LE SCHISTE BITUMINEUX OU CHARBON HUMIQUE DE CEARA

SOMMAIRE

§ 1. — Ce qn>st le schiste bitumineux ou charbon humique de Ceara. — Origine de réchantilion étudié. — Sa composition chimique.

§ Il — Caractères macroscopiques du charbon de Ceara d'après de petits fragments de la roche et d'après des coupes minces vues par transparence.

§ 111. — Description de la gelée fondamentale.

a. — Aspect de la gelée fondamentale contractée et soli-

difiée, ses caractères particuliers.

b. — La contraction de la gelée fondamentale. — Ses cou-

pures. — L'écrasement des coquilles. — Les fentes horizontales à bitume. — Les fissures tardives de la masse solidifiée.

r. — La rétention du bitume par la gelée fondamentale, d. — La rétention de la matière minérale par la gelée fondamentale.

§ IV. — Les corps accidentels du charbon de Ceara.

a. — Les diverses catégories de corps accidentels rencon-

trées dans le charbon de Ceara.

b, — Les grains de pollen.

€?. — Les spores.

d. — Les fleurs d'eau.

e. — Les menus débris humifiés.

/. — Les restes de Muccdinées.

g. — Les coquilles d*Ostracodes.

§ V. — L'imprégnation bitumineuse.

§ VI. — Les matières minérales tardives.

§ VU. — Les conditions géogéniques de la formation du charbon de Ceara.

§ VIII. — Les caractéristiques du schiste bitumineux ou rharbun humique

de Ceara.

l/nip. de LiUe. Tome VI. C. 7.

gS G. EG. BERTRAND

§ I . — Ce qu'est le schiste bitumineux ou charbon humique de Ceara. — Origine de Véchantillon étudié, — Sa composition chimique.

Le schiste bitumineux de Ceara offre pour mou sujet un intérêt tout spécial. Son faciès macroscopique est celui d*un * charbon ; des spécialistes s*y trompent et le prennent pour un boghead. C'est en effet une roche noire, tenace, à cassure lustrée, finement stratifiée. Ce charbon n*est pourtant pas un boghead, il ne contient pas d'algues. Les corps jaunes y sont d'une extrême rareté, par conséquent les hydrocarbures éclairants n'y sont pas retenus localisés par la matière gélosique comme dans le cas des charbons d'algues. La roche de Ceara est d'une tout autre nature; c'est encore de la gelée brune solidifiée et fossilisée en présence du bitume. Nous avons là un charbon humique comme le Brown Oilshale et comme le schiste du Bois d'Asson. C'est cette gelée qui retient le bitume, mais comme ici la localisation de matière minérale par la gelée brune primitive ne s'est pas exercée, la roche a conservé son faciès typique de charbon. Dans le charbon de Ceara la charge en matières minérales est relativement faible. L'analyse accuse 4o,65 pour cent, mais sur ce nombre près de a!2,4o de carbonate de calcium est ramassé dans des oolithes tardives. Il n'y a donc que i8,a5 pour cent de matières minérales réellement incorporées dans la masse du charbon. Ainsi, quand dans une accumulation de gelée humique soumise à Timprégnation bitumineuse la charge en matières minérales reste faible, la roche présente normalement les caractères macroscopiques d'un charbon. Cette remarque est la justification expérimentale de l'extension que je donne au terme Charbon. « Un charbon » est une roche produite par une accumulation de m^itières » organiques dans laquelle celles-ci jouent optiquement le

)) rôle principal et donnent à la roche ses caractérisliques » essentielles. » La roche de Ceara est biçn un charbon parce qae la matière organique y prédomine optiquement sur la matière minérale et sur le bitume. Ces schistes bitumineux à faciès de charbon sont d'ailleurs moins rares qu'on le croit. On en voit des exemples dans les schistes bitumineux houil- 1ers de Commentry et de Saint-£ioy.

Le charbon de Ceara forme une section à pai*t dans le groupe des schistes bitumineux. La gelée formatrice n'est plus ici de la gelée humique pure comme celle du schiste du Bois d'Asson. Cei*tains indices dénotent qu'elle a déjà reçu une addition de matières d'origine animale. La capacité rétentiice de la gelée fondamentale pour le bitume en a subi une légère modification qui va nous préparer à comprendre les charbons de purins.

