Memoirs of the Royal Cornwall Polytechnic Society

St. Meunier. — Géol. cxp. *"

Les géoclases.

Quand les efforts exercés sur les roches sont suffisants, le refoulement des couches amène des fractures, et c'est ainsi que Tétude expérimentale des géoclases peut être fructueusement abordée. Il est évident en effet que le m.ode opératoire propre à leur production donnera des cassures, si l'intensité mécanique dépensée est assez considérable.

Tout d'abord, il faut remarquer qu'on a quelquefois exagéré beaucoup le rôle des failles dans la forme du relief du sol, et par exemple M. Daubrée a confondu, avec des cassures, de simples résultats de l'érosioiï fluviaire dont nous avons parlé en leur lieu, et cette remarque s'applique spécialement à la distribution des vallées dans le nord de la France et dans d'autres pays analogues.

D'un autre côté, il faut remarquer que plusieurs auteurs, qui ont étudié la production artificielle des plis, ne se sont pas préoccupés des cassures, qui cependant sont liées si intimement avec eux. James Hall, opérant sur des feuilles de drap ou de flanelle, ne pouvait évidemment en obtenir, mais Alphonse Favre, M. Schardt, ^1. Railey Willis, tout en notant la production de failles, n'y ont attaché qu'une attention légère et n'ont rien observé sur les relations mutuelles d'orientation des cassures produites.

^I. Daubrée a indiqué la perpendicularité relative de cassures obtenues par compression de blocs de

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cire; mais les nombreux détails qu'il a fournis sur les cassures obtenues par la torsion de lames de glaces ne paraissent susceptibles d'aucune application à l'interprétation des faits naturels; les éventails que font entre elles ces cassures, n'ayant été observées nulle part.

M. Stanislas Meunier a fait beaucoup d'essais sur la production des cassures conjuguées dans des masses non rétractiles superposées à des feuilles de caoutchouc. Avec de la stéarine mince, il a vu s'ouvrir des cassures dans trois directions, — dont deux, rectangulaires entre elles, sont dues à la rétraction de caoutchouc, tandis que l'autre, longitudinale, résulte de l'élargissement de la bande élastique et par conséquent de son extension transversale. Ces dispositions reproduisent celles qui ont été notées dans bien des champs de liions et par exemple à Vialas (Lozère).

Mais un ensemble bien plus fructueux de recherches a été réalisé avec des substances non rétractiles relativement épaisses. L'appareil employé est celui d'Alphonse Favre, représenté figure 46, page 281, et présentant, fixés à la lame de caoutchouc, deux butoirs verticaux en bois. Entre ces deux butoirs écartés convenablement par l'extension du caoutchouc, on met verticalement et le long des bords de la bande élastique, deux petites planchettes qui complètent une vraie auge dont le fond est constitué par le caoutchouc. On y verse du plâtre à mouler délayé dans la quantité convenable d'eau et on attend que les progrès de la prise lui aient donné une certaine consis-

292 LA PRODUCTION DES xMONTAGNES

tance. On enlève alors les parois latérales de Tauge et on laisse le caoutchouc revenir lentement sur luimême. Le plâtre, n'étant pas contractile, subit les effets de la compression entre les deux butoirs, qui se rapprochent Tun de l'autre, et c'est alors que les cassures de divers ordres se développent.

Pour bien comprendre le phénomène, il faut avoir présente à l'esprit la différence relative de situation des deux butoirs. L'un d'eux, fixé au point même où le caoutchouc est encastré dans le châssis de l'appareil, reste immuable à sa place : nous l'appellerons le pôle pour des raisons qui s'éclairciront tout à l'heure. Le deuxième butoir, au contraire, pris sur le caoutchouc vers le milieu de sa longueur, s'éloigne progressivement du premier au fur et à mesure de l'extension de la bande sous l'influence de la manivelle.

De même, il importe de bien se rappeler que pendant la rétraction, les diff*érentes parties du caoutchouc ne sont pas dans les mêmes conditions et cèdent à un eff'ort qui est d'autant plus énergique qu'il s'agit d'une zone plus éloignée du pôle. A cet égard l'auteur, non content de la théorie, a fait des mesures directes qui ont d'ailleurs absolument confirmé celleci. Des centimètres étant tracés le long du caoutchouc au repos, on constate qu'au moment où les 5 premiers centimètres à partir du pôle ont pris 6 c. 7 de longueur totale, les 10 premiers mesurent 13 c. 4, les 15 premiers 20, et les 20 premiers 26 c. 6. C'est donc bien conforme à la loi, et les conséquences en seront nombreuses.

