ORIGINE ET MODE DE FORMATION

Différentes hypothèses ont essayé à plusieurs reprises d'expliquer le mode de formation des matériaux sidérohthiques et d'en reconnaître l’origine. Dans la première partie de cette étude, j'ai indiqué en passant les principales, il reste à les examiner et aussi à en compléter l'énumération.

À certains égards, leur étude pourrait être faite avec utilité et intérêt suivant deux méthodes, selon que l'on aurait en vue l’évolution des idées, ou bien au contraire, les affinités réciproques des hypothèses. Par une coïncidence assez rare, mais parfaitement normale, il se trouve que la classification chronologique de ces hypothèses ne diffère que très faiblement de leur groupement par analogie. Ainsi, les deux grandes catégories qui s'imposent à priori, groupent d'une part, les hypothèses dont le point de départ est une origine interne et de l’autre, celles, qui au contraire, n’admettent qu'une provenance externe et superficielle pour les matériaux sidérolithiques : or, les premières sont les plus anciennes, les secondes sont les modernes.

Nous allons les examiner successivement dans cet ordre,

À. Hypothèses anciennes.

Comme il vient d'être dit, les théories appartenant à ce groupe, attribuent aux matériaux sidérolithiques une origine

interne; elles les font provenir plus ou moins directement de là profondeur terrestre par voie hydrothermale ou semiplutonique même. Et comme le seul jeu des actions ordinaires et des phénomènes actuels réguliers est insuffisant pour expliquer où pour justifier le développement énorme des gisements et l'accumulation complexe des matériaux, elles empruntent le secours de bouleversements, de cataclysmes irréguliers où tout au moins sporadiques. Ce sont les plus anciennes : elles ont le mérite de la première heure, mais actuellement, elles sont de plus en plus abandonnées et leurs partisans deviennent de moins en moins nombreux.

Certes, il peut paraître aujourd'hui étrange, mais de prime abord seulement, que des hommes dont nous avons appris à vénérer la mémoire par leurs œuvres, se soient arrêlés à des considérations de cet ordre. Mais, pour les juger, faut-il aller jusqu'à eux, et ne pas oublier qu’en science, comme en histoire, la méconnaissance du moment, du milieu, est plus injuste souvent que la partialité. Ces théories, étranges, depuis seulement que le jeu des forces naturelles nous à livré en partie, le secret de sa plastiaté et de sa variabilité extrêmes, reflètent leur époque; elles sont l'expression des doctrines de leur temps, au même titre que le silex du troglodyte ou le tableau du primitif, fixent le stade d'évolution de l’art chez un peuple el pour une époque. Sans doute, il n’est guère difficile d'y reconnaitre des inconséquences, des confusions grossières peut-être, mais encore, faut-il les passer sous silence et savoir apprécier la grandeur de l'œuvre, de même que dans une œuvre ancienne, artistique ou littéraire, un beau coup de pinceau, une belle page, peuvent excuser bien des défauts. Ceux qui étudient aujourd'hui leurs devanciers l'oublient trop souvent: on dirait même, qu'ils cherchent quelquefois dans les erreurs ou les coufusions du passé, le piédestal de leurs productions personnelles.

Pour résoudre un problème complexe et difficile comme l'est celui qui nous occupe, il est indispensable d’avoir préalablement préparé une base sérieuse par l'observation rigou-

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reuse et exacte, bien coordonnée, de nombreux faits: or, ce ne peut être le fruit d’un travail de début et toute l'œuvre de ceux qui, en partant de faits trop mal reconnus, ont essayé prématurément de résoudre le problème, se ressent de cette insuffisance. Nous aurions raison de leur reprocher d'avoir voulu atteindre trop tôt le résultat. Mais encore, ne faut-il pas oublier et méconnaître le droit qu'a tout travailleur d'interpréter les conclusions de ses propres observations.

