologiques, dans les traités, les mémoires et les descriptions locales, qu'il n’y a guère de pays où il ne puisse se procurer des données sur la structure générale supposée du sol de toute localité qu’il voudra examiner; et, autant que nous pouvons en juger par une expérience personnelle de plus de vingt ans, il trouvera les géologues de tout pays prêts à l’aider de tous leurs moyens dans les recherches qu’il voudra entreprendre. Il n’en devra pas moins examiner par lui-même la superposition relative « des terrains dans les pays qu’il parcourt, afin de se convaincre que les opinions que l’on a avancées jusqu’à ce jour, sont réellement bien fondées ; et il pourra procéder à cct examen sans même savoir à quel groupe particulier doivent être rapportés les terrains qu’il a devant lui. Ceci s’applique à plus forte raison aux contrées dont les différents terrains, faute de recherches suffisamment étendues, n’ont point encore été réunis en groupes.
d. Supposons qu’un observateur a devant les yeux une suite d'escarpements , telle qu’on l’a représentée dans la figure 111, et
Fig. 111.
lcd c f
164 TERRAINS FOSSILIFÈRES
qu’il commence par ctudier les couches a, qui sont les plus inférieures de tout ce qu’il découvre, il notera d’abord la structure minéralogique de ces couches; savoir : si elles sont composées de marne, de grès , de calcaire , etc. Nous supposerons que les couches a sont calcaires : l’observateur devra chercher ensuite si elles contiennent des restes organiques, et dans ce cas il les recueillera soigneusement , en notant la couche particulière dans laquelle il les a trouvés. Supposons ensuite que l’on trouve en b un grès siliceux, que nous séparons du calcaire a, parce que toutes les analogies indiquent que les causes qui ont produit les calcaires doivent différer de celles qui ont occasionné le dépôt des grès siliceux. L’observateur devra chercher les fossiles qui peuvent se trouver dans ce grès, et il continuera de même pour les terrains respectifs c, d, e , f, que nous supposons différer minéralogiquement les uns des autres, et se recouvrir successivement, ce dont, au reste, l’observateur aura dû s’assurer par un examen attentif, qui ne puisse laisser lieu à aucune chance d’erreur.
En procédant ainsi , l’observateur aura reconnu une certaine série de dépôts, qu’il admettra provisoirement comme distincts les uns des autres. 11 lui restera à examiner les dépôts qui peuvent se trouver au-dessus ou au-dessous de cette série , et à suivre horizontalement ceux qu’il a déjà reconnus. L’élude de la coupe de la figure 111 lui aura donné déjà une idée générale de la superposition des couches de la contrée, de manière qu’en les suivant à la surface du sol, il sera à' meme d’apprécier tous les changements qui pourraient survenir , soit dans la structure minéralogique, soit dans les fossiles de ces couches , à mesure qu’il s’écarte de la localité dans laquelle il les a étudiées d’abord. 11 pourra donc, en profitant de toutes les coupes naturelles et artificielles que présente le prolongement de ces couches, voir si dès terrains qu’il aurait cru distincts d’après leur manière d’être dans la coupe de la figure 111 , ne se réunissent point en un seul dépôt, ou si, d’un autre côté, il ne se développe point un nouveau terrain entre deux groupes de couches qui seraient contigus dans cel te coupe , de manière à ce qu’il fût nécessaire d’intercaler ce nouveau terrain dans la série générale de la contrée.
Nous avons supposé dans la' coupe de la figure 111, que les divers terrains étaient superposés les uns aux autres en stratification concordante. Il nous est impossible d’entrer dans tous les détails sur les diverses manières dont les différents terrains peuvent reposer les uns sur les autres ; mais de quelle manière que se fasse cette superposition , le principe d’après lequel on doit reconnaître la structure
TERRAINS FOSSILIFÈRES
du sol d’une contrée quelconque, est toujours le même. Le premier objet de l’observateur doit être toujours de se procurer autant que possible des preuves directes de la superposition relative des différents terrains qu’il doit examiner.
e. 11 est nécessaire de donner ici quelque explication au sujet d’un mode particulier de superposition que l’on appelle transgressive, car cette disposition des couches peut donner lieu à de fausses conclusions. Supposons que la coupe suivante (fig. 112) représente
Fig. 112.
le profd d’un pays de plusieurs milles de longueur, et qu’un observateur se trouve examiner d’abord la partie gauche de cette coupe, il y verra le terrain e' reposer sur celui a. 11 en prendra note , ainsi que de la structure minéralogique et des débris organiques de chacun des deux terrains ; et il pourrait conclure qu’ils se suivent immédiatement dans la série générale des couches. Que si l’observateur étend ses recherches vers la droite de la figure 112, et qu’il continue dans cette direction jusqu’à ce qu’il trouve le terrain b , il s’étonnera sans doute de voir qu’il diffère à la fois par scs caractères minéralogiques et paléontologiques du terrain e' , et que cependant il est superposé immédiatement comme l’autre sur le terrain a. 11 pourra être tenté de croire , malgré la double différence de caractères , que le terrain b a été jadis en continuité avec le terrain e : il se tromperait évidemment dans ce cas; car e' est la continuation de e, qui suit dans l'ordre général le terrain d, qui lui-méme est séparé de a par i et c, c’est-à-dire que e et e ont fait partie jadis d’un meme dépôt continu, qui a été ainsi partagé en lambeaux par des actions qui ont dénudé la surface générale du sol, et qui non-seulement ont séparé ces lambeaux, mais ont meme entamé en partie les couches inférieures qui les supportent. Il est évident" que tout dépôt plus récent peut reposer transgressivement sur un plus ancien, et qu’il peut manquer entre les deux un grand nombre de dépôts intermédiaires, qui compléteront la série générale des terrains sur d’autres' points du globe.
f. On devra noter exactement la manière de laquelle des groupes de terrains, composés de couches différant minéralogiquement les unes des autres, telles que des marnes, grès, conglomérats cl
TERRAINS FOSSILIFÈRES
calcaires, recouvrent en stratification transgressive des groupes différents; surtout lorsque l’aspect des couches inférieures noua autorise à croire qu’elles ont subi un mouvement de dislocation avant le dépôt de celles qui les recouvrent. Si aa (Cg. 113)
Fig. 113.
représente un terrain donné quelconque, composé, par exemple, d’une suite de couches d’un calcaire noirâtre et de schistes argileux, recouvert en partie par un conglomérat rouge d, un calcaire blanchâtre c, et une marne grise b; on n’aura aucune difficulté à concevoir que le terrain aa a été disloqué et contourné avant le dépôt des couches bcd, et que par conséquent il se peut que les couches d ne suivent pas immédiatement le terrain a dans la série générale ; car il a pu se former ailleurs des dépôts successifs dans des périodes de tranquillité intermédiaires entre la formation des terrains a et d. Dans la coupe ci-dessus (lig. 113) on voit évidemment que le groupe des terrains bcd s’est déposé tranquillement sur les couches redressées et contournées aa, et que par conséquent ces couches ne font point partie du même groupe , du moins dans cette localité. En procédant ainsi, on peut, sans s’en rapporter d’une manière absolue à la structure minéralogique ou aux caractères tirés des fossiles, établir differents groupes de couches occupant des contrées fort étendues, et qui ont été fçrmé» successivement et indépendamment les uns des autres.
g. L’observateur ne devra pas perdre de vue qu’un point déterminé de la surface de la terre peut avoir été tellement situé par rapport à un autre, qu’il se soit produit sur ce point tout une série de dépôts , qui ne sera point représentée ailleurs ou le sera par des couches de nature entièrement différente. Il est fort difficile do représenter cet état de choses dans un espace borné à la grandeur de cette page ; cependant nous avons essayé d’en donner une idée au lecteur dans la ligure 114. Supposons que l’arc ab représente une coupc du niveau de la mer sur une partie de notre planète ; que cd ligure la partie solide de l’écorce terrestre, qui en e est plus élevée que le niveau de la mer, et constitue la terre ferme, tandis qu'en d elle est inférieure à ce même niveau et y détermine
TERRAINS FOSSILIFÈRES. 167
Fig. 114.
le fond de la mer : U est évident qu’il peut se former successivement en d de nombreux dépôts marins , tandis qu’il ne se formera sur la partie c que des dépôts partiels lacustres ou fluviatiles , comparativement peu étendus. Après un certain temps, la formation de ces derniers dépôts sera presque insensible, tandis que ceux d’origine marine continueront à se déposer aussi puissants que jamais. Que l’on compare, par exemple, l’ensemble des dépôts qui se forment aujourd’hui sur toute l’étendue des lies Britanniques avec ceux qui peuvent s’opérer dans les mers environnantes. Si l’on suppose dans la partie solide de l’écorce terrestre, représentée cidessus (fig. 114), un changement géologique tel que la ligne pointillée ef représente la nouvelle position de cette écorce solide, relativement au niveau de la mer ab , que nous supposerons n’avoir point changé sensiblement, e constituera aujourd’hui le fond de la mer, et / la terre ferme; il se formera donc des dépôts marina en e, et des dépôts lacustres ou fluviatiles seulement en f. Noua avons supposé, pour plus de simplicité, que le changement du niveau relatif entre la terre et la mer, s’était fait de telle sorte, que le point h avait toujours marqué les - côtes de la mer. Il est inutile d’observer qu’il est presque impossible que le point h se trouve ainsi former, après le mouvement comme auparavant, la séparation entre la mer et la terre. Tout ce que nous pouvons faire sans sortir des limites que nous nous sommes proposées, c’est d’indiquer le principe que nous avons voulu représenter dans la figure 114 ; le lecteur pourra facilement imaginer un grand^ nombre de modifications accidentelles de ce principe. Dans les conditions que nous avons admises, les plus grandes différences entre les dépôts contemporains auraient lieu probablement aux points les plus éloignés , a et b, tandis que ces différences seraient le moins sensibles près du point intermédiaire h.
h. Nous allons passer maintenant à la manière d'observer la Structure minéralogique des terrains fossilifères;' non que nous considérions celte structure comme plus importante que les caractères tirés de la nature des fossiles renfermés dans les couches de ces terrains, mais parce que la masse de ces couches est formée de
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matière minérale inorganique. D’après l’état actuel de cette matière on peut conclure , sous un point de vue général , que le dépôt s’en est opéré soit par voie mécanique , soit par voie chimique ; c’cst-à-dire que cette matière a été entraînée par des eaux courantes qui la poussaient devant elles , ou la transportaient en suspension mécanique , et qu'elle a été déposée au fbnd de ces eaux, soit pendant qu’elles étaient en mouvement, soit après qu’elles s’étaient arrêtées, ou bien que la même matière a été séparée par une action chimique de l'eau douce ou marine dans laquelle elle était en solution.
i. Lorsqu’un observateur rencontre un conglomérat , c’cst-à-dire une masse de cailloux arrondis , cimentée par quelque substance , telle qu’un grès , un calcaire , une argile , etc. , son premier soin sera de reconnaître la nature des cailloux. 11 examinera si la roche de ces cailloux se trouve en place dans le voisinage ; car il est évident que les cailloux doivent être plus anciens que le conglomérat qui les renferme. Puis , si les cailloux sont de plusieurs sortes, il déterminera la proportion relative de ceux de chaque nature différente. 11 arrivera de la sorte à pouvoir juger des distances relatives depuis lesquelles ils ont été transportés à leur place actuelle , ainsi que de la direction de la force qui les transportait. Nous devons ici avertir l’observateur de se tenir en garde contre une circonstance qui pourrait l'induire en erreur. Un conglomérat peut être composé eu partie de cailloux provenant d’un conglomérat plus ancien , et en partie de fragments arrondis de roches plus simples , telles que des grès, des calcaires, etc. Dans ce cas il serait à propos de connaître la composition du conglomérat plus ancien avant que de chercher à juger d’où proviennent certains cailloux du moderne. 11 est encore une autre circonstance qu’il ne faut point négliger. 11 arrive parfois que l’on trouve dans un conglomérat des fragments, arrondis que l’on ne peut rapporter à aucune roche connue, soit du joisinage , soit de localités même fort éloignées. Nous avons reconnu cc fait dans des conglomérats (de l’époque du grès rouge) dans lesquels on trouvait des cailloux trappéens , produits probablement d’une manière assez analogue aux laves des volcans modernes. Dans de tels cas il faut ou quo ces cailloux aient été rejetés par un cratère volcanique, ainsi qu’il arrive fréquemment de nos jours, ou qu’ils aient fait partie de masses trappéennes ou autres , qui aujourd’hui sont cachées par le conglomérat lui-même.
