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OU, au contraire, que plusieurs strates, semblant empilées les unes si'f les autres, peuvent se trouver cependant contemporaines; j'ai montré également qu'un sédiment avait dû être originairement incliné et limité dans son étendue et que le simple fait d'une inégalité du sol au moment d'un dépôt pouvait introduire des discordances apparentes sans aucune intervention de phénomène mécanique. Ici nous laisserons, au contraire, de côté, pour plus de simplicité, ces considérations stratigraphiques et, revenant à l'idée simple de couches horizontales continues, superposées primitivement dans leur ordre normal, nous verrons par quels mécanismes divers cette régularité, cette harmonie initiale ont pu être troublées; nous reconstituerons ces accidents ultérieurs, qui, repris en sens inverse, doivent finalement nous ramener à l'état de choses primitif. Toutes les fois que la disposition des terrains ne correspond pas aux lois élémentaires d'horizontalité et de superposition normale que je viens de rappeler, il y a lieu de faire intervenir la tectonique.

Failles. — Parmi les cas élémentaires, dont il a déjà été question et qu'il suffira de rappeler, le plus simple est celui de la faille '. Brusquement, en pays plat et sur des bancs horizontaux, on passe, sans raison apparente, d'un terrain 1 à un terrain 4 ou 5, qui devrait se trouver beaucoup plus haut. On en conclut que ce terrain 4 ou 5 s'est trouvé abaissé, relativement à 1, par une cassure, qui a disloqué la superposition normale des couches 1, 2, 3, 4, 5.

La faille est, en principe, comme nous l'avons vu, une cassure plane et à peu près verticale de l'écorce, amenant une dénivellation relative des deux compartiments qu'elle sépare. L'érosion superficielle ayant opéré une section horizontale de ces deux compartiments, où la cassure n'est point du tout nécessairement marquée par une différence de ^elief^ la présence d'une faille se traduit, en pratique, par le brusque changement de terrain, que nous venons de rencontrer.

Une telle apparence peut, nous le savons aujourd'hui, être produite par bien d'autres causes que par une faille ; mais l'hypothèse dune faille reste toujours la plus vraisemblable, si, le long d'une certaine ligne représentant le tracé superficiel de cette fracture, on voit constamment des anomalies du même genre, des contacts inattendus de

1. Voir plus haut figure 2, page 23. Dans les exemples qui vont suivre, il ne s'agit pas, bien entendu, de décrire en détail les diverses dislocations qui peuvent se présenter : ce qui exigerait un ouvrage entier, tel que celui de MM. Hkim et de Margf.rie, ou tel que le beau chapitre de M. Suess sur les dislocations (/oc. cit., I, 138), mais de faire comprendre la méthode.

2. Près de Marseille, une faille de 1.200 mètres, rencontrée dans le tunnel de Fiweau, n'avait pas été soupçonnée k la surface (Dieulaf.vit, in Suess, I, page »).

CIIAP. Yir. — PRINCIPAUX ACCIDENTS EN TECTONIQUE 239

terrains divers, qui devraient être superposés et qui se présentent au même niveau.

En supposant des terrains horizontaux recoupés par une cassure plane et verticale, je me suis placé dans un cas tout à fait théorique. Il est rare que les terrains des régions disloquées soient restés horizontaux; leurs couches inclinées peuvent être, elles aussi, recoupées par des failles et, d'autre part, l'apparence, que nous venons d'interpréter par une faille, peut alors également s'expliquer par les étircments de plis, qui vont être étudiés plus loin. En outre, la ligne de plus grande pente d'un plan de faille est souvent très loin de la verticale, et peut môme devenir horizontale en passant par toutes les courbes et les inflexions possibles ^ Enfin, quand on peut suivre, pratiquement, matériellement, des failles, sur une certaine longueur en plan horizontal, on constate qu'elles sont, d'ordinaire, sinueuses, parfois bifurquées, relayées par d'autres, etc.. et que la dénivellation entre les deux lèvres a pu changer de sens d'un point à l'autre de leur parcours : la même lèvre étant ici relevée et là déprimée, comme par une bascule ; on voit, en même temps, qu'une faille n'est pas, en général, isolée, mais fait partie d'un écheveau d'accidents compliqués, où il entre, d'ordinaire, avec d'autres failles, des plissements.

De semblables cassures ou failles, parfois tellement loc^ilisécs qu'elles nous apparaissent comme les fentes de retrait d'un terrain pendant son dépôt, ou d'une roche pendant sa solidification, prennent, au contraire, ailleurs, des dimensions énormes, puisqu'il n'est pas rare de trouver des fdons-failles, incrustés de quartz ou de minerais, se prolongeant sur plus de cent kilomètres et des failles amenant des dénivellations de 2.000 et 3.000 mètres (Montagnes Rocheuses, bassin houiller de Virginie, Asie Centrale). Dans un ordre d'idées voisin, les lignes d évents volcaniques, qui semblent révéler, à la surface, des dislocations relativement profondes, sans dénivellation nécessaire, accusent l'extension du phénomène à des continents entiers, par exemple, sur les deux bords de lOcéan Pacifique. De toutes façons, on est conduit à admettre la possibilité de cassures très importantes et d'origine profonde dans l'écorce terrestre : cassures accusant parfois une sorte de permanence à travers l'histoire géologique.