Nous lisons avec admiration et souvent avec grande utilité, les anciens, par exemple, Aristote, Strabon, Pline, Agricola, etc, pourquoi agirions-nous différemment et serionsnous plus injustes envers des hommes, dont nous sommes peut-être les disciples et qui n’ont d’autres défauts que d'avoir peiné et écrit à une époque plus rapprochée de la nôtre et qui souvent, nous ont frayé la route.

Les débuts du XIX° siècle, auxquels appartiennent la plupart des anciennes hypothèses, furent remplis par la grande querelle des Plutoniens et des Neptuniens. Hutton à Edimbourg, Werner à Freyberg, eurent leurs écoles, mais pas assez fermées cependant pour que les idées des maitres ne pussent passer de l’une à l’autre. C'était d'ailleurs l’âge classique, peut-on dire, du catastrophisme et pour échapper à l'influence de l'époque, il aurait fallu devancer les temps. A la suite de Lazzoro-Moro (1740), Charpentier soutenait en 1823, l'origine éruptive du sel gemme des salines de Bex (Vaud) et en 1834 encore, Alberti se faisait le champion de cette mème opinion. Omalius d'Halloy (1812), Brongniart et Cuvier ! (1822) faisaient également du calcaire d’eau douce de France, d'Italie et de Hongrie un travertin geysérien, tandis que Léopold de Buch réclamait (1822) une origine éruplive, par des vapeurs, pour la dolomie du Tyrol et le

1) « Nous ne pouvons nous refuser d'attribuer à des eaux calcarifères sortant du sein de la terre et de dessous le terruin de sédiment le plus ancien, la formation des terrains d'eau douce d'Italie et de Hongrie. »

Al. BronGnrarr et G. Cuvrer.

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gypse du Hartz, alors qu'allant plus loin encore, d'Halloy (1836) évoquait la même cause pour les argiles et les sables bruxellois. Enfin, c'était l’époque de l'apparition de cette théorie si longtemps défendue, des « cratères de soulèvement » de Léopold de Buch et d'Elie de Beaumont, qu'un disciple et élève de l'immortel professeur de l'Ecole supérieure des mines, J. Thurmann, devait, je dirais volontiers, « paraphraser » pour les Monts Jura, dans ses « soulèvements du Porrentruy ».

Qu'y a-t-1l alors de surprenant, qu'Al. Brongniart imagine pour ses fers pisiformes, une origine par voie hydrothermale et que A. Gressly, l'ami de J. Thurmann, la complique encore de phénomènes éruptifs? L'accueil qui fut accordé à ces doctrines, la faveur dont elles jouissent même encore aujourd'hui, constituent des témoignages suffisamment éloquents pour éviter plus amples commentaires.

Les hypothèses anciennes se subdivisent en deux groupements :

Le premier groupement, le plus nombreux, comprend toutes les hypothèses qui utilisent l’action des eaux minérales et thermales, comme véhicules des éléments sidérolithiques, amenés de la profondeur à la surface terrestre. Parmi les principales je citerai celles de Al. Brongniart, de Thirria, d’Alberti, de Jäger, de Müller et de Kœchlin-Schlumberger.

Au second groupe, moins important, appartiennent les théories qui ajoutent au jeu des eaux thermales, l’action des phénomènes éruptifs ou semi-plutoniques. Les plus importantes sont celles d’Amanz Gressly (1838-41) et d’Aug. Quiquerez.

Nous avons donc à étudier successivement :

a) Les théories hydrothermales ; b) Les théories semi-plutoniques.

a) Théories hydrothermales.

TI. Hypothèse d'Alexandre Brongniart.

Le premier !)}, Al. Brongniart, proposa une explication de l'origine et du mode de formation des matériaux sidérohthiques. Sa théorie est exposée dans un petit mémoire, déjà bien oublié, sur les Brèches osseuses et les ininerais de fer en grains pisiformes de même position géognostique, publié en 1898 ?).