k. On donne le nom de brèche à des fragments anguleux do roches préexistantes, cimentés par du calcaire, de l’argile, du grès, etc. D’après la forme des fragments on peut conclure qu’ils
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n’ont point été exposés à un grand frottement, et que par conséquent ils n’ont pas beaucoup voyagé. On doit s’attendre natu- * Tellement à trouver les brèches composées presque exclusivement de fragments des roches sur lesquelles elles reposent. Si a (fig. 115) représente la coupe d’un massif composé de, couches calcaires,
b , et d’un grès siliceux c, avec des brèches de t e de chaque côté du massif, on peut dire d’une manière générale que la brèche d sera composée de fragments du calcaire b , tandis que celle en e résultera de fragments du grès c; et cependant d et e auront pu être formés contemporaincmcnt , les causes qui ont fracturé en partie les couches b et c et celles qui en ont réuni les fragments en brèche, ayant agi simultanément aux deux côtés du massif a.
l. Il arrive quelquefois que l’on trouve dans une même couche un mélange de fragments anguleux et de cailloux arrondis. L’observateur devra examiner avec soin la nature des fragments et celle des cailloux , les différences qui peuvent les distinguer , et leur proportion relative; il cherchera à voir si l’ensemble du phénomène rappelle un ancien rivage sur lequel il se serait trouvé des fragments d’une même roche , les uns anguleux , les autres plus ou moins arrondis; ou bien, si les cailloux arrondis ont été transportés de loin et mêlés à des fragments anguleux de roches qui sont en place à côté de la brèche. On voit quelquefois une série puissante de couches, composée alternativement de conglomérats et de brèche, ou bien une couche puissante de conglomérats qui repose sur une couche analogue de brèches , et vice versa. Il faudra prendre note de tous ces faits , ainsi que des circonstances qui les accompagnent.
m. Toute distinction entre un conglomérat à grains fins et un grès à gros grains est nécessairement arbitraire jusqu’à un certain point; car ce ne sont là que deux manières d’exprimer un état d’atténuation par le frottement de la matière détritique , intermédiaire entre les gros fragments et une fine poussière. On pourrait peut-être donner Je nom de conglomérat à une roche détritique, toutes les fois qu’elle est composée eu très-grande partie de grains arrondis assez volumineux pour qu’on puisse reconnaître la nature
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de la roche dont ils proviennent. Lorsqu'un observateur trouve un conglomérat dont le grain diminue peu à peu , de manière à ce que la roche passe finalement à un grès, il serait à désirer qu’il tienne note de toutes les circonstances de ce changement. Si la roche a été formée en son entier sur une surface préexistante , à l’aide de détritus poussés en avant par une masse d’eau courante , l’observateur pourra , dans plusieurs cas , reconnaître la direction du cours d’eau , lors même que la roche devient un grès , d’après les plans obliques à la stratification, tels que ceux que l’on a représentés dans la figure 116, dans laquelle on peut juger par ana-
Fig. 116.
logic que la -couche a a été formée de détritus qu’une eau courante poussait sur le fond de son lit, ainsi que nous l’avons indiqué précédemment ( page 54 ). On peut souvent découvrir les plans de ces feuillets obliques en enlevant petit à petit les portions désagrégées des grès , et alors on peut en reconnaître le plongement et la direction , en s’y prenant comme pour déterminer le plongement et la direction des couches (page 141). En procédant ainsi, l’observateur peut se faire une idée générale de la direction de la force qui a transporté les grains de sable qui forment le grès , en considérant que cette direction a dû être perpendiculaire à celle des feuillets , et opposée à leur plongement ; car c’est ainsi qu’on peut s’expliquer que les grains de sable étaient poussés sur le plan incliné des feuillets préexistants vers le fond de l’eau, b. Nous disons, une idée générale , car on ne peut guère supposer que la ligne suivant laquelle les grains de sable sont poussés en bas, et tombent au-dessous de l’eau couranie, ligne qui s’avance successivement, soit toujours une ligne droite ; ce serait plutôt une courbe irrégu- Jièrc qui, vue en plan, pourrait être analogue à la figure 117; et
Fig. 117.
il deviendrait nécessaire d’avoir une moyenne générale de la direction des feuillets obliques au plan de la couche , afin de pouvoir
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déterminer la direction du mouvement de l’eau qui poussait les grains de sable.
n. L’observateur trouvera que les feuillets obliques des roches arénacées sont excessivement variables dans leurs dispositions; et comme on peut tirer plusieurs conséquences de ces dispositions, il est à désirer que les observateurs dessinent exactement tous les accidents de ce genre qu’ils pourront découvrir dans des coupes naturelles ou artificielles. Supposons que la coupe d’une suite do couches arénacces soit semblable à celle représentée dans la figure 118, on pourra conclure que la couche inférieure e a été com-
Fig. 118.
‘ ’ • : :t 'j if
posée de molécules de sable , qui étaient d’abord tenues en suspension mécanique dans l’eau ; puis la couche d aura été formée par les grains plus volumineux, que le cours d’eau poussait sur son fond ; la couche c aura été déposée encore comme celle e ; la couche b comme celle d , et enfin la couche a comme c et e. Si les plans des feuillets des couches b et d coïncident les uns avec les autres,, on pourra en inférer encore que le cours d’eau, dont le frottement sur le fond de son lit faisait avancer les grains de sable , avait dans les deux cas la même direction. L’observateur trouvera quelquefois une grande confusion dans la direction des feuillets; il trouvera des sables plus ou moins grossiers et même des conglomérats mêlés les uns aux autres , ce qui le portera à conclure qu’il y avait une grande confusion dans les directions et les vitesses des masses d’eau qui poussaient les détritus, ou qui, perdant, par une diminution da cette vitesse, la faculté de tenir ces détritus en suspension mécanique , les laissaient déposer sur le fond de leur lit. ,
o. D’après toutes les analogies on doit considérer les conglomérats et les brèches comme ayant été jadis des amas désagrégés de cailloux arrondis ou de fragments anguleux de roches préexistantes,' qui ont été réunis postérieurement en une masse compacte , par le ciment qui est intercalé aujourd’hui entre les divers fragments.
TERRAINS FOSSILIFÈRES
Le* grès résultent do meme de sables incohérents cimentés par une cause postérieure. On peut conclure de là que les schistes marneux, les ardoises, les marnes et les argiles, ont été jadis de la vase, qui a pris par la suite l’aspect de roches diverses, suivant sa composition et les diverses circonstances auxquelles elle a été, exposée. Plus la matière suspendue mécaniquement dans l’eau était atténuée, plus le dépôt qui en résultait lorsque les circonstances permettaient la chute des détritus au fond de l’eau, devait être étendu et uniforme; dès lors ou doit s’attendre, dans l’étude des terrains fossilifères, à voir les marnes, les argiles et les schistes marneux ou argileux , conserver leur uniformité de caractères sur des distances horizontales pins grandes que ne le font les grès , et ceux-ci être moins variables que ne le sont les conglomérats. Ces variations de structure des dépôts sédimcntaircs , sont un des points sur lesquels l’observateur doit porter toute son attention , en recherchant quelles sont les circonstances qui peuvent avoir donné lieu aux divers changements que l'on rencontre.
p. On trouve fréquemment dans les grès et les argiles des concrétions et des nodules sphériques ou sphéroïdaux, qui sont beaucoup plus durs que la roche dans laquelle ils sont disséminés. I/observateur remarquera si ces concrétions sont alignées parallèlement au plan de la stratification , ainsi qu’on l’a figuré en a (fig. 119), ou bien, si elles sont distribuées irrégulièrement dans
Fig. 119.
la roche. 11 examinera. si les nodules sont composés de couches concentriques ou de lamelles parallèles au plan des couches ; il devra reconnaître si la matière en dilîère de celle de la roche dans laquelle ils sont disséminés ; si les concrétions peuvent ou non résulter d’une agrégation des molécules homogènes, telles que le carbonate de chaux , etc. , qui se seraient séparées de la masse de la roche après son dépôt. 11 arrive quelquefois aussi que ces concrétions s'étendent en forme de couches imparfaites, comme
x*cr. ■
‘ TERRAINS FOSSILIFÈRES. 173
en b , de manière que , lorsque l’on enlève la marne , l’argile ou le grès qui les recouvre , on a une série de masses irrégulières , aplaties , disposées dans un même plan , qui , vues d’en haut , ont l’apparence indiquée dans la figure 120, dans laquelle les parties
Fig. 120.
ombrées représentent les masses aplaties solides, et celles pointillécs la roche encaissante. On devrait prendre note de tous les faits analogues qui peuvent conduire à des recherches théoriques importantes.'
q. On trouve plus ou moins fréquemment des calcaires de diverse nature alternant avec les roches ci-dessus, que l’on appelle mécaniques , d’après l’origine qu’on est conduit à leur assigner suivant toute probabilité. Quelques-uns de ces calcaires peuvent avoir été formés aussi par voie mécanique, tandis que d'autres doivent avoir été formés par suite de quelque changement chimique survenu dans l’eau qui tenait en solution le carbonate de chaux, de manière à ce que ce sel se déposât au fond de l’eau ; on aurait un tel changement par la perte de l’acide carbonique, disséminé précédemment dans l’eau , à laquelle il donnait la propriété de dissoudre le carbonate de chaux. L’observateur examinera la compacité et les autres caractères de ces calcaires , et leurs relations avec les couches auxquelles ils sont associés. 11 est des grès siliceux qui ressemblent tellement à certains calcaires , qu’il faut plus de soin pour les distinguer que ne pourrait le croire l’observateur qui n’a pas une grande habitude d’examiner des roches. 11 est donc à désirer que l’observateur soit pourvu d’un petit flacon contenant un acide, quelconque ( l’acide muriatique est celui qu’on emploie le plus fréquemment) , afin de pouvoir distinguer sur-le-champ la nature de la roche qu’il a sous les yeux. Les fabricants d’instruments de physique
1 On trouvera des détails plus étendus sur l’agrégation des molécules homogènes dans les roches d’origine mécanique, dans les Recherches sur la partie théorique de la géologie , p. 65 à 70.
TERRAINS FOSSILIFÈRES
tiennent communément des flacons préparés tout exprès pour pou» voir transporter sur soi la quantité d’acide nécessaire. s
r. Nous ne pouvons, sans sortir des limites qtic nous nous sommes proposées, suivre dans tous leurs détails les diverses modifications de structure minérale qui s’observent dans les roches sédimentaires, ni les associations de dépôts mécaniques et chimiques qui se voient dans la série des terrains fossilifères. On regarde quelques-unes de ces modifications comme caractéristiques d’nne formation , et certes , elles fournissent des caractères d’une grande valeur, lorsqu’on tient compte de l’étendue de la surface sur laquelle ces caractères se soutiennent. Ainsi le calcaire bien connu, sous le nom de craie , constitue un dépôt particulier, qui s’étend depuis le nord de la France et les lies britanniques, par l’Allemagne et la Pologne , jusque dans la Russie d’Europe et d’Asie. Cependant cette variété de calcaire ne se trouve point exclusivement dans cette formation particulière, qui d’un autre côté se présente quelquefois sous un tout autre aspect que celui de la craie ; en effet , il existe des dépôts que l’on a toute raison de croire cpntemporains de la craie blanche, et qui sont formés d’un marbre calcaire noirâtre, et même de grès siliceux. Un autre groupe de c miches est appelé. ooliùque , parce que quelques-unes des couches de ce groupe sont formées , dans l’Europe occidentale , d’un calcaire composé de petits grains arrondis, souvent concrétionnés, qui ressemblent à des œufs de poisson. Cette structure n’est nullement bornée, cependant, au groupe en question ; et il est bien des couches contemporaines aux oolitiques , qui offrent une structure toute diverse.
s. Nous sommes contraint de renvoyer aux traités de géologie pour les diverses modifications de structure minéralogique qui ont . ’ lieu dans les terrains fossilifères : nous devons nous borner ici à
les signaler d’une manière générale à l’attention de l’observateur.