Plissemenls. — Quand les strates sont inclinées, ce qui est le cas

1. Les monoclinal flexures des géologues américains (voir Scess, I, 169) sont des failles, donnant en coupe un S plus ou moins accentué, qui jouent un grand rdic dans le Colorado. Tout le bord Est des Montagnes Rocheuses, où les effondrements ont joué un rôle essentiel, présente ainsi des raccordements en coupe verticale de terrains dénivelés par une sorte de z arrondi, qui forme les hogbacks {Ibid., I, 756).

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normal, en se déplaçant sur une plaine, horizontalement et perpendiculairement à la direction de ces couches, on recoupe l'un après l'autre divers étages. 'Si, après avoir trouvé des terrains de plus en plus anciens 4, 3, 2, on voit le terrain 3 reparaître et, après lui, le terrain 4, (fig. 31, II) on dit quil y a passage d'un anticlinal et on relie les plongements constatés par les courbes hypothétiques tracées en pointillé

3 Superficie

Superficie

Superficie.

Supenflcxie

Fi^'. 31. — Types divers de plissements en coupe verticale.

au-dessus de la superficie (II). Si l'on a l'ordre de succession 2, 3, 4, 3, 2 (II), on dit qu'il y a synclinal et on trace une semblable courbe hypothétique en sens inverse, en profondeur. Dans les deux cas, on admet que les terrains, d'abord horizontaux, 4, 3, 2, ont été soumis à une compression latérale, qui les a plies et fait passer de la forme I à la forme II ou III : la partie supérieure des voûtes anticlinales a été ensuite enlevée par l'érosion. Dans le cas II, où le passage d'un anticlinal ou d'un synclinal se traduit par un changement dans le sens des plongements, les plis sont normaux; ils sont couchés dans le cas III, où ce changement ne se produit pas et, comme cas extrême, on peut arriver à l'exemple IV, où les plis, au lieu d'être verticaux, finissent par devenir horizontaux après s'être inclinés, en sorte que les terrains,

CIIAP. VII. — PRINCIPAUX ACCIDENTS EN TECfONIQUK 2il

superposés horizontalement, dans la partie droite de la figure, comme en stratigraphie normale, présentent, de haut en bas, la série 2, 3, 4, 3, 2, 3, 4, 3, 2 qui semble d'abord, lorsqu on la constate sur un flanc de montagne tel que ab, défier toute stratigraphie. Des plis couchés de ce genre, qui jouent un rôle considérable dans la tectonique des Alpes, prennent alors le nom de nappes, qui peut également sappliquer à des écailles arrachées et emportées par un mouvement de translation '.

Le cas V, où l'on passe brusquement de 2 à 4, s interprète, par comparaison avec III, comme un pli couché étiré, où cet étirement a fait disparaître un moment le terrain 3. Dans toute la zone, où ce terrain 3 fait défaut, on peut dire qu il y a faille limite, ou faille détirement.

On est ainsi amené à la structure dite imbriquée, ou en forme de tuiles, représentée par le type VI.

Enfin, si l'on admet que la partie droite de la figure IV. après avoir subi un premier renversement, ait été une seconde fois plissée, on peut arriver, comme cas tout à fait compliqués et bizarres, à celui de la figure VII, ou tout au moins à la figure VIII plus simple, qui montrent des anticlinaux renversés : dans le premier cas, avec superpositions multipliées de courbes placées à l'envers. Tandis qu en principe, dans un anticlinal, le terrain le plus ancien apparaît suivant Taxe, dans la figure VIII c'est le plus récent ; nous en aurons des exemples en Provence. '^^

Discordances. — La discordance entre deux étages superposés apparaît, lorsque, dans une coupe naturelle, on voit les bancs de 1 un, horizontaux, reposer sur les bancs de l'autre verticaux, ou lorsque les bancs d'un étage supérieur font un angle avec ceux d'un étage inférieur, ou encore, lorsqu'un même étage repose, en divers points d'un profil, sur des étages divers, par une transgression, qui n a pu s'opérer sans un mouvement de la superficie.

Mais on peut, dans de pareils cas, être amené à se demander si la discordance est d'ordre stratigraphique, c'est-à-dire résulte des conditions mêmes de dépôt des terrains et de mouvements intermédiaires entre eux, ou si elle est d'ordre tectonique, c'est-à-dire produite par la façon différente, dont ils se seraient prêtés à un même mouvement mécanique ultérieur, en raison de leur constitution physique et lithologique inégale. Les contacts de masses dures et de masses flexi-

1. La différence entre les deux hypothèses est que la nappe, provenant d'un pli couché, possède une racine plus ou moins lointaine sous la forme d'un pli vertical, dont elle peut d'ailleurs être séparée, sur 100 kilomètres de large, par un intervalle formant fenêtre, analogue à ceux dont il sera question page 363, tandis qae Xéccùlte n'a pas de racine semblable.