Pour Brongmiart, le minerai de fer — il ne se préoccupe guère des autres produits qui l'accompagnent — est

un précipité d'oxyde de fer des eaux thermales ferrugineuses venant de la profondeur par les fissures et les crevasses des terrains calcaires jurassiques et autres. La forme des pisolithes n'est pas le résultat du transport ou du roulement, mais le fait d’une action chimique, la précipitation en pleine émission des eaux bouillonnantes, d'après un processus comparable à celui qui aujourd'hui encore produit les pisohthes calcaires de Carlsbad. Toutefois, il prétend que c'est une précipitation très localisée < qui a accompagné ou précédé de très près, l’époque où le minerai a été étendu à la surface du sol voisin où 1l s’est formé, ces mêmes sources en s'épanchant à la surface au travers des fissures ou des fentes du sol le déposaient, où même quelquefois l’aceumulaient déjà dans les fissures, où 1l devait se trouver mêlé à des débris de roches calcaires, ce qui avec l’aide d'un ciment ferrugineux engendrait les brèches ».

Brongniart admet done par ces considérations, un véritable remplissage de bas en haut per ascensum, et in situ.

) AL Brongniarl n'est pas, en réalité, le premier géologue qui essaya d'exliquer ces formations, car avant lui déjà, il y eut quelques essais, mais nous ne saurions en tenir compte.

*) Al BronGniarr : Annales des Sciences naturelles 1898, XIV, p. #10 et 1829.

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Mais n'oublions pas, qu'il attribuait aux phénomènes d'alluvionnement et de transport par les eaux un rôle important, car sans doute déjà alors, il avait tracé les grandes lignes de sa « classification des terrains » qui devait paraître deux ans plus tard et dans laquelle il laissait une si large place aux ferrains diluviens, comprenant ses terrains clysiniens, qu'il définissait par « transport ou alluvion ». En outre, nous avons vu plus haut, qu'il récusait le superstratum sidérolithique, car il est très expressif sur ce point : « ce miaerai est superficiel; je n'ai vu nulle part aucune couche pierreuse régulièrement placée au-dessus de lui et je ne sache pas qu'on cite d'exemple évident du contraire ». Et cependant il connaissait de travail de Mérian, qui avec Escher subordonnaient le bohnerz de l’Argovie à la mollasse suisse et lui-même avait visité le Jura bernois où ce superstratum est très apparent. Mais comme bien d’autres à sa suite — et sous son influence peut-être, — il ne fit pas attention à l’observation du professeur bâlois et j'ai déjà dit ailleurs, qu'il ne parait pas avoir identifié nettement ses fers pisiformes avec les bohnerz des Allemands.

Est-ce pour ces motifs, qu'il se crut obligé, ou qu'il se vit forcé, peut-être même, de faire intervenir dans son hypothèse « la grande catastrophe aqueuse qui est venue balayer la surface du globe, qui paraît avoir mis en mouvement les blocs erratiques !.. et entraîné dans les cavernes et les fentes les débris d'animaux et de roches répandus dans leur voisinage, a de même rejeté dans les fissures et les cavernes Jurassiques le minerai pisiforme qui en sortait et en a rempli les vides que ces cavités pouvaient encore présenter. » (p. 23). Certains auteurs le pensent. Toutefois, il me semble qu'en agissant ainsi, contrairement à ce que dit Levallois‘), Brongniart n'était véritablement la victime d'aucun préjugé, 1l interprétait de son mieux un phénomène complexe qu'il ne saisissait pas, parce qu'il confondait certains faits très 1mportants.

1) Levarrois : B. S. G@. France 1870. XXVIIL. p. 153.

Pour lui, l'apparition des sources « sidérolithiques » était un phénomène particulier d’une époque géologique très agitée; il avait donc le droit d’invoquer les cataclysmes, d’autant plus qu'il était, comme son temps, catastrophiste et que surtout, la seule action des forces ordinaires et régulières était insuffisante pour expliquer l’ensemble du phénomène.