On ne peut espérer d’arriver à la connaissance des causes qui ont donné lieu à ces modifications, qu’en étudiant avec soin les relations des diverses couches les unes par rapport aux autres, les changements de structure qui ont lieu sur des distances horizontales, et toutes les circonstances analogues. Nous nous abstiendrons d’engager l’observateur à s’occuper d’une série quelconque de faits plus particulièrement que d’une autre, crainte de paraître vouloir influencer son opinion sur des points qui restent encore douteux ; l’observateur pourra conclure lui-mème des différents faits qu’il aura lieu d’observer, si les terrains fossilifères ont été produits par des causes de même nature que celles qui agissent de nos jours à la surface de notre planète; ou bien s’il faut faire inter-
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venir dc9 causes douées d’une plus grande énergie , des causes d’une autre nature même, afin d’expliquer en tout ou en partie les divers phénomènes observé).
t. Nous arrivons maintenant aux débris organiques, sujet de la plus haute importance , et auquel cependant nous ne pouvons consacrer que quelques pages. L’étude des fossiles, qui était négligée entièrement jadis, est devenue, il y a quelque temps, une des "branches principales de la géologie ; son importance a augmenté à mesure que celle des caractères minéralogiques des roches tombait en défaveur; et aujourd’hui on est peut-ctrc trop porté à attacher aux fossiles plus d’importance encore qu’ils n’en méritent, en négligeant entièrement les autres caractères des dépôts* sédimcntaircs. Mais nous laisserons à l’observateur le soin d'apprécier la valeur des divers caractères des terrains fossilifères, d’après letudc qu’il en fera lui-méme dans le cours de scs observations. Nous lui conseillerons, lorsqu’il eu aura l’opportunité, d’étudier dans les collections d’histoire naturelle les formes génériques dos coquilles, des zoophytes et des végétaux que l’on trouve à l’état fossile ; s’il pouvait cire aidé dans cette élude par quelque personne à laquelle ces formes fussent familières, son œil serait bientôt habitué à reconnaître les caractères les plus importants des corps organisés fossiles.
Quant à la connaissance de toutes les petites différences que l’on * suppose caractériser les diverses espèces, on ne peut l’acquérir que par une application suivie, et en comparant entre eux le plus grand nombre d’individus possible ; en un mot, c’est là une science tout entière. Le géologue qui s’est occupé de l’étude de L’écorce du globe pendant un grand nombre d’années , peut bien acquérir peu à peu des connaissances suffisantes sur les espèces fossiles; mais c’est là un résultat de longues observations , et les jeunes observateurs devront se contenter de laisser la détermination des espèces aux géologues plus expérimentés , qui se sont occupés particulièrement de ce sujet , ou bien aux naturalistes qui se sont adonnés spécialement à la zoologie et à la botanique fossiles. On croit aujourd’hui que certaines espèces de coquilles caractérisent les terrains fossilifères contemporains sur de très-grandes distances ; et comme ceux qui commencent à s’occuper d’une science, sont portés à admettre toutes les opinions du jour comme également bien fondées, il peut se faire que dans la hâte de déterminer un terrain quelconque, on croie y reconnaître des espèces qui ne se trouvent point en réalité dans la localité d’où elles proviendraient ; voilà pourquoi nous conseillons aux commençants de s’en rapporter, pour la dé-
176 TERRAINS FOSSILIFERES*
termination des espèces , à leurs devanciers. Nous n'entendons nullement entrer dans la discussion de la distinction à faire entre l’espèce et la variété ; nous ne voulons absolument qu’éviter à nos lecteurs les erreurs dans lesquelles ils pourraient tomber en cherchant à établir des déterminations fondées sur des caractères si délicats, qui ne peuvent être saisis que par ceux qui en font leur étude habituelle.
u. L’un des premiers objets qui devront fixer l’attention de l'observateur, c’est la manière de laquelle les débris organiques se rencontrent dans un terrain quelconque. Cette étude et celle de la structure minéralogique des couches qui les contiennent pourront lui apprendre comment ont été enfouis les restes d’animaux et de végétaux qui aujourd’hui se trouvent à l’état fossile. 11 devra examiner en premier lieu si ces débris offrent quelques signes d’avoir été roulés ou transportés de distances plus ou moins grandes, ou bien si leurs formes sont tellement conservées que l’on puisse conclure en toute sûreté qu’ils ont vécu et ont été enveloppés par la matière des couches à la place relative qu’ils occupent aujourd’hui. Supposons que dans la coupe suivante (fig. 121) les couches
Fig. 121.
a, b et c, sont l’une un grès, l'autre calcaire, et la troisième marneuse , et que chacune des couches contient des coquilles fossiles ; mais que les coquilles du grès sont fracturées et usées par le frottement, tandis qu’elles sont parfaitement conservées dans le calcaire, et que dans la marne elles sont comprimées ou écrasées, quoique d’ailleurs entières. L’observateur sera en droit de conclure que les coquilles qui se trouvent dans le grès ne sont point à la place où ont vécu les mollusques dont ces coquilles sont les dépouilles ; tandis qu’il peut en être tout autrement des coquilles que l’on rencontre dans le calcaire et dans la marne. Nous avons supposé en outre que les coquilles étaient comprimées dans la marne, tandis qu’elles conservaient toutes leurs formes dans le calcaire. On comprendra facilement qu’une telle disposition peut résulter de la pression exercée sur la marne par le poids des couches qui se sont déposées au-dessus. Dans le calcaire , au contraire, à mesure
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que les molécules s’en accumulaient, elles enveloppaient les coquilles d’une matière solide, résistante, de manière que le tout formait d’abord une masse compacte, dans laquelle les coquilles étaient à l’abri de toute compression ultérieure. Ce ne serait pas là le cas pour les coquilles enfouies dans la marne, que nous supposons, suivant toutes les analogies, avoir été d’abord à l'état de vase, de sorte que , lorsque cette vase a été comprimée par les couches supérieures, les coquilles ont dû en être écrasées sur place.
Il ne faut point conclure de ce que nous venons de dire* que les restes organiques que l’on trouve dans les grès doivenj nécessairement être usés ou roulés , tandis qu’ils seraient toujours bien conservés dans les autres terrains ; car souvent on trouve dans les grès des fossiles à un état parfait de conservation. Nous avons voulu seulement appeler l’attention de l’observateur sur l’état le plus habituel des fossiles dans les couches de diverse nature, et indiquer les rapports qui existent entro la nature minéralogique de ces couches et la conservation plus ou moins parfaite des restes organiques.
v. Il est à désirer que l’on tienne compte de tous les faits qui peuvent faire juger si les restes organiques animaux et végétaux, que l’on peut découvrir, ont été enfouis tranquillement sur place, ou bien s’ils ont été transportés par des courants d’eau qui roulaient à la fois , ayt? ces débris , des graviers , des sables et de la vase. Il serait difficile de concevoir que les calcaires aient été produits autrement que par un dépût tranquille, si ce n’est ceux qui résultent d’une agrégation de molécules de carbonate de chaux, qui se seraient séparées de la vase après son dépûl. L’observateur ne se trompera donc guère en admettant que les diverses couches calcaires ont été respectivement déposées au fond d’une masse d’eau, et que tout changement dans les fossiles de ces couches provient d’un changement correspondant dans les espèces des animaux qui vivaient sur ce fond, aux restes desquelles seront venus se joindre accidentellement des débris d’animaux et de végétaux, charriés de distances plus ou moins grandes. Toutes les fois donc, qu’un observateur trouve une couche calcaire contenant des fossiles, il a devant lui une partie du fond d’une ancienne mer ou d’un ancien lac ; à moins que la structure de ce calcaire n’indique qu’il a été produit par des incrustations successives de carbonate de chaux sur des gazons ou d’autres substances, incrustations qui auraient résulté de l’évaporation de l’eau qui tenait ce sel en solution , ainsi que la chose arrive fréquemment sur différents points des continents actuels.
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Lorsqu’un observateur trouve que les fossiles sont disposés suivant des plans parallèles à la stratification générale du terrain, ainsi que dans le dessin ci-joint (fig. 122), dans lequel les lignes
Fig. 122.
interrompues, parallèles aux plans des couches, indiquent des plans marqués par des fossiles marins , il pourra conclure en toute sûreté qu’il a devant lui la coupe de plusieurs fonds successifs de .la mer; que les fossiles de chaque couche se ’sopt accumulés successivement sur ces différents fonds , et qu’ils y ont été recouverts tranquillement, un lit après l’autre, dans l’ordre de leur superposition relative. Afin de nous faire mieux comprendre', nous supposerons que l’escarpement est composé d’un grès silicéo-calcaire a } d’un grès siliceux à grains plus grossiers b; d’une marne ou argile c ; et d’un grès argilo-siliteux d. L’observateur pourra conclure, à en juger du moins par cette localité, que le fond de la mer était d’abord un sable vaseux, puis de la vase, plus tard un sable grossier, enfin un sable contenant une grande quantité de carbonate de chaux disséminé. Ce seraient là les grands changements qu’au-; rait subis le fond de la mer dans laquelle s’est déposée la masso qu’il a devant les yeux; on pourrait, jusqu’à un certain point, juger des changements de second ordre , d’après le nombre des. plans de fossiles qu’on distingue dans chaque couche.
11 est des dépôts, tels que les marnes et leurs analogues, dans lesquels l’accumulation des molécules détritiques très -atténuées ; parait s’être opérée avec une telle continuité , qu’il est très-difficile d’y distinguer les fonds successifs de la mer ou du lac sur lesquels sc faisait le dépôt ; dans ce cas , on peut quelquefois parvenir à
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reconnaître ces fonds d’après les plans suivant lesquels sont distribués les restes singuliers d’excréments, auxquels on donne le nom de coprolites , et dont on doit la connaissance aux travaux do -II. Ituckland. 11 peut arriver souvent, sur des fonds de vase, que les fossiles ne se déposent point suivant des plans, quelques animaux habitant dans la vase à différentes profondeurs, et les parties solides des mollusques, des poissons, des sauriens, etc., tendant aussi à s’enfoncer à des profondeurs variables , suivant leurs pesan- fc tours spécifiques relatives. Les excréments des poissons et des sauriens aquatiques peuvent s'étre accumulés en ubondance sur de tels fonds, et les avoir recouverts d'un lit de matière coprolitiquc, dont une partie peut bien, à la vérité, d’après sa plus grande pesanteur spécifique, s’étre enfoncée plus que le reste, mais dont l’ensemble, pris en masse, recouvrira des surfaces dont l'étendue dépendra de celles qu’occupent les animaux marins. L’observateur aura, lieu de reconnaître dans les diverses coupes des accumulations dont il s’agit, que l'état de choses que nous avons supposé n’est nullement improbable ; il ne doit pas croire cependant que les coprolites ne puissent point se trouver isolés, car on en trouve ainsi très-communément.