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Mais ce n'est pas tout et on constate qu'en même temps que la bande s'allonge elle se rétrécît : ce qui veut dire qu'en se raccourcissant, en revenant sur elle-même, elle s'élargira; d'où il résultera des efforts spéciaux sur le plâtre et qui se combineront avec les autres. A cet égard des mesures directes ont montré, par l'examen de carrés de 1 centimètre de côté dessinés sur la bande, que quand l'extension amène 1 centimètre longitudinal à 1 c. 2, il rapetisse 1 centimètre trans{>ersal à c. 95. Quand le premier devient 1 c. 3, l'autre est Oc. 91; pour 1 c. 4, il devient 0,90; pour 1 c. 5, c. 86, etc.

Ceci posé, voici, comme exemple, le détail d'une expérience : le caoutchouc ayant un centimètre d'épaisseur, la distance initiale entre les deux butoirs est de 22 centimètres. On produit l'extension de façon à amener cette distance à m. 33. On y coule du plâtre sur 3 centimètres d'épaisseur, et après la prise poussée jusqu'à persistance de l'empreinte du doigt, on laisse revenir doucement à m. 29.

Avec une plaque de plâtre de 3 centimètres d'épaisseur uniforme et de consistance convenable, les résultats ont été fort nombreux et parfois très remarquables, et l'on peut à ce sujet voir la figure 48 où, comme dans les suivantes, la lettre P indique le pôle de pression défini il n'y a qu'un instant. Tout d'abord on voit persister le réseau des cassures avec ses caractères essentiels, mais atténué dans sa précision, de façon à se rapprocher beaucoup des réseaux naturels qui sont très loin dé présenter une régularité géomé-

liW LA PRUULCTION DBS MONTAGNES

trique. Ce réseau est comme ordonné tout entier par rapport au horat ou buttoir triangulaire qui se manir feste tout d'abord au bout polaire P.

En second lieu on voit se faire en même temps des cassures qui se rejettent les unes les autres ; circonstance d'où il y aura à tirer des conséquences pour la chronologie des filons dont l'ège relatif n'est pas toujours aussi facile à déterminer qu'on le croit quelquefois.

11 faut du reste remarquer que, dans ces réseaux, il est très ordinaire qu'une direction soit prédominante sur l'autre, au double point de vue de la grandeur des cassures et de leur nombre.

Il faut noter l'existence duirs^'iiut'uMpUqûe «cw"i!II^a7M'dB Ordinaire de petites fissures îî'!."rMiitn"ur"n!!f*'dT''â'nKhr" ffisait commc un cortège à fi^îV'np'rituM ' ™ÔC"hce*«°ra1^^^ des cassurcs pIus importantes auxquelles elles sont d'ailleurs parallèles. C'est une imitation d'un fait très fréquent dans l'écorce terrestre.

On est bien frappé de l'extrême abondance des failles dites inverses, c'est-à-dire dans lesquelles le mur a glissé sur le toit. Elles résultent d'un effort

LES GEOCLASBS 298

vertical, inverse de la pesanteur, et qui dérive des pressions horizontales. On a à chaque pas à reconnaître la grande fréquence de ces failles dans la constitution des montagnes , qu'elles éclairent,grace aux expériences, d'un jour très vif.Toutesiesgrandesfailles primitives sont nécessairement inverses et résultent d'efforts horizontaux; nous y reviendrons à propos de l'orogénie expérimentale.

Ona sou vent, dans le cours des expériences, l'occasion d'assister à la propagation très progressive des cassures et des plis; phénomène qui ne peut pas manquer dans les déformations

terrestres et dont la consi- pjg, m. - Héma de fr.«i.™ prodération est extrêmement pra^'./dtp'rtirrdta^ri.'^rat™ tTipai" fructueuse au point de vue ârVn"ngVT.t*dBnru Ng°orpoi.îr-;"ù de la géodynamique. cM.'"n ™'I m fs"™»^ pai"' 1/ wiX

Préoccupé de jeterdujour '^'^w^"' " """ °' "' "°'^" sur le plus grand nombre

de traits constatés dans l'étude des chaînes de montagnes, M, Stanislas Meunier n'a pas tardé à passer des plaques de plâtre uniformes dans toutes leurs parties à des plaques présentant des particularités

caractéristiques. Nous allons en mentionner quelques-unes.

Tout d'abord (fig. 41)), il a pris des plaques qui tout en ayant partout 3 centimètres d'épaisseur uniforme avaient une forme triangulaire au lieu de la forme rectangulaire du début. A gauche de la figure on voit un spécimen obtenu en plaçant la base du triangle au pôle de pression P et à droite un second échantillon obtenu dans la condition inverse, c'est-à-dire avec le sommet du triangle au pôle. On voit ici persister à ce point P le horst qui déjà apparaissait nettement dans la figure 48. Un des systèmes de cassure prédomine encore plus sur l'autre que précédemment, et on constate qu'il s'accompagne de l'isolement de blocs amygdaloïdes dont la ressemblance est frappante avec des circonstances signalées dans ces derniers temps à propos de la structure du Mont-Blanc et d'autres massifs montagneux. Les rejets transversaux considérables qui accompagnent cet isolement sont de nature à faire accepter la conception des chevauchements à longues distances qu'on a exposée à propos de la structure des Alpes et des diverses chaînes.