La confusion que commet Brongniart en rapprochant des phénomènes glaciaires les remplissages sidérolithiques, (quelques-uns seulement !), peut paraître aujourd'hui monstrueuse ; d’ailleurs on la lui a vivement reprochée. Et cependant, pour son temps, elle n’a rien de si extraordinaire, puisque le problème glaciaire venait à peine d'être soulevé par Charpentier et Venetz père et que l’âge des gisements sidérolithiques n’était affirmé par aucun reste organisé fossile. Pour l'interprétation de son hypothèse, Brongniart ayant besoin d’un agent puissant, empruntait celui qui était alors à la mode, tout comme aujourd'hui les nappes de charriage ou les chevauchements résolvent bien des problèmes ! Quant à prétendre, comme l'ont fait certains, que cette confusion est la conséquence de faux préjugés, c'est Ià une accusation purement gratuite. Déjà alors, Brongniart distinguait pour ses dépôts de minerais pisiformes, deux groupes: d'une part, ceux formés directement per ascensum et in situ et de l'autre, ceux résultant du grand bouleversement et formés per descensum.

Au premier groupement appartiennent les crevasses à minerais, mais sans ossements, au second, celles à ossements : les brêches osseuses. Il distinguait done en réalité les minerais en place des minerais remaniés. Le Jura n'avait alors fourni aucune preuve intéressante de ce remaniement dans la formation des brèches osseuses, c'était done là une objection à son interprétation. Mais il y répondait en disant, que la formation du minerai de fer pouvait être antérieure au remplissage des fissures et des cavernes et peut-être même au dépôt de la mollasse et de la gompholithe, et si, dans le Jura, les ossements font défaut, c’est que le remaniement n’a pas eu à remplir des crevasses qui l’étaient déjà, ce qui

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n'était pas le cas pour la région méditerranéenne où ce remplissage s'est fait par les brêches osseuses à ciment ferrugineux. Et dans sa classification, il confirma cette même opinon, en groupant les cavernes à brèches osseuses d'Antibes, de la Carniole et du Jura, dans les terrains clastiques, tandis que le fer pisolthique du Jura, du Berry et de la Franche- Comté est placé dans les plusiaques.

Quant aux crevasses, aux fentes, aux cavernes qu'il confond d’ailleurs, il n’en explique pas autrement l’origine ; il admet seulement que leur formation est antérieure au dépôt du fer pisiforme et il ajoute que «la même cause qui a ouvert les fissures dans le Jura, paraît avoir agi à peu près dans le même temps sur les bords du bassin de la Méditerranée » (p. 20).

Telle est succintement exposée la théorie émise par le fondateur de la Stratigraphie de France. Son influence sur l'orientation des idées de l’époque fut énorme. Elle fut généralement admise ; d'Halloy. la plupart des géologues s’en firent les défenseurs, et on la retrouve dans ses grandes lignes à la base des autres hypothèses émises dans la suite. Quelles que soient la fantaisie de certaines de ces interprétations ou l'erreur manifeste de quelques autres, elle n’est pas moins cependant la première en date et en importance. Mais si elle a le mérite de la première heure, elle en a aussi les défauts. Ses partisans sont aujourd'hui assez rares, mais elle n'est pas cependant totalement abandonnée et tout récemment, en 1888, un géologue français, M. de Grossouvre !), ingénieur des mines, a essayé de lui redonner un peu d’actualité, mais sans beaucoup de succès, semble-t41l. Je reviendrai aux idées soutenues par Brongniart et M. de Grossouvre après avoir exposé les autres hypothèses.

IT. Hypothèses d'Emile Thirria.

L'ingénieur des mines Emile Thirria, dont j'ai déjà si-

1) pe Grossoure : Minerais du Centre de la France. An. des in. sept.-octobre 1886 et B. S. G. Fr. 3°, XVI, p. 287. 1888.

gnalé l'œuvre géologique, fut amené le premier, à modifier, et surtout à compléter l'hypothèse de Brongniart. Il fit connaître à deux reprises différentes, en 1833 d’abord, puis en 1851, deux essais d'interprétation de la formation sidérolithique. Le premier parut dans sa « Statistique minéralogique et géologique de la Haute-Saône » !) de 1833. IL est peu connu.