<v. Lorsqu’on rencontre des débris organiques accumulés pèloméle, sans aucun ordre, sans aucune trace de parallélisme au plan des couches qui les renferment, on ne peut guère admettre que ce soient là des restes d’animaux ou de plantes qui auraient vécu au fond d’une mer ou d’un lac, où ces restes auraient été recouverts successivement par des dépèts tranquilles-, ni que ces restes aient été charriés successivement, et déposés peu à peu sur le fond préexistant de cette mer ou de ce lac. Dans ce cas, il faut que l’observateur cherche à découvrir de quel point a pu être transportée cette masse mélangée de fragments organiques et inorganiques , en examinant la nature minéralogique des fragments de roches, et les comparant , ainsi qu’il a été indiqué plus haut , aux roches qui se trouvent en place à une plus ou moins grande distance.
x. En comparant les formes des différents fossiles qu’on a découverts jusqu’à cc jour, aux animaux et aux plantes qui existent actuellement, on a pu conclure que ces fossiles sont les restes d’animaux et de végétaux qui , comme ceux de nos jours , se partageaient eu terrestres , fluvialilcs , lacustres et. marins. 11 peut bien y avoir lieu à discussion quant aux points de détail; savoir, par exemple, si une espèce particulière doit ou non être considérée comme marine; mais rien ne parait devoir faire révoquer en doute l’exactitude de la conclusion générale. Nous sommes contraint de ren-
1 80 TKRRA1NS FOSSILIFERES.
voycr aux traités de géologie, pour les diverses indications que l’on a tirées de la nature et de la distribution des fossiles, sur 1 état des différents points de la surface terrestre à des époques géologiques données. On trouve quelquefois des animaux et des plantes terrestres mêlés aux aquatiques ; ce mélange à pu évidemment se faire de deux manières différentes. 11 se peut que tou» les fossiles aient été charriés à la fois dans une même masse d’eau courante, de laquelle ils se seraient séparés lorsque, sa vitesse diminuant, elle aurait perdu la force de les transporter plus loin; ou bien, les animaux et végétaux terrestres peuvent avoir clé transportés, avec plus ou moins de violence, de la terre ferme dans la mer, au fond de laquelle les débris terrestres auraient été recouverts, * ainsi que ceux des animaux marins., par les dépôts qui se seraient formés plus tard ; on expliquerait de même le mélange d’animaux et végétaux terrestres avec les lacustres. Nous avons indiqué déjà (page 81) comment les restes organiques sont enfouis dans les dépôts qui se forment de nos jours ; nous laisserons maintenant l’observateur juger par lui-même si les causes qui agissent de nos jours peuvent donner une explication satisfaisante des différents phénomènes qu’il aura lieu d’observer relativement à la distribution des fossiles dans les couches de l’écorce terrestre.
y. Lorsqu’un observateur découvre une coquille fossile, il devra noter quelle est sa position relativement au plan de la stratification de la couche dans laquelle se trouve cette coquille; car on est en droit de conclure que le plan de la couche était le plus souvent sensiblement parallèle à l'horizon lors de son dépôt. Si c’est une univalve, op peut avoir quelque difficulté à savoir si l’animal était vivant ou mort lorsque la coquille a été fixée dans sa position actuelle ; quant aux bivalves, il n’est nullement probable que l’animal fût vivant si les deux valves sont ouvertes et parallèles au plan de la couche , soit d’ailleurs que la concavité en regarde vers le haut ou vers le bas. Si c’est une coquille chambrée, celle d’une ammonite, par exemple, ou d’un nautile, on devra remarquer si elle est posée à plat ou quelle est sa position. On peut, jusqu’à un certain point, juger si l’gmmal, vivant ou mort, se trouvait dans la coquille au moment où celle-ci a été enfouie par la matière de la roche, d’après l’espace qu’a occupé celte matière à l’intérieur de la coquille. Supposons que la figure 123 représente la coupe d’une ammonite enfermée dans un fragment de roche, et que la première chambre extérieure, a, de la coquille ne soit remplie qu’en partie de la matière de la roche (d’un calcaire argileux, par exemple, comme celui qui est si fréquent dans le lias), tandis que vers l’intérieur
TERRAINS FOSSILIFERES.
Fig. 123.
il y aura des chambres qui seront restées vides ou qui auront été remplies plus tard de carbonate de chaux cristallisé, eu d’autres substances ayant pu filtrer à travers la roche à l’état de solution aqueuse : on pourra conclure qu’il y avait un obstacle dans la première chambre de la coquille, lorsque celle-ci a été enveloppée par la matière de la roche, obstacle qui a empêché que cette matière ne remplit la partie intérieure de la cavité ; et l’observateur no se tromperait probablement pas de beaucoup en pensant que cet obstacle était le corps de l’animal. 11 pourra donc conclure que l’ammonite dont il s'agit a été enveloppée par la matière de la roche pendant que l’animal en était encore vivant , ou du moins avant qu’il n’eut le temps de se décomposer.
Si l’on trouve des échinites (communément appelés oursins), il faudra observer s’ils sont tournés la bouche en bas, comme ils se tiennent habituellement lorsqu’ils sont à l’état de repos : dans les espèces qui sont armées de longues pointes, on remarquera si ces pointes sont attachées encore au corps de l’animal ; car s’il en était ainsi, il paraîtrait probable que l’animal a été enveloppé par la matière de la roche pendant qu’il vivait encore, ou du moins avant que la décomposition de l’animal fût assez avancée pour queles pointes se détachassent du corps. On peut de cette manière, en observant si les parties solides des encrinites, des insectes, des poissons, des reptiles et des mammifères, sont encore dans la même position relative qu’elles occupaient lorsqu’elles étaient liées entre elles, par les parties molles de l’animal, arriver à connaître plusieurs détails sur la manière d’ètre de ces animaux avant qu’ils fussent enveloppés par la matière do la roche. Si, par exemple, un observateur trouve, ainsi qu’il est arrivé, un saurien fossile dont tous les ossements sont à leur place respective, dans un ordre aussi parfait que pourraient l’étrc ceux d’un squelette dans.
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une préparation oStéologique , il est en droit de conclure que l’animal était vivant lorsqu’il a été enveloppé par la matière sédimentairc ; ou du moins que le dépôt de cette matière s’est opéré d’une manière assez rapide pour que les animaux de proie n’eussent point le temps d’en déplacer les ossements, ou que la décomposition des parties molles ne laissât ces ossements se détacher les uns des autres. L’état parfait de conservation de certains fossiles est véritablement un fait remarquable : les minces écailles qui recouvrent la ‘peau des sauriens, se trouvent dans un ordre si régulier dans quelques échantillons d’ichtyosaures fossiles , que l’on croirait voir la peau même de l’animal. On a trouvé des contenus des intestins de poissons et de sauriens, non-seulement dans la position relative qu’ils devaient avoir dans le corps de l’animal, mais conservant encore la forme de l’intestin dans lequel ils étaient enfermés au moment de la mort de l'animal. M. Agassiz a trouvé que dans un grand nombre de poissons fossiles la capsule de la prunelle des yeux est parfaitement conservée.
Tandis que quelques-uns des restes organiques qu’on trouve dans les couches terrestres y sont à un état de conservation tout aussi parfait que les préparations d’un cabinet d’anatomié comparée, d’autres de ces débris sont épars sans aucun ordre, de manière à prouver que les parties molles en ont été décomposées, et les solides détachées et entraînées par les eaux , ou bien , que des animaux carnivores ont déchiré les cadavres de leurs proies et ça ont dispersé les ossements. Quelquefois les ossements de mammifères terrestres sont recouverts d’hultrcs fossiles ou d’autres animaux ayant des habitudes analogues ; l’observateur en conclura que ces ossements ont été transportés , dépouillés de leur chair, au fond de la mer ou d’un golfe à l’embouchure d’une rivière, où les huîtres auront pu les envelopper.
Il serait inutile d’insister davantage sur toutes les conclusions que l’on peut tirer de la manière dont les débris organiques se trouvent, dans les couches terrestres ; les remarques précédentes suffisent pour prouver combien il importe d’observer correctement la manière d’étre des fossiles. Nous ajouterons seulement, que tandis que certaines plantes fossiles ont évidemment été charriées lentement ou avec violence jusqu’à la position qu’elles occupent aujourd’hui , il en est d'autres qui pereent plusieurs couches de suite ou s’élèvent verticalement, de manière à indiquer, suivant toute probabilité, qu’elles ont été enveloppées lentement à la place où elles végétaient, parla matière des couches dans lesquelles elles sont aujourd’hui contenues.
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z. 11 nous reste à donner quelques avertissements sur la manière de recueillir les échantillons soit des roches sédiincntaircs , soit des fossiles qui y sont renfermés. O 11 doit prendre les échantillons d’une roche à des profondeurs telles que les agents atmosphériques n’aient pu la dégrader, si l’on veut que ces échantillons donnent une idée véritable de la nature de la roche. Quelquefois la roche n’est presque point dégradée, et l’on peut en prendre de bons échantillons tout près de la surface ; taudis qu’aillcürs ce n’est que par les travaux des carrières ou d’autres excavations artificielles qu’on peut arriver aux parties saines de la roche. L’observateur devra , dans les différents cas , choisir ses échantillons dans les localités les plus propres à donner une idée exacte des caractères des roches. 11 est en outre à désirer qu’il recueille des échantillons qui indiquent les divers degrés de dégradation qu’ont subis les roches par suite de l’action des causes atmosphériques; ces échantillons devront nécessairement être pris à la surface meme des couches ou tout près de cette surface. Les échantillons devront en général être choisis de manière à représenter la structure générale des roches ; leurs dimensions dépendront du plus ou moins de facilité que l’observateur aura de les transporter. En- tout cas ils doivent être d’un volume suffisant pour qu'on y retrouve les principaux caractères de la roche à laquelle ils appartiennent. Après les avoir recueillis, on les enveloppera avec soin dans du papier, eu y joignant une étiquette contenant l’indication de la localité, ou bien on fera une marque particulière sur l’échantillon et sur l’étiquette , pour renvoyer au carnet des notes, dans lequel l’observateur écrira au fur et à mesure toutes les remarques particulières , qu’il accompagnera de coupes toutes les fois que la chose sera possible.
Lorsqu’un observateur trouve dans une couche un reste de corps organisé, il devra l’en extraire avec soin et patience, de manière à le conserver dans son entier et le rendre utile aux progrès de la science; faute de quoi l’échantillon pourra être entièrement perdu. 11 est quelquefois impossible de réussir à enlever un fossile sans le dégrader; mais il faut au moins que l’observateur fasse tout son possible pour y réussir. Lorsque la structure d’un fossile est très-délicate, il ne faut poilt chercher à l’extraire sur place de la roche qui le contient ; l’observateur devra au contraire tâcher d’enlever tout ce qu'il faut de la couche pour faire comme un étui au fossile , quelles que doivent cire d’ailleurs les dimensions de ce fragment. Que si malheureusement il s’apercevait avoir laissé dans la roche une partie du fossile, il devrait s’efforcer d’enlever encore ce reste, de manière à emporter avec* lui tout ce qui existe du
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corps organisé en question. Dans tous les cas il ne devra point nettoyer un fossile sur place, quelque aisée que la chose puisse lui paraître ; l’enveloppe de roche solide qui lui sert d’étui en rendra toujours le transport plus facile ; aussi les fossiles de diverses collections y sont-ils d’autant mieux conservés que l’on a pris moins de soin de les nettoyer avant leur arrivée au lieu meme de leur destination.
11 arrive quelquefois qu'un fossile est tellement cassant, que les vibrations dos coups donnés sur la roche qui l’enveloppe suffisent à le faire voler en éclats malgré toutes les précautions possibles. Si les éclats sont volumineux , on peut les marquer et les remettre ensemble plus tard ; mais nous conseillons à l'observateur, lorsqu’il voit qu'un fossile commence à se fendiller, de prendre de l’argile un peu ferme , s'il peut s’en procurer sur le lieu , et de la presser fortement sur l’osscmcnt ou le débris organique quelconque qu’il cherche à extraire. Ce procédé nous a réussi fort souvent. Sans douto qu’il vaudrait mieux employer de la cire ou autre substance analogue ; et l’on peut en effet avoir avec soi un peu de cire pour empâter les échantillons d’un petit volume, mais la choso est impraticable avec les grands fossiles. Lorsqu’il s’agit de morceaux très-rares ou d’une grande importance, qui sont à découvert en partie, et dont la roche enveloppante est trcs-faible, il vaut quelquefois la peine de préparer du plâtre sur le lieu même et de couvrir le fossile (le squelette d’un poisson ou d’un sauricn, par exemple) d’un enduit épais, de manière à ce que la partie découverte du squelette se trouve enveloppée dans un bloc de plâtre. On pourra alors enlever le fragment de la roche friable qui entoure le reste de l’animal, et on Unira par avoir le squelette entier, contenu en partie dans du plâtre, dont on pourra facilement le débarrasser plus tard, si on le juge à propos.