Je n'ai pu étudier qu'un seul échantillon du charbon de Ceara. Il m'a été remis avec deux préparations par mon excellent ami M. B. Renault. M. Renault avait reçu ce spécimen de M. ringénieur Bayle, Directeur de la Compagnie Lyonnaise d'Autun. L'échantillon provenait de la région de Ceara, province située au nord du Brésil, entre 4^ ^^ 4^" ^^ longitude ouest. D'après M. le D^ Orville Derby, Directeur de la Commission d'exploration du Brésil, on a reconnu dans cette région des schistes crétacés. Ce sont les seules indications de gisement que je possède sur cette roche. La description sommaire que je vais en donner appellera sur elle l'attention des géologues qui exploreront la région en leur montrant le grand intérêt scientifique qu'elle présente.

D'après une analyse faite par M. le professeur A. Buisine, le schiste bitumineux de Ceara a la composition suivante :

lOO C. EG. BERTRAND

Eau 1.4^^ 1.43

Matières organiques ... 5S.ia 58.19

t Silice soluble. ..... 0.57

Portion soluble dans Tacide \ Alumine ....... 4.86

chlorhydrique 34. ao j Carbonate de chaux . . . ia.40

( Autres matières 6.37

Portion insoluble dans Tacide

chlorhydrique. 6.a5 6.a5

J*ai déjà signalé que la plus grande partie du carbonate de chaux est localisé dans des oolithes tardives. Une petite partie seulement est à Tétat de coquilles d^Ostracodes ou incorporée à la gelée fondamentale.

§ II. — Caractères macroscopiques du charbon de Ceara d'après Véchantillon en morceaux et diaprés les coupes minces vues par transparence.

N'ayant observé qu'un échantillon de petites dimensions, je suis naturellement exposé à omettre dans la description des caractères macroscopiques de la roche de Ceara, des particularités très frappantes de la roche vue en grandes masses et vue en couches. Cette description n'est qu'une pi*emière indication qui devra être complétée. Je ne puis par exemple apprécier que très imparfaitement la direction dominante des fractures verticales. Je ne sais pas quelles sont les variations secondaires de la roche ni quel est son faciès d'altération.

D'après le petit échantillon que j'ai étudié, le charbon de Ceara est une matière noire, brillante, assez légère, très tenace; sa cassure verticale est noire, lustrée, presque vitreuse. Cette cassure montre que la matière est stratifiée en minces lits très visibles. On voit émerger de la masse des oolithes roux clair sphériques de grosseur variable mesurant de o™™5 à 3 millimètres de diamètre. La présence de ces oolithes est un carac-

LKS CHARBONS HUMIQUES ET LES CHARBONS DE PUR«NS lOI

tère secondaire, due à un phénomène tardif. Il fournit cependant un élément de diagnostic très commode pour reconnaîti^e la roche. Sur la tranche verticale, faite à Témeri, la matière est brun foncé avec quelques filets horizontaux plus noirs (fig. 71, PI. VU). La stratification est moins visible que sur les cassures fraîches. Cette stratification est soulignée par des fissures horizontales selon lesquelles la matière se fend en feuillets. Sur ces tranches verticales les oolithes sont assez nombreux. On en remarque de très petits mesurant de i/3 à i/io de millimètre alignés suivant les bancs. Ils . correspondent à une localisation tardive de la calcite dans les cavités de coquilles d'Ostracodes non effondrées par le retrait. Ces oolithes ont agi comme des corps durs pendant que la masse continuait de s 3 rétracter. Ils font saillie à la surface du banc qui les contient. Sur ces tranches verticales de peu d'étendue on ne remarque pas d'indication d'une stratification disloquée.

Le charbon de Ceara se divise donc horizontalement, c'est-àdire parallèlement à la surface des lits. La surface ainsi mise à nu est irrégulière^ bossuée, avec des boules noires ou blanches, ou bien encore avec des fossettes sphériques, selon la façon dont elle rencontre les oolithes. La matière est noire, luisante, comme vernissée. En coupes horizontales, la matière est brun foncé, presque noire; on y remarque la section de gros oolithes et celles d'oolithes beaucoup plus petits, elliptiques ou ovales, correspondant aux coquilles de Cypris. Toutefois, comme ces petits fossiles ne sont pas nettement dégagés, on a seulement un premier indice de la présence possible d'Ostracodes dans ce charbon.

Vue à la loupe et par transparence, la section verticale du charbon de Ceara est très caractérisée (i). Elle présente une

(i) D'après l'échantillon que j*ai étudié il n'y avait pas lieu de distinguer les sections verticales transverses des sections verticales radiales. La roche offrait la même structure dans les différents a/imuts.