Comme Brongniart, Thirria admit une origine hydrothermale pour la silice et la matière ferrugineuse, les attribuant, en partie du moins, à des sources minérales qui sourdaient dans le bassin où le terrain s’est déposé : ce sont des précipitations chimiques. Toutefois, il refuse une trop grande importance à l’action chimique, qu'il paraît évaluer par la puissance de cristallisation présentée par les sédiments. Or, comme dans l'espèce, les formes cristallines sont exceptionnelles, il en conclut à une sédimentation par voie mécanique. La forme même des pisolithes, d’après lui, tiendrait à ce fait et leur structure concentrique résultat de l'attraction moléculaire, serait une tendance vers la eristallisation non effectuée.

Mais où Thirria se sépare plus encore de Brongmiart, c’est en affirmant que le terrain du fer pisiforme, qu'il avait créé dans sa classification, s’est formé dans un liquide analogue à celui des mers actuelles. Avec Voltz son ami, nous avons vu déjà qu'il avait recueilli, mêlés aux minerais, quelques fossiles marins, ce qui expliquerait alors cette opinion. Et cependant, tout en se séparant ainsi de Brongniart, il reste, avec lui, catastrophiste. Du fait qu'il rencontra dans quelques conglomérats calcaires des débris végétaux, il en vint à penser qu'une tourmente avait dû se manifester pendant la sédimentation de ces produits.

On sent dans cet « entassement » d'idées, que Thirria cherchait une voie que les doctrines courantes ne lui offraient pas, mais on sent aussi, qu'il n'était pas prêt de la trouver, malgré la grande connaissance qu'il avait des formations sidérolithiques du Centre et de l'Est français.

1) E. Tairrra : Voir l'Index général,

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La seconde hypothèse de Thirria complète encore celle de 1833. Elle se rapproche davantage que la première de celle de Brongniart. Elle fut publiée en 1851, dans son excellent mémoire Sur les similitudes qni existent entre les minerais de fers en grains de la Franche-Comté et ceux du Berri, paru dans les Annales des Mines.

Le minerai de fer serait alors le résultat de la préceipitation chimique dans les eaux minérales, thermales et acides, qui durant le tertiaire, furent particulièrement abondantes dans le Berry et la Franche-Comté. Ces eaux arrivaient à la surface par les arciens passages des sources minérales des époques précédentes ou par des issues nouvelles qu'elles s'étaient ouvertes, mais elles s’épanchaient dans des lacs d'eau douce. Elles tenaient en dissolution diverses substances: des carbonates de fer, de manganèse, de chaux, mais en moindre proportion pour ce dernier, de la silice, de l’alumine, du phosphate de fer où d’alumine.

Par contre, comme Brongniart, 1l pense que les grains de fer ont dû se former comme les pisolithes de Carlsbad, de St-Philippe et de Tivoli, tantôt dans les fentes et les crevasses par lesquelles les sources se déversaient, tantôt au fond des lacs où ces eaux s’épanchaient; mais la forme résullerait toujours de l'attraction moléculaire autour d’un centre, noyau argileux, calcaire, débris organique même, ete.

Tant que les eaux acides, acidulées surtout par l'acide carbonique dissout, circulaient dans les fentes ou les galeries qu'elles traversaient pour se faire jour à la surface, leur composition variait peu, 1l n'y aväit guère de précipitation, par suite de la pression exercée dans cette cireulation en conduile fermée. Mais cette pression venant à être modifiée, cas qui devait-se produre inévitablement à leurs résurgences, immédiatement, 1l y avait dégagement d'acide earbonique, sulfurique peut-être et précipitation. Le carbonate de fer précipité de ce fait passait au peroxyde grâce à l'oxygène fourni par l’eau douce: celui de manganèse subissait également cette même transformation et lorsque les eaux étaient calmes, il se produisait des rognons, des tubercules, des pla-

quettes, des concrétions diverses, tandis que l'agitation favorisait la formation des pisolithes. La silice également en solution, grâce à l'acide carbonique, se précipitait aussi, entraînant avec elle l’alumine pour former des alumino-silicates de fer. Enfin, le carbonate de chaux, le phosphate de fer... devaient se déposer à leur tour. C'est ce carbonate de chaux précipité qui à fourni les nodules calcaires à grains de fer et le ciment des conglomérats.