Lorsque l’on rencontre des ossements épars , mais d’ailleurs bien conservés, il arrive souvent que l’on peut, en cherchant avec beaucoup de soin , restaurer une grande partie du squelette d’un animal quelconque; de sorte que, si un observateur trouve un ossement isolé bien conservé, il ne devra point se hâter de conclure qu’il n’existc pas près de là d’autres parties du même squelette; il devra au contraire examiner avec soin s’il ne trouve point d’autres ossements à peu de distance. Il est arrivé quelquefois quo la première indication d’un squelette parfaitement conservé a été l’extrémité d’ùn petit ossement faisant saillie à la surface de la roche. Dans ces cas il est nécessaire d’avoir une connaissance générale de la structure du squelette qui est ainsi enseveli , si l’on veut l’extraire à un état de"conservalion passable; quant à en oh-
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tenir toutes les diverses parties, il faudrait connaître en détail l’ostéologic de l’animal. Un observateur qui débute dans la science ne peut donc espérer de réussir aussi bien que les personnes plus expérimentées; mais le premier saura au moins, par ce qui précède, que la rencontre accidentelle d’un petit ossement peut conduire quelquefois, si l’on sait y mettre tout le soin nécessaire, à la découverte d’un squelette tout entier. Dans plusieurs roches schisteuses il arrive que les fossiles, tels que des poissons ou des plantes, sont très -abondants entre les feuillets, mais comprimés jusqu à une épaisseur si mince , qu’on ne peut guère les apercevoir dans une fracture coupant le plan des feuillets. Lors doue qu’un observateur a lieu do soupçonner qu’une roche schisteuse contient de telles empreintes de fossiles, il devra chercher à frapper avec le marteau les fragments de la roche de manière à la débiter suivant le plan des feuillets. Il pourra recueillir de cette manière une multitude déplantes fossiles, dont il existait a peine quelque trace dans les fractures transversales de la roche.
Quant à la manière de transporter les fossiles, il faudra envelopper les petits et les plus délicats dans du coton et les placer dans de petites boites ; on enveloppera les autres dans dn papier, à moins qu’ils ne soient trop volumineux. On prendra les mêmes précautions que nous avons indiquées plus haut ( page 183), relativement à la manière, d’étiqueter les échantillons et noter les localités desquelles ils proviennent. Au lieu d’in sac, tel que ceux dans lesquels on a coutume de transporter les échantillons ordinaires, l’observateur trouvera un grand avantage à avoir un panier comme ceux dont se servent les pécheurs à la ligne. Lorsque les échantillons sont volumineux et sujets à être brisés par toute secousse un |>cu brusque, tels que le sont lo plus souvent les squelettes de sauriens contenus dans des roches schisteuses, nous recommandons particulièrement à l’observateur de ne point les faire voyager sur des voitures sans ressort, s’il peut s’en dispenser, et d’adopter autant que possible le transport par eau.
XXIII. Terrains non fossilifères , dans lesquels on n'a point découvert jusqu'ici de débris organiques. Nous avons indiqué déjà (p. 7) les caractères généraux de ces terrains : il ne nous reste ici qu’à donner quelques conseils sur la manière de les étudier. C’est leur structure minérale et leur ordre relatif de superposition qui doivent faire l’objet des recherches de l’observateur.
a. Nous renverrons encore une fois aux traités de géologie, pour ce qui concerne les noms que l’on a donnés aux diverses associations minérales qui appartiennent à la classe de terrains dont nous
TERRAINS NON FOSSILIFÈRES
allons nous occuper. On a suppose qu’il existait des couches d’origine en apparence mécanique, qui se trouvaient intercalées dans les terrains cristallins de la classe non fossilifère, que nous bornerons exclusivement ici aux terrains inférieurs au groupe fossilifère de la grauwackc; l’observateur devra cherchera s’assurer de ce fait, quand il se trouvera étudier des terrains évidemment inférieurs à la grauwackc. Nous disons , des terrains évidemment inférieurs à la grauwacle , parce que dans certains distripls dans lesquels, ainsi que nous le verrons par la suite, les couches ont subi des modifications, elles ressemblent quelquefois aux roches des terrains non fossilifères proprement dits, et alors on y trouve fréquemment des couches ayant conservé leur texture sédimentaire par suite des inégalités de l’aetiou qui a modifié ces terrains.
b. Les couches non fossilifères subissent quelquefois, dans le sens de leur direction, des .bangcmenls de structure minérale qu’il est fort intéressant de suivre. Supposons que l’observateur se trouve dans un district de terrains non fossilifères , dont la figure 124
Fig. 124.
offre le plan ; supposons encore que les couches a, b, c, </, sont dirigées de l’Est à l’Ouest, et qu’elles plongent fortement au Sud. Nous imaginerons que l'observateur examine avec soin la côte op- m cidcntale, et qu’il trouve que les couches a sont de l’amphibolite, composée presque exclusivement de feldspath et d’amphibole , et partagées en un grand nombre de petites assises; les couches b du micaschiste, composé de mica et de quarz ; c un gneiss, formé de quarz , de feldspath et de mica ; et d le même micaschiste que b. Après avoir étudié cette partie de la côte, supposons que l’observateur double le cap p pour arriver à la côte orientale , et qu’il trouve, ainsi qu’il s’y attendait d’après la direction des couches, que le micaschiste se continue jusqu’au point f, où il croira trouver le même gneiss qu’à la côte occidentale. Imaginons, qu’au lieu de trouver ce gneiss, le micaschiste continue vers le Nord tout le
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long de la côte. 11 pourra penser d’abord que les terrains de 1 Est ont été rejetés vers le Mord par les effets de failles situées entre les deux côtes. Mais s’il continue à ne rencontrer que des micaschistes jusqu’à cc qu’il arrive au point auquel, si la direction des couches était constante et qu’il n’y eût point de failles, il devrait retrouver le micaschiste b, que nous supposerons caractérisé par une multitude de grenats, et qu’il l'y trouve en effet, l'observateur pourra commencer à croire qu’il y a quelque modilication dans la masse du terrain non fossilifère, en suivant la direction des couches d une côte à l’autre; et s’il trouve en outre que les couches a sc terminent à l’Est en une roche schisteuse, composée, par exemple, de mica, d’amphibole et de feldspath, il aura tout lieu de sc confirmer dans cette opinion.
c. Dans do telles circonstances l’observateur devra traverser le pays entre les deux côtes et suivre, autant que possible, au moyen des coupes naturelles et artificielles qu’il pourra découvrir , les diverses masses a, b, c, d, d’une de leurs extrémités à l’autre , en notant les divers changements minéralogiques qui ont lieu peu à peu dans la nature de ces masses et dans le sens de leur direction.
Il ne faut point conclure , cependant , de cc que l’on trouve des changements de structure minéralogique dans une ou plusieurs séries de couches, telles que celles a, b, c, d , que des changements analogues doivent se reconnaître dans toutes les assises de ces terrains j il arrive souvent que quelques-unes des assises sont très-constantes dans leurs caractères, malgré les changements que peuvent subir les couches auxquelles elles sont associées. C’est précisément en
• tenant un compte exact et détaillé de toutes les différences entre les modifications des couches que l’observateur peut espérer d’arriver à la connaissance des causes qui les ont produites.
d. 11 est é\ ident qu’il faut apporter le plus grand soin au choix des échantillons que l’on recueillera pour constater les changements qui peuvent avoir lieu dans la structure des couches. Des différences minéralogiques , en apparence fort grandes, peuvent souvent provenir de changements peu importants dans les proportions chimiques des éléments des roches. Cependant , comme les calculs que l’on a faits de la composition chimique des roches , ne sont qu’approximatifs , et que dans cette approximation .on a admis que les minéraux cristallins qui composent ces roches ont la même composition chimique absolument que ceux dont on a fait l'analyse sur des échantillons parfaitement purs, il est à désirer que des 4 chimistes habiles veuillent bien entreprendre de faire l’analyse d’échantillons pris dans les roches elles-mêmes. Le chimiste qui
188 t&rrjmns non fossilifères.
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choisirait un district composé bien évidemment des terrains ^ nous occupent , qui noterait les divers changements minéralogiques qui y ont lieu dans le prolongement des couches, et qui analyserait avec soin les échantillons qui pourraient indiquer la nature même des roches (gneiss, micaschiste, etc.) et les changements que les diverses assises subissent d’un point à l’autre; ce chimiste, disons-nous, ferait faire de grands progrès à l’une des branches les plus importantes de la géologie.
e. On devra étudier avec attention les relations des terrains non fossilifères avec le granité, et avoir soin de ne point confondre des. ramifications de cette roche avec des. couches granitiques qui seraient intercalées dans ces terrains. On donne communément le nom de gneiss aux masses de granité aplaties n’ayant que quelques pieds d’épaisseur, qui se trouvent intercalées dans les micaschistes, les gneiss schisteux et autres assises analogues. Mais il est diverses considérations théoriques qu’il serait prématuré de rapporter ici, et qui exigent que l’on étudie en détail les relations de ces masses aplaties avec les terrains auxquels elles sont associées; il faudra noter particulièrement si, comme dans la coupe suivante (Cg. 1 25), les assises ou masses aplaties granitiques a
Fig. 125.
augmentent en nombre et en épaisseur, à mesure que les terrains non fossilifères, c, approchent d’une autre masse de granité b , que l’on s’assurera n’avoir point été intercalée dans les terrains non fossilifères après leur formation.
f. Malgré que l’on admette en général / et probablement avec raison, qu’il n’existc point d’ordre constant de superposition parmi les terrains non fossilifères, l’observateur n’en devra pas moins prendre note de la disposition relative de ces terrains dans les districts qu’il étudiera ; et il est à désirer particulièrement qu’il porte toute son attention s<l^ la manière d être du marbre cristallin ou des * autres modifications de carbonate de chaux qui peuvent se trouversubordonnées à ces terrains. 11 devra examiner si ce marbre -cristal- . lin ou ce calcaire quelconque forme un amas enclavé daiis le micaschiste , le gneiss, etc., ou s’il passe à une autre roche par un» disparition progressive du carbonate dc y chaux.
g. Dans une contrée composée de terrains non fossilifères , on devra observer si tontes les couches ou les masses ayant l’apparence de couches sont en stratification concordante les unes avec les autres, ayant toutes la même direction et le même plongeaient , on bien s’il existe des discordances entre diverses séries de ces terrains : il faudra éviter tonies les illusions auxquelles on pourrait se laisser aller par l’existence de failles dans différentes directions.
h. Les relations entre les plus inférieurs des terrains fossilifères et ceux dont nous nous occupons dans ce moment , impliquent des questions d’une haute importance théorique; l’observateur devra donc s’appliquer particulièrement à l’étude des phénomènes de contact de ces deux classes de terrains. 11 examinera surtout s’il y a passage de l’un à l’autre des groupes, et si ce passage existe, il reconnaîtra s’il a lieu par alternance des couches respectives des deux terrains, ou bien par un changement de texture des couches fossilifères inférieures, qui deviendraient de plus en plus cristallines.