De Lal-5at. — Science géologique. 16

sa

LA SCIENCE GÉOLOGIQUE bles, par exemple de noyaux granitiques ou d'amas salins avec des argiles, présentent ainsi fréquemment des discordances apparentes qui correspondent, en réalité, à la présence d'un noyau solide dans une pâte feuilletée : noyau crevant la pâte, si on la comprime.

C) Api'lication de la mkthodk tectonique a quelques cas particdliers. — Dans tous les cas précédents, j'ai donné, sans la discuter, l'explication des apparences observées. En pratique, le problème se pose différemment et l'on a souvent beaucoup de peine, en face d'une région aussi compliquée que les Alpes, à trouver la solution réelle, d'autant plus que des phénomènes, tout simples en apparence quand on

Supepfrcis '^

Fig. 32.

Fig. 33.

Fig. 32 et 33. — Coupe théorique du Mont Joly d'après MM. Marcel Bertrand

et Ritter.

les examine sur un croquis, étonnent quand on se trouve en présence de leurs dimensions réelles et quand il faut supposer des montagnes entières emportées parles charriages, admettre que le niveau delà mer a changé de 9.000 mètres, ou que des compartiments, presque grands £omme la France, se sont effondrés de plusieurs kilomètres. Dans to;js les phénomènes géologiques, il faut ainsi quelque effort pour ne pas appliquer à la nature la mesure de notre petitesse. Je vais montrer, par deux exemples, comment se présente la discussion.

La figure 32 (qui correspond à peu près au cas IV de la figure 31), représente schématiquement la coupe du Mont Joly, près du Mont- Blanc, où s'empilent des assises 4 et 5 (trias et lias), alternant les unes avec les autres. MM. Marcel Bertrand et Ritter, qui ont étudié cette coupe, sont arrivés à la conviction qu'il y avait là l'extrémité de plis couchés, semblables à ceux que j'ai supposés plus haut, dont la racine, la charnière se trouvait à plusieurs ki'.omètres (fig. 33) et, dans ce cas favorable, ils ont pu démontrer leur hypothèse d'une façon à peu près indiscutable. Us sont, en effet, arrivés à retrouver les charnières verticales des plis couchés et à suivre ceux-ci, en quelque sorte sans discontinuité, j de leur partie droite à leur partie horizontale. De proche en proche, les

Superficie

Fig. 34. — Apparences de superposition anormale en coupe verlicale interprétées par des failles.

CIIAF. VU. — APPLICATIONS DE LA TECTONIQUE 243

géologues alpins ont été conduits alors à faire intervenir de plus en plus de semblables plis couchés.

Quand le raccord ne peut se faire aussi directement, il faut, du moins, pour avoir quelque certitude, constater lexistence de charnières semblables et montrer que les terrains y sont les mêmes, non seulement comme âge, mais aussi comme, mode de dépôt.

Il faut également écarter les autres hypothèses, qui pourraient se présenter. Ainsi, sur un protil unique, pris en montant par aô, ces apparences observées auraient pu s interpréter, comme on le voit sur la figure 34, par une série de failles en échelons, beaucoup plus conforme aux idées de l'ancienne tectonique. Cette hypothèse de failles devient bien difficile à défendre, si l'on montre que le profil reste le même sur toute la périphérie de la montagne ; il faudrait alors imaginer des failles cytiodriques, découpant la montagne par échelons concentriques. Si l'on complète les observations en trouvant, dans la même région, toute une série de plis inclinés et couchés de plus faible

amplitude, la probabilité de semblables failles cylindriques devient à peu près nulle.

La même explication convient pour le cas de la figure 35, qui représente, d'après M. Baltzer, des coins de calcaire jurassique et de grès tertiaire, introduits horizontalement dans les gneiss de la Jungfrau.

Les simples renversements, qui sont aujourd'hui devenus la monnaie courante de la tectonique, s'imposent comme une nécessité indiscutable, quand, dans un travail de mine, comme c'est le cas dans le bassin franco-belge, on trouve le terrain le plus ancien au-dessus du terrain le plus récent ; et il ne reste alors qu'à raccorder les observations de fait, en coupe verticale, par l'hypothèse la plus vraisemblable; mais souvent les observations sont loin d'être aussi nettes et, ce que l'on constate en pratique, c'est simplement, sur une ou plusieurs lignes de plus grande pente, telles que ab (fig. 36), la présence du terrain 4, le plus ancien, à un niveau plus élevé. Une telle apparence peut, entre autres hypothèses, s'expliquer également, comme je le suppose en II, par une faille, ou, comme en III, par un récif du terrain 4 au milieu des eaux qui ont déposé le terrain 5.

Fig.