Mais pour admettre un semblable processus, l'action seule de l'acide carbonique est insuffisante, aussi Thirria la complète-t-1l par celle de l'acide sulfurique et c'est par elle qu'il justifie la présence de l’alumine, Ja formation des nodules ou des grains de sulfure de fer. Et avec ses contemporains, il croit que les traces évidentes de corrosion que présentent les parois des fentes ou des crevasses ou le fond qui sert de substratum aux matériaux sidérolithiques sont la preuve de l’action des eaux acides et 1l y trouve un argument en faveur de sa théorie.

Comme on le voit par cet aperçu rapide, cette seconde hypothèse de Thirria diffère notablement de la première, à tel point qu'on pourrait se demander si véritablement toutes deux sont bien l'œuvre du même savant. Mais ici encore, Thirria offre le type accompli du géologue qui défend ses idées, les développant, les corrigeant, en un mot cherchant toujours à aller de l'avant. Catastrophiste encore en 1833, avec Brongniart, il devient actualiste !.. et en 1851, 1l n'évoque plus ni tourmente, ni catastrophisme : les brêches, les conglomérats, résultent tout simplement du travail des torrents se déversant dans les lacs où se- produisait le phénomène sidérolithique.

Thirria en 1833 cherchait sa voie. Il l'a trouvée en 1891. S'il n'a pas pu la tracer jusqu'au bout, il l’a ouverte du moins. Toute l'importance de sa dernière théorie tient à ce fait : l'action de l'acide carbonique.

Ce sont les idées de Thirria que Jäger et Alberti souunrent en Allemagne; mais je ne m'y arréterai pas, il suffit d'en faire mention.

TITI. Hypothèse d'Albert Müller.

Le professeur bâlois, Alb. Müller est également l’auteur d'une hypothèse sidérolithique, qu'il publia en 1857 dans les mémoires de la Société des Sciences naturelles de Bâle : Ueber die Enstehung der Eisen und Manganerze im Jura.

L'hypothèse de Müller continue celle de Thirria. Son auteur Fimagina surtout pour combattre et réfuter celle d'A. Gressly, alors très soutenue. Müller tend vers l’actualisme, mais il n'arrive pas à se dégager du catastrophisme de Gressly.

Dans l'intérieur de la terre, les masses éruptives en igmition sont en contact avec les dépôts calcaires de sédiment. Sous l'influence de ce contact, d'après Müller, il doit se produire d'abondants dégagements de gaz carbonique libre, qui cherchant une issue pour se dégager, passe par dissolution dans les eaux thermales qui labsorbent sous pression et de ce fait deviennent acides. En circulant alors au travers du sol par les fissures, les fentes prééxistantes ou par les passages qu'elles s'ouvrent, ces eaux acidulées dissolvent les calcaires qu’elles traversent.

Müller base son hypothèse sur des expériences de laboratoire. C'est le premier semble-t-il, qui ait songé à utiliser l’expérimentation comme méthode de recherches dans la solution du problème sidérolithique. L'acide carbonique en solution agit à la longue sur les roches calcaires, à la manière des autres acides, mais moins énergiquement et surtout moins rapidement : il y a une dissolution et un résidu d'argile et de sable. Presque tous les calcaires sont riches en fer oxydé et en manganèse; ils renferment également de la silice, de la magnésie, en un mot, toutes les-substances que l’on retrouve dans les matériaux sidérohthiques. Si donc on suppose des eaux capables de les dissoudre et d'en séparer les éléments par précipitation ou par voie mécanique même, il n'est pas difficile d'expliquer la provenance et le mode de formation des dépôts de bohnerz.

L'hypothèse de Müller n'eut pas grand succès, du moins

directement. Il est vrai qu'elle est très incomplète. Mais elle eut le mérite, d'accentuer la rupture avec la vieille école catastrophiste et d'inaugurer, en la question, l'expérimentation, comme méthode de recherches.