XXIV. Roches ignées , ayant été jadis à l'état de fusion. Nous avons donné ailleurs (page 21 ) les caractères généraux de ces roches ; nous nous bornerons ici, en conséquence, à indiquer la manière de les observer.
a. Dans différents pays, où il n’existe point aujourd’hui de volcans en activité, par exemple, dans le centre de la France et sur les bords du Rhin, l’observateur rencontre des monticules coniques de cendres et de lapillis, du sommet desquels divergent quelquefois des courants de laves plus ou moins scoriacées à leur surface ; en un mot , il a sous les yeux un spectacle approchant de celui qu'offriraient le Vésuve , l'Etna ou tout autre volcan en activité, si cette activité venait à cesseV, et que le pays se couvrit de végétation. On a donné à ces localités le nom de volcans éteints , quoiqu'il soit probable que de telles éruptions de cendres et de lapillis, accompagnées de courants de lave, aient eu lieu pendant une longue série d’époques géologiques antérieures à la présente, soit à l’air libre, soit sous dès eaux peu profondes.
b. Les observations que nous avons conseillées (page 93) pour les volcans en activité , peuvent s’appliquer en grande partie à ceux que l’on est ainsi convenu d’appeler volcans éteints. 11 est évident que les cratères, les cônes de cendres et de lapillis, et les courants de lave, qui ont été longtemps exposés aux dégradations opérées par les influences atmosphériques ou à l’action de masses d'eau en mouvement, auront perdu une plus grande partie de leurs caractères originaires que ceux qui, toutes choses égales d’ailleurs, ont eu à subir pendant moins longtemps les memes effets de dé T
gradation. En conséquence, plus un volcan éteint aura de ressemblance avec un volcan en activité dans scs moments de repos , plus on devra croire que ce volcan éteint est comparativement moderne. Mais cette conclusion n’est valable qu’au faut, qu’on suppose une action égale de causes égales sur des produits semblables et pendant un temps égal. Il faudra donc qu’un observateur remarque avec soin jusqu’à quel point le volcan éteint qu’il examine parait avoir été exposé toujours à l’air libre. Si, par suite de quelque changement géologique dans le niveau relatif des terres et des mers , un volcan actuellement éteint a été formé sous une petite profondeur d’eau, puis émergé; ou bien encore, si un volcan, après avoir été en activité à l’air libre , a été exposé plus tard à l’action des marées , des courants ou des brisants ; il est évident que les apparences actuelles de ces volcans ne pourront guère donner d'indices sur leur âge relatif. Prenons pour exemple l’ile volcanique de Sciacca, qui a surgi en 1831 entre l’ile de Fanlelleria et la Sicile. On sait que les brisants ont balayé l’accumulation de cendres , de lapillis et de scories, qui s’était élevée pendant quelque temps au-dessus de la surface de l’eau, et sans doute le mouvement des vagues a démoli à quelque profondeur encore la base de cette accumulation ; il en est résulté que le cratère a été complètement effacé, et le cène volcanique démoli en grande partie.
Supposons que ce volcan reste dorénavant à l’état de repos , et que, par suite de futurs changements géologiques de la surface terrestre, il se trouve un jour soulevé au-dessus du niveau de la mer. Si l’émersion se faisait lentement, le cène actuel serait de plus en phi s dégradé par l’action des vagues, et il n’en resterait probablement guère autre chose que la lave refroidie qui peut se trouver maintenant dans la cheminée du volcan, et les divers courants qui peuvent en diverger. Nous n’avons certes aucune donnée pour croire qu’il existe de la lave dans ccttc cheminée, ou qu’il y ait eu des courants sous-marins de lave rayonnant autour du volcan ; mais nous pouvons admettre une telle hypothèse pour rendre notre explication plus facile. 11 n’y a point de difficulté à supposer que l'émersion du volcan de Sciacca ait lieu dans un espace de temps assez court pour que les volcans éteints d’Auvergne n’aient subi aucun changement sensible dans leur manière d’étre actuelle. Il en résulterait qu’en prenant la démolition d’un cratère comme une preuve de la plus grande ancienneté d’un volcan relativement à un autre dont le cène serait à peu près parfait , il -viendrait un temps où l’on serait obligé d’admettre que le volcan de Sciacca était de beaucoup plus ancien que la plupart des volcans éteints d’Auvergne.
e. On admet aujourd’hui que les roches ignées peuvent avoir été rejetées de l’intérieur de la terre, soit à la manière des produits volcaniques actuels, soit en grandes masses; l’observateur devra donc porter toute son attention sur les phénomènes qui peuvent l’éclairer sur l’origiuc des roches qu’il aura sous les yeux. On a donné le nom de trapps à diverses roches, telles que les grünstcins et autres, et ce nom nous parait tout à fait convenable, pourvu que l’on ne veuille pas en conclure que ces roches ont toujours été épanchées en grandes masses et d’une manière toute différente de celle suivant laquelle les roches en fusion sont rejetées dans les volcans actuels, soit en courants de lave, soit en fdons remplissant les crevasses du sol voisin. Nous sommes entré dans plus de détails que nous n’eussions dû le faire sur les changements qui s’opéreraient dans l'ilc de Sciacca lors de son émersion , changements d’après lesquels les seules parties plus résistantes seraient conservées , parce que nous croyons avoir reconnu des localités dans lesquelles des roches trappéennes ont été tellement recouvertes par des dépôts sédimentaires auxquels elles se mêlent en tout sens, sans que ces dépôts soient disloqués ni altérés dans leurs caractères minéralogiques , que la chose ne nous parait guère pouvoir s’expliquer sans admettre que les parties incohérentes d’un volcan ont été entraînées par les vagues, et que des dépôts de sédiments ont ensuite enveloppé les parties solides qui avaient résisté à l’action de l'eau. Supposons qu’un observateur rencontre un massif d’une roche ignée quelconque, d’une forme à peu près elliptique, et de dimensions peu considérables, s’élevant au milieu d’un terrain de grès et de poudingucs; qu’il ne trouve aucune trace de dislocation dans les couches de ce terrain, et qu’il n’y ait aucune apparence d’altération minéralogique dans les roches sédimentaires à leur contact avec le trapp , que l’observateur reconnaîtra dans des coupes naturelles ou artiGciclles du sol , telles que la figure 126 , s’élever comme une colonne à travers les cou-
Fig. 126.
ches d’origine aqueuse, bb. Il devra examiner avec soin les cailloux du conglomérat , et s’il y trouve des fragments arrondis de la roche
ROcnns ignées.
ignée, il aura le droit de conclure que la masse trappéenne a été jadis isolée au milieu des eaux, et qu’elle a été entourée peu à peu par les couches de grès et de conglomérat, dont une partie des matériaux ont été fournis par la destruction de la masse ignée cllc-mèinc. Dans ce cas le trapp serait évidemment plus ancien que le terrain dans lequel il se trouve intercalé.
d. Nous avons essayé dans le paragraphe précédent de donner l’explication d’un phénomène assez compliqué , que nous avons représenté dans sa forme la plus simple; il arrive pourtant plus souvent dans la nature, que le phénomène se présente sous une forme plus compliquée. Supposons que la figure 127 représente la
coupe d’un volcan, dans la cheminée duquel s’élève une colonne verticale de lave, de laquelle se sont détachés à différentes époques des courants de lave plus ou moins inclinés, de telle sorte qu’après le refroidissement général le tout ne formait qu’une seule masse. Supposons en outre que la partie pointillée et non ombrée de la figure 127 représente des assises de cendres, de lapillis et de scories mêlées aux courants de laves, en une sorte de stratification irrégulière. Si des causes de dégradation agissant à la surface viennent entamer cette masse composée de courants de lave consolidés et d’assises de cendres, de lapillis et de scories, de manière que la ligne ah représente la surface du sol, on aura une sorte de colline trappéenne s’élevant au milieu de lits de conglomérats, de grès et autres; quelques-uns des courants de lave, vus à la surfaco du sol, pourront tneme avoir l’apparence d’assises trappéennes, intercalées parmi les couches de conglomérat et de grès. Ces effets seront considérablement modifiés si le volcan s’est fait jour sous la mer, et les modifications seront d’autant plus grandes que le volcan aura été recouvert par une plus grande hauteur d’eau. De tels effets , an reste , n’appartiendraient point exclusivement à une
seule époque géologique : ils seraient communs à toutes les périodes dans lesquelles les différents produits volcaniques pourraient prendre, par suite des causes intérieures, la disposition que nous avons indiquée dans la figure 127.'
Lorsqu’un observateur croit avoir sous les yeux une roche trappéenne quelconque, qui aurait été épanchée à la manière des courants de lave, ou qui proviendrait des restes d’un culot volcanique, il devra examiner d’abord si ce trapp est associé d’une manière ou d’autre avec des poudingues ou des brèehes , et, dans ce cas, si * ces roches contiennent des fragments du trapp. S’il lui était ainsi prouvé que de tels poudingues ou brèches sont d’une époque postérieure à celle de quelques-uns des trapps, il resterait à savoir si ces roches n'ont point été formées après toutes celles de la contrée. L’observateur dcvn^c rappeler que les poudingues ou brèches peuvent être formés de trois manières, soit autour des roches qui ont été jadis à l’état de fusion , soit dans les intervalles mêmes de ces roches; ils peuvent résulter de l’accumulation des cendres, des lapillis et des fragments de roche, vomis par le volcan dans l’atmosphère ; ils peuvent avoir été formés moyennant l’action de l’eau dans le cas de volcans sous-marins ; ou bien , enCn , ils peuvent résulter de l'action de ces deux causes à la fois. Dans les cas où l’action de l’eau a disposé en couches les substances volcaniques incohérentes, ces couches peuvent facilement contenir de la vase, des sables et des cailloux provenant de roches non volcaniques; et il peut en résulter que des fragments anguleux de roche trappéenne se trouvent associés dans une même couche à des cailloux arrondis de roches non volcaniques provenant de-localités éloignées. L’observateur devra donc diriger toute son attention sur cette circonstance, et examiner avec soin si les fragments de trapp ne se trouvent que dans le voisinage immédiat de la roche trappéenne,
■ Nous avons négligé un fait important dans celle description; c’est que les courants de lave seraient liés entre eux par des dykes s’élevant dans les fentes du cône du volcan ; de sorte que la carcasse de lave d’un volcan , si l’on peut s’exprimer ainsi, se composerait, après que toutes les assises de cendres, de lapillis et de pierres rejetées auraient été enlevées, d’un tronc principal , duquel descendraient des courants inclinés de lave, donnant au tout une apparence conique; et ces courants inclinés seraient liés solidement entre eux par de nombreuses masses aplaties, approchant de la verticale, et tenant au tronc principal par leur partie inférieure. Sans doute que l’existence de ces dykes est un fait qui mérite toute l’attention; mais c’aurait été trop compliquer un sujet déjà assez compliqué par lui-même, que de tenir compte de ces dykes dans l’explication que nous avons cherché à donner dans le texte de quelques-unes des apparences volcaniques.
et disparaissent à mesure qu’on s’en éloigne; de manière que le prolongement des conglomérats, lorsqu’il en existe, ne contienne plus que des cailloux ou fragments d’autre9 roches. Il essayera de de'couvrir s’il n’existe pas des traces de sables volcaniques dans ces couches subordonnées ; et comme les courants de lave , lorsqu’ils sont assez puissants, peuvent modifier les roches sur lesquelles ils coulent, ii cherchera à reconnaître s’il existe de tels signes d’altération dans les couches de marne, de grès ou de conglomérats, immédiatement inférieures aux masses de trapp, tandis que les memes modifications ne devraient point se retrouver dans les couches supérieures à ces trapps , qui n’auraient été déposées qu’après que le courant de lave aurait cessé de couler, faute d’une chaleur suffisante pour le tenir à l’état liquide.