M. Stanislas Meunier a étudié ensuite l'influence d'une variation d'épaisseur en ses divers points de la plaque de plâtre, et un exemple de cette série est représenté figure 50, où l'épaisseur maxima était près du pôle, ainsi que l'indique la coupe ajoutée à gauche de la figure. Ici, le horst polaire s'est spécialement accentué et les géoclases en chevrons se sont développées à sa suite progressivement dans les régions de

LEK OÉOCLASES

plus en plus minces avec une équidistance remarquable, bien que la lente contraction du caoutchouc ait été pariaitement continiio. On remarque une grande

; réguli&wmB

prédominance du système N.-0,-S.-E., bien que l'autre soit bien accusé en plusieurs régions.

Dans la figure 51, on a choisi une autre variante relative au cas où la plaque rectangulaire est plus épaisse sur l'un de ses grands cotés que sur l'autre, l'eifet de cette modification n'est pas très considérable.

L'auteur a examiné les cas où la plaque présente

298 LA PRDUrCTlON DBS MONTAGMiS

soit une dépression, soit au contraire un relief dans sa région moyenne et aelon toute sa longueur; mais nous insisterons de préférence sur ceux qui sont

représentés dans les figures 52 et 53 et qui concernent, au contraire, soit une dépression, soit un relief dans le sens transversal. Dans ces conditions, où l'on retrouve encore les conjugaisons précédentes, l'intérêt principal parait résider dans le plongement des géoclases. La figure 52 fait voir que dans le cas d'une

LA DISTRIBUTION GÉNËftALE I>£S MONTAGNES :>99

dépression transversale les cassures sont anticlinales ; tandis qu'à l'inverse la figure 53 relative au relief médian accuse des cassures synclinales. Certainement ces résultats jetteront du jour sur des séries de faits naturels.

La distribution générale des montagnes.

La forme la plus intense des phénomènes de refoulement dont nous venons de nous occuper, consiste dans la surrection des chaînes de montagnes. Quelques géologues cataclysmiens ont essayé de voir dans le phénomène orogénique autre chose que la conséquence des déformations précédemment indiquées, mais c'est sans succès qu'ils ont cherché à dénier aux séismes la faculté de produire des dénivellations persistantes . Confondant les unités de mesures , cependant incommensurables , de la chronologie humaine et de la chronologie planétaire, étonnés de ne pas voir pousser des chaînes depuis les quelques secondes qu'ils observent, ils ont fait valoir des arguments vraiment misérables par leur naïveté.

Aujourd'hui, la question est résolue à l'opposé de ces vues étroites.

Après ce que nous avons dit de l'imitation artificielle des plis et des géoclases, nous n'avons plus qu'à nous occuper de la distribution générale des montagnes, et c'est un sujet qui a tenté bien des géologues à cause de sa liaison avec la déformation finale du globe terrestre, en conséquence de son refroidissement.

On sait comment, à Taide d'un ballon de caoutchouc surgonflé, recouvert de stéarime et qu'il laissait revenir à sa dimension primitive, de Chancourtois prétendait donner une confirmation expérimentale à la théorie, maintenant vouée àToubli, du réseau pentagonal. Ses résultats, tout en manquant le but visé, ont un intérêt qu'on ne peut contester, et à ce titre ils se distinguent essentiellement de ceux qu*on a prétendu invoquer en faveur de cette autre supposition, bien plus injustifiée encore, et qui est connue sous le nom de théorie tétraédrique.

Sans aborder ces problèmes généraux, qui île sont pas encore accessibles à l'expérimentation, parce que les observations ne sont pas encore assez complètes, nous pouvons nous borner à Tétude d'une région restreinte suffisamment étudiée. Or, il résulte des observations que les grands ridements orographiques de l'Europe sont approximativement parallèles entre eux, concentriques à un point assez voisin du pôle et d'autant moins anciens qu'on les considère sous les latitudes moins élevées.

Dans la région septentrionale a surgi, aux temps les plus reculés, un continent auquel on a donné le nom de massif archéen; un peu au sud-est, se signale le ridement calédonien comprenant les Grampians et les Alpes Scandinaves et dont l'âge remonte à l'époque silurienne; le ridement dit hercynien, qui surgit sous le méridien de la Bretagne et se continue par les Sudettes jusqu'à la chaîne de l'Oural, s'est constitué avant les temps carbonifères; le ridement qualifié