Afin que l’observateur ne nous accuse pa^d’avoir trop insisté sur des circonstances qu’on ne croit très-ram que parce qu’elles n’ont pas été examinées avec assez de soin , nous rappellerons que l’on peut observer des faits analogues à ceux que nous venons de décrire sur divers points du Devonshire , savoir : dans les environs de Tiverlon. , de Silverton ^ de KeUerton Park et de Credilon ; et l’on a toute raison d’admettre qu’il existait dans ce district , à l’époque du nouveau grcs rouge , des volcans dont l’activité aurait continué pendant le dépôt de toute la partie inférieure de cette série de couches, et que ces volcans étaient situés, par rapport à la mer, à peu près comme l’ile de Sciacca. M. Murchison a reconnu des phénomènes dont il croit trouver l’explication dans des actions volcaniques contemporaines de la production de la grauwackc d’une partie du p^ysdq4i*lles‘, et nous avons fait des observations analogues dans lagrauwacke du Devonshire. * ’ «
e. L’action volcanique (c’est-à-dire les éruptions de cendres, de lapillis, de fragments de roches et de laves à l’état de fusion, dues à l’épanchement de gaz ou de vapeurs, et l’injection de roches à l’état liquide dans des fissures et d’autres cavités) peut avoir été en jeu depuis des périodes géologiques fort anciennes ; mais il ne s’ensuit pas que les gaz et les vapeurs qui projetaient ces diverses substances aient toujours été les memes, ou que les roches volcaniques projetées aient toujours eu la même structure minérale. L’observateur n’a aucun moyen de reconnaître jusqu’à quel point les gaz et les vapeurs volcaniques des diverses ■ époques ont pu être de nature différente; il ne peut qu’étudier
* Proceedings of the Geological Society of London. 1834.
* Recherches sur la partie théorique de la géologie, p. 270.
la structure minérale des roches dont la manière d’étre peut lui faire présumer qu elles ont été épanchées à la manière des laves actuelles. 11 trouvera souvent des amygdaloidcs parmi ces roches, et, dans ce cas, la direction des cellules aujourd’hui remplies d’agates , de carbonate de chaux ou d’autres substances minérales pourra lui indiquer la direction suivant laquelle coulait le courant trappéen , lorsqu’il était à l’état de fusion ignée ou au moins à celui d’une viscosité pâteuse. L’existence des vides de ces amygdaloïdes prouve que la roche n’a pas été exposée à une grande pression supérieure avant son refroidissement; et leur association avec d’autres roches trappéennes est par cela meme un fait important. Nous avons vu quelques-unes de ces amygdaloidcs, associées avec des grünsteins dans les terrains de grauwackc, dans lesquelles les cellules étaient si nombreuses, que la roche devait ressembler à une ponce avant que les petites cavités n’en fussent remplies par des matières étrangères. Dans un cas particulier, à quelques milles au sud de Launceslon dans le Cornouailles , la substance infiltrée, qui se trouve ctre du carbonate de chaux, est tellement abondante, et les parois des cellules si minces, que la roche a été exploitée avec profit comme pierre à chaux.
L’observateur devra examiner avec soin les différents caractères minéralogiques de ces roches supposées volcaniques, de différents âges , et il ne manquera pas de recueillir des échantillons de celles de ces roches qui paraissent dominer dans la formation ; il examinera aussi si la structure minéralogique des roches varie considérablement d’un point à un autre dé la même localité. Comme ce livre est destiné surtout aux personnes qui commencent seulement a s occuper de géologie , nous leur rappellerons que la composition chimique de deux roches peut souvent être identique, tandis que leurs caractères extérieurs seront totalement différents ; et qu’un fragment de grünstcin peut être converti en une substance vitreuse analogue à 1 obsidienne , en le fondant dans un four à réverbère et le faisant ensuite refroidir rapidement ; que cette substance vitreuse peut repasser à l’état d’une pierre, si, après une seconde fusion, on la laisse refroidir lentement, et que la texture en devient d’autant plus cristalline que le refroidissement en est .plus lent. 11 s’ensuit qu’un observateur peut conclure que de deux roches ignées, de même composition, celle dans laquelle la texture cristalline sera le mieux développée, aura été un temps plus long à se refroidir, et, par conséquent, que les conditions dans lesquelles se trouvait placée cette roche , étaient telles à permettre cette grande lenteur de son refroidissement.
f. De ce qu'une roche trappéenno a été jadis très-celhde«se et convertie ensuite en une amygdaloïdo par l’infiltration de matières étrangères, l’observateur ne doit pas se hâter de conclure que cette amygdaloïdc, et les diverses roches trappéennes qui lui sont associées, ont nécessairement coulé à. l’état de lave par un orifice volcanique; car la partie supérieure d’une roche trappéenne, épanchée en niasse de l’intérieur de la terre , à l’état fluide ou visqueux , peut aisément prendre la texture cellulaire , lorsque la pression supérieure ne suffit point pour empêcher la dilatation des vapeurs et des substances gazeuses disséminées dans la roche.
g. Nous arrivons maintenant à ces roches ignées qui ne présentent ni en cllcs-mcmcs , ui dans leur manière d’etre générale, aucune apparence d’avoir coulé, à la manière des laves, par un orifice volcanique ; tandis que tout semble prouver, au contraire, qu’elles ont été poussées de l'intérieur de la terre à travers des terrains préexistants, dans un état qui a pu varier depuis une grande liquidité jusqu’à une viscosité presque solide, et souVcnt en grandes masses. Prenons pour exemple ceux des granités proprement dits, qui ont évidemment pénétré à travers d’autres terrains. On ne peut rien citer jusqu’ici qui prouve que ces grauites se seraient fait jour par quelque chose d’analogue à un orifice volcanique, tandis que plusieurs circonstances semblent indiquer qu’ils ont été poussés de bas en haut en grandes masses, déplaçant les terrains préexistants, dont les couches (lorsque ces- terrains étaient stratifiés) ont été contournées et plissécs à l’approche de la masse granitique. On peut en dire autant, dans plusieurs cas, des masses de serpentine, d’euphotide, de porphyre, de griinstein , <ÿ c. Au reste, nous ne faisons ici qu’indiquer à l’observateur des conclusions qui peuvent se déduire de faits connus. Nous ne chercherons nullement à faire prévaloir une opinion plus qu’une autre au sujet de l’origine des roches ignées ; ce serait nous écarter du plan que nous nous sommes proposé dans cet ouvrage. Le lecteur ne considérera donc ce que nous venons d’en dire que comme une pure hypothèse, jusqu’à ce que ses propres observations l’aient mis à même de juger jusqu’à quel point cette hypothèse est fondée sur les faits.
h. Lorsqu’un observateur a sous les yeux une masse de granité, de serpentine, d’euphotide, de porphyre, de griinstein ou d’autres roches analogues, il ne devra pas se contenter d’examiner avec attention toutes les circonstances qui peuvent indiquer si ces masses ont coulé par des orifices volcaniques à la manière des laves, ou bien si elles ont été épanchées en grandes masses; il devra
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ROCHES 1GNÉE8.
rechercher en même temps s’il existe des filons partant de la masse principale de la roche ignée, et pénétrant dans les terrains adjacents; et si, dans ce cas, ces filons paraissent remplir des crevasses et des fentes de ces terrains. Il faudra aussi, en pareil cas, observer avec soin les changements progressifs de texture minéralogique de la roche; se rappelant que, si la matière ignée a été injectée dans les crevasses et les fentes des terrains préexistants avec lesquels cette masse s’est trouvée en contact, le même composé chimique qui se présente dans la masse principale avec une texture cristalline très-prononcée, peut, à l’extrémité d’un filon, se montrer avec une structure compacte, par la raison toute simple que dans ce dernier cas la substance ignée se serait refroidie plus rapidement que dans la masse principale. On aura soin de recueillir des échantillons de la roche à ses divers états de texture, afin de pouvoir en faire l’analyse.
i. Nous répéterons encore ici •combien les chimistes pourraient faire faire de progrès à fa géologie, en s’occupant de l’analyse de certaines roches. Nous avons calculé ailleurs' certaines différences et ressemblances qui peuvent exister dans la composition chimique de diverses roches ignées ; mais nos chiffres ne sont que des approximations plus ou moins exactes, suivant l'exactitude des données sur lesquelles ils sont fondés, et il serait nécessaire que la véritable composition de ces diverses roches nous fût indiquée par un chimiste habile. 11 n’y a point de doute que des roches ignées, composées des memes éléments chimiques , ont été souvent désignées par des noms différents, comme si elles n’étaient point, ce qu’elles sont réellement, de simples modifieations d’une même masse de matière. Prenons, par exemple, un composé des éléments chimiques qui forment les substances minérales connues sous le nom d’amphibole et de feldspath, dans des proportions telles que, lorsque les deux minéraux peuvent se bien développer, chacun d’eux forme la moitié de la roche. Si ce composé est à grains très-fins, on l'appellera souvent basalte ; si les grains des deux minéraux sont distincts, ce sera un grünstein; lorsque les grains sont plus volumineux encore, on a souvent donné à la roche le nom de syénite. Si les mêmes substances étaient disposées de manière à ce que l’un des minéraux, en cristaux plus ou moins parfaits, se trouvât disséminé dans une pâte composée des autres substances chimiques, la roche portera le nom de porphyre. L’observateur devra porter son attention sur ces divers changements de structure
Manuel géologique, art. Rocket non tlralifiéet. 3.' édition anglaise.
des roches ignées, et il lui arrivera souvent dé reconnaître qu’ils ont lieu à do fort petites distances dans une même masse, qui a été évidemment épanchée ou poussée au jour d’un seul coup. On devra recueillir avec soin des échantillons de ces diverses roches, dont l’analyse pourra conduire à des résultats importants.
k. Dans les dykes (page 22), l’observateur devra pareillement examiner les changements de texture que peut présenter la roche.
On a trouvé' que la partie extérieure de certains dykes composés de grünstein passait quelquefois à la serpentine, lorsque ces dykes traversaient des calcaires. Les serpentines et les cuphotides passent souvent aussi au grünstein , lorsqu’elles sont Cn grandes masses. On ne devra négliger aucune des circonstances qui se rattachent à ces divers passages. ' v
/. La nature de la contrée doit guider en grande partie l’obser- * vatcur dans l’examen des diverses circonstances qui accompagnent le contact des roches ignées entré elles et avec les terrains de sédiment; il serait donc difficile d’indiquer une manière générale d’observer ce genre de phénomènes. Cependant nous rappellerons à l’observateur qu’il doit porter plus particulièrement son attention sur les faits qui prouveraient que les roches ignées ont traversé c ou disloqué la contrée cn général, ou bien qu’elles ont été injectées entre les couches des terrains préexistants. 11 doit être arrivé souvent que des roches ignées, qui se seraient fait jour par des fissures ou des orifices plus ou moins étendus , se soient répandues en nappes à la surface de la terre, et que le tout ait postérieurement été recouvert par un dépôt d’origine aqueuse. Supposons que dans la coupe suivante (fig. 128) a b représente une roche ignée
qui s’est épanchée par l’ouverture c, de manière à former une nappe à la surface du terrain préexistant de, et qu’après la consolidation de cette roche ignée , elle a été recouverte par un dépôt d’origine aqueuse plus récent, fg. La même disposition générale pourrait avoir lieu si la roche ignée a b s’était élevée à travers l’ouverture c, et que le terrain fg lui eût opposé une telle résistance , quelle se fut épanchée suivant la jonction des terrains de et
fg; il faut donc nécessairement que l’observateur examine dans le plus grand détail l’état de la surface inférieure du terrain fg et de la surface supérieure de celui de. Si ces deux surfaces offrent à la fois des accidents de structure minéralogique que l’on puisse en toute sûreté attribuer à l’action d’une roche en fusion sur des roches préexistantes, ou bien, si l’on trouve dans la masse ignée des fragments des terrains auxquels clic est intercalée, on aura le droit de conclure que la roche ignée a b a été formée après les terrains de et fg, entre lesquels elle a été injectée. Que si , au contraire , la surface supérieure du terrain de parait seule avoir subi l’action d’une grande chaleur, et que la surface inférieure du terrain fg concorde parfaitement avec la surface supérieure du massif ab, de manière à faire voir que le dépût fg s’est moulé dans toutes les petites inégalités de la roche ignée ; si même le dépût fg contient , comme il arrive quelquefois, de petits fragments de la roche ab, il sera évident que la masse ignée ab est plus ancienne que fg. Si maintenant on connaît la hauteur dans la série géologique des terrains fg et de, on saura par cela même l’âge relatif de la masse ignée a b.
m. Lorsque les coupes du terrain ne sont pas parfaitement évidentes, il ne faut point se hâter de décider de l'âge relatif d’une roche ignée. Supposons que dans la coupe ci-dessous (fig. 129)
Fig. 129.
a b représente la surface du sol dans un pays quelconque; cd une ligne au-dessous de laquelle on ne peut apercevoir aucune coupe du terrain; s un grès supra-crétacé, et g un granité; ou pourrait croire Ru premier abord que le granité s’est épanché par-dessus le terrain supra-crétacé , et que par conséquent il est plus moderne que ce terrain. Cette conclusion serait cependant au morns prématurée, car le granité peut être extrêmement ancien, et avoir été recouvert, comme tout terrain ancien peut l’être, par un dépût d’une formation de beaucoup plus récente ; et une faille f ( que nous n’avons pas représentée plus inclinée que beaucoup de failles ne le sont dans la nature) peut avoir relevé le granité g au con-
tact du grès s, dont le prolongement aura été enlevé par des actions postérieures, de manière que l’ensemble des phénomènes ait donné lieu à cette fausse apparence de superposition du granité sur le grès. Nous sommes entré dans cette explication, non parce que des faits analogues se présentent fort souvent ; mais pour mettre l’observateur sur ses gardes relativement aux illusions que peuvent présenter quelquefois les dispositions relatives des roches ignées dont on voudrait déterminer l’ancienneté. Dans le cas de la figure 129, il faudrait chercher des preuves de l’existence d’une faille entre le grès et le granité , et voir si on ne découvrirait point, soit dans le prolongement de la ligne de jonction des deux terrains , soit dans quelque percement à travers le grès, que le granité lui est réellement inférieur sur d’autres points.
n. On croit généralement qu’à prendre la chose eu grand, il y a eu un changement dans la composition chimique des roches ignées, depuis les périodes géologiques les plus anciennes jusqu’à l’époque actuelle, et que ces changements chimiques ont produit des changements correspondants dans la composition minéralogique de ces roches ; en d’autres termes , que les roches épanchées ou poussées au jour à un état de fusion plus ou moins parfaite, dans les premiers temps de la planète terrestre, n’étaient pas composées précisément des memes minéraux que celles qui ont été produites de la même manière dans des temps plus récents. C’est pourquoi l’observateur devra mettre à profil toutes les occasions qui se présenteront de déterminer l’àge relatif des diverses roches ignées qu’il rencontre. 11 arrivera à cette détermination en observant la manière d’étre de ces roches relativement aux dépôts de sédiments. Lorsque l’on peut prouver qu’une roche ignée quelconque coupe les couches d’un terrain dont l’àge relatif est connu , ou bien , qu’elle repose sur ces mêmes couches , il est évident que cette roche ignée est postérieure aux couches qu’elle coupe ou sur lesquelles elle repose. Lorsqu’au contraire une roche ignée est recouverte, sans aucun signe de dislocation, par un terrain sédimçn- • taire dont on connaît la date relative , on a la preuve que la roche ignéo est plus ancicnno que ce dernior terrain.
XXV, Boches modifiées, 11 y a bien peu de dépôts d’origine mécanique qui n’aient point été modifiés jusqu’à un certain degré depuis l'époque de leur formation 1 ; cependant on applique plus particulièrement le terme de roches modifiées aux parties de ces dépôts qui ont subi quelque changement dans leur structure mi-
* Voyez les Recherches sur la partie théorique de la géologie, p. G3.
boches modifiées. 201
néralc par l’effet d’une grande chaleur : bien entendu que cette chaleur n’a pas été assez intense pour produire une fusion complète des roches , et que , par conséquent , s’il s’agit d’un terrain stratifié, on peut j- reconnaître encore les plans de séparation des couches, la chaleur n’ayant eu pour effet que de modifier la position relative des molécules composant la roche.
a. Lorsqu’un observateur croit avoir rencontré une roche modifiée, son premier soin doit être de suivre cette roche jusqu’à ce qu’il trouve des preuves non équivoques de sa nature véritable. Supposons que la figure ci-jointe (130) représente le plan d’une
Fig. 130.
contrée quelconque, et que l’observateur suit une ligne de côte ef, en allant de / en e ; supposons en outre , que la masse f est un granité , et qu’en arrivant cri h , il trouve au contact de ce granité une roche qu’il croit d’abord vètre un gneiss ; mais qu’il soupçonne ensuite, en réfléchissant aux caractères géologiques généraux de la contrée, pouvoir être une roche modifiée. Il pourra suivre en premier lieu le gneiss supposé , tout autour de la masse granitique jusqu'en b; nous supposerons que dans cette course il trouve que les caractères de la roche sont constamment les mêmes , et qu’en outre il reconnaît des couches fossilifères c, qui reposent sur ce prétendu gneiss; il sera toujours encore incertain sur la véritable nature de cette roche, car de h en b il a suivi une direction dans laquelle, en supposant que la roche fût véritablement modifiée, les circonstances qui auraient cause cette modification étaient exactement les mêmes; il n’aura donc rien appris de plus, que si, en partant du point A, il s’était dirigé vers l’intérieur du pays, dans la direction du plongeaient du gneiss, pour voir quelles sont les couches qui reposent sur cette roche qu’il suppose modifiée.
C’es't en allant vers e, le long des côtes, que l’observateur pourra, en s’éloignant du granité ( que nous supposerons ne point se prolonger dans cette direction , même ,sous la mer), venir au clair do la nature de son gneiss supposé. 11 devra suivre avec soin
tous les changements qui ont lieu dans la nature minéralogique de la roche sur laquelle il marche, et bien observer s’il y a passage à une roche de nature diversp dans le prolongement des couches de la première. Supposons, par exemple, qu’il voie que les caractères du gneiss se perdent peu à peu , à mesure qu’il s'éloigne du granité, et que la roche passe à un schiste argileux; il cherchera si ce schiste contient des fossiles, et dans ce cas il pourra conclure que le gneiss b est une roche qui a été modifiée au contact du granité. Cette circonstance implique nécessairement que le schiste est [dus ancien que le granité, et que celui-ci a été porté au contact du schiste étant à l’état de fusion ou du moins à une très -haute température. L’observateur devra donc, pour s’assurer de plus en plus que la roche b a été modifiée par l'apparition du granité , chercher tous les indices de la pénétration de celui-ci à travers les schistes.
Nous avons supposé dans la figure 130 que le prolongement de la roche, modifiée dans la direction e était compris entre les terrains c' et d. Si donc la place de ces terrains dans la série géologique est déterminée, soit d’après leurs fossiles ou par toute autre circonstance, on connaîtra également l’àge relatif des couches modifiées bb' , et l’observateur saura que ces couches ont été modifiées et ont pris l’apparence d'un gneiss au contact du granité a.
Dans tous les cas , et quelle que sôit l'échelle du phénomène , l’observateur devra chercher la preuve qu’une roche est modifiée, en suivant le prolongement de cette roche jusqu’à des points où elle se présente à son état initial, ou bien jusqu’à ce qu’il y trouve des fossiles qui se rencontrent également dans des terrains donnés de la contrée, ou qui se trouvent ailleurs dans des couches d’un âge déterminé ; bien entendu qu’il existera , à une distance peu considérable de la roche modifiée , une cause quelconque qui aura pu produire cette modification.
b. 11 ne suffit point dé savoir qu’une roche donnée peut changer de texture, passer, par exemple, de l’état compacte au cristallin, pour en conclure que les parties cristallines d’un terrain sont nécessairement des roches modifiées. Il peut arriver facilement dans certains dépôts fort étendus, qu’une partie en soit formée par voie mécanique et une autre par voie chimique, et que celle-ci ait sur quelques points une texture éminemment cristalline. Supposons que l’arc ab (fig. 131) représente la surface de la mer sur une grande étendue, et cd le fond solide de cette mer. On concevra facilement qu’il puisse se faire sur ce fond un dépôt contemporain, qui sera du sable en e , de la vase en /, un calcaire compacte ou terreux en g, et
Fig. 131.
un calcaire cristallin en h , et même que <le tels changements puissent se répéter plusieurs fois sur l’étendue cd. Que si le calcaire cristallin se déposait sur une roclip ignée, et que le tout fût soulevé postérieurement au-dessus du niveau de la mer, on pourrait, fauté de l’attention nécessaire, être tenté d’admettre que cette structure cristalline a été produite par la chaleur de la roche ignée', et que ce calcaire cristallin est une roche altérée.
Il est surtout nécessaire de procéder avec beaucoup d’attention lorsqu’on examine certaines dolomies (roches cristallines composées d'un carbonate double de chaux et de magnésie) et certains calcaires cristallins; car, quoique l'on ait souvent la preuve que ces roches résultent d’une modification, il est d’autres cas où les mêmes roches avec les mêmes caractères ont été évidemment formées dès leur origine telles qu’on les observe aujourd’hui.
c. Lorsqu’il résulte des faits observés qu’une roche est réellement modifiée, l’observateur devra étudier avec soin le genre de modification qui s’y est produit , et recueillir des échantillons , dont l’analyse chimique puisse faire connaître si les éléments de la roche modifiée sont les memes que ceux des parties dë cette roche encore à l’état initial , ou si dans l’acte de modification il s’est introduit quelque substance étrangère dans les parties modifiées. En outre , lorsque plusieurs couches d’une structure minéralogique dif- • férente sont coupées par une meme masse ignée , et que toutes ces • > diverses couches ont été modifiées, l’observateur devra examiner les modifications relatives de chacune des couches , et voir combien la nature minéralogique initiale de la couche a pu influer sur la distance à laquelle s’est étendue la modification. Soit a (figl32)
Fig. 132.
ROCrtES MODIFIÉES.
une roche ignée qui est venue couper diverses couches b, c, d, e, qui diffèrent minéralogiquement les unes des autres, l’observateur devra examiner si , en tenant compte des diversçs inflexions de la ligne de contact, les diverses couches sont modifiées jusqu’à des distances différentes , et , s’il en est ainsi , il devra reconnaître avec soin la structure minérale de chaque couche. Dans la figure 132 nous avons supposé et indiqué par des ombres pointillées, que la couche e a été modifiée jusqu’à une plus grande distance que les autres de la roche ignée , tandis que la roche b l’aurait été moins que toutes les autres. j
d. Toutes les fois que l’on rencontre des dykes composés de roches granitiques, trappéennes ou volcaniques modernes, on devra examiner si les roches traversées sont modifiées aux surfaces de contact. C’est là le cas le plus fréquent, et on ne néglige ces effets que parce qu’ils ont lieu sur une petite échelle. Ces effets sont cependant extrêmement instructifs, et l’observateur devra même examiner si les roches traversées par le dyke n’ont point réagi sur la nature de la roche ignée elle-même. Nous avons indiqué déjà qu’une telle réactiou peut se produire dans certaines circonstances l’a données, et il est probable qu’elle a lieu plus souvent qu’on ne remarque jusqu’ici. Nous avons eu occasion d’observer, dans la nature et sur de grandes échelles, des changements dans la structure minéralogique des roches qui ne peuvent guère s’expliquer autrement que par une réaction de ce genre.
e. Il ne faut point supposer que les modifications de roches dont nous venons de parler soient limitées aux terrains sédimenlaires. On peut quelquefois reconnaître des effets analogues lorsqu’une masse ignée en a coupé une autre plus ancienne. Les changements qui se produisent dans ces circonstances sont souvent du plus haut intérêt, et l’observateur devra s’appliquer à suivre tous les effets de ces phénomènes de contact.
XXVI. Filons métallifères. Nous ne comprenons sous ce nom, suivant l’usage ordinaire, que les filons qui contiennent des substances métalliques employées dans les arts. Cette définition est loin d'étre exacte, puisque certains minerais métalliques, tels, par exemple, que les pyrites de fer, se rencontrent dans des circonstances où leur exploitation serait improductive, mais qui n’en expliquent pas moins quelques-uns des phénomènes des filons métallifères. Nous n’avons nullement l’intention de nous étendre au long sur un sujet aussi Compliqué; nous ne ferons qu’appeler l’attention de l’observateur sur un ou deux de ses points les plus essentiels. ‘ ’ V’. >•»