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ma^iièr6 brun foncé finement stratifiée, parsemée d'oolithes très

in^gpux, les uns plus gros, parfois associés, les autres très petits • ••

de la taille d'nn petit Cypris (fig. 7a, PI. VII). Auprès de ces /oolithes les lits de la matière organique sont déviés, ils contournent Foolithe. Ceux-ci agissant comme un corps dur ont provoqué un léger laminage de ces lits. La stratification est soulignée par de nombreux traits blancs qui sont des coquilles d'Ostracodes écrasées par le retrait et de petites lentilles brun-clair qui correspondent à de très petites fentes tardives (D fîg. 73, PI. V^ll). En quelques points des préparations, on aperçoit de très minces filets horizontaux discontinus beaucoup plus foncés. Ce sont des régions où les menus débris végétaux humifiés sont plus nombreux et où il s'est fait des infiltrations plus importantes de pyrite. Au grossissement de 3o diamètres, la matière brun foncé parait très finement stratifiée (fig. 7a, PI. VII). Cette stratiQcation est soulignée par les coquilles écrasées, par quelques menus débris végétaux humifiés, par les fissures a pyiite et par les déchirures horizontales. Dans ces dernières on aperçoit des lames cristallines empilées, qu*il faut se garder de confondre avec un amoncellement de coquilles. I^ travail de la taille tend à ouvrir sur ces coupes de nombreuses fissures horizontales. La matière brune est plus foncée au pourtour de ces fissures. On reconnaît de même que partout où elle a été légèrement échauffée, la matière a pris une teinte plus foncée. Elle tend à la fois à se séparer en minces lames horizontales et à plisser toutes celles-ci verticalement. La matière est donc très altérable et il faut chauffer aussi peu que possible les surfaces des sections que Ton veut préparer. Les coquilles d'Ostracodes sont presque toutes couplées, couchées à plat sur le flanc. Il n'y a que quelques exemples de coquilles posées le bord ventral en bas, le bord dorsal eu haut. Toute la masse est picotée de gros cristaux blancs, et dans les déchirures tardives il y a une matière bitumineuse brun clair.

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Gomme la matière fondamentale paraît avoir eu dès l'origine une consistance particulièrement forte, il y avait lieu d*y rechercher des traces de fissures et de glissements analogues à ceux du Brown Oilshale. J'en ai observé sur presque toutes les sections verticales, mais en petit nombre et en des points très limités (fig. 7a, PI. Vil). Ce sont de très fines fissures, exactement fermées, convergentes, près desquelles on voit les bancs régulièrement stratifiés buter contre d'autres bancs qui ont une inclinaison différente. Il y a donc des images de stratification disloquées correspondant à des fissures de la gelée fondamentale et à des glissements de ses morceaux, mais ces mouvements ont été très peu étendus. Ils ne sont presque jamais appréciables à la loupe sur les tranches verticales que j ai examinées.

On ne voit pas de gouttelettes rouge-brun dans cette matière, comme c'était le cas pour le schiste du Bois d'Asson.

Examinées à la loupe, les coupes horizontales présentent une matière brun foncé, avec plages sinueuses de teintes très inégales. Au pourtour des oolithes la matière est finement stratifiée concentriquement à ces oolithes. On y obsei*ve des sections fines de coquilles d'Ostracodes, des points jaunes ou brun clair qui correspondent, les uns à des coquilles de Cypris, les autres à des déchirures tardives de la gelée.

Au grossissement de 3o diamètres (fig. 84, PI. VIII), la teinte de la gelée fondamentale est moins sombre. Les plages les plus colorées sont limitées par un contour sinueux et on peut reconnaître des sortes de courbes de niveaux larges plus chargées de pyrite. Sur quelques-unes de ces courbes, d'étroites fissures dirigées concentriquement à la courbe sont pleines de pyrite. Près des oolithes, la matière très finement stratifiée est coupée plus ou moins normalement à sa direction, de là des courbes de niveau concentriques très fines et très serrées. La matière montre dans toutes ses parties des coquilles brisées

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par le retrait, sous forme de plages plus claires, limitées par la section de la coquille. D*autres taches brun clair, irrégulières, sont dues à des déchirures tardives (D, fîg. jS et 76, PI. VII). On y reconnaît les amas de plaques cristallines signalées sur les conpes verticales. On remaixjue encoi*e des lambeaux brunnoir très altérés provenant de fragments végétaux humifiés et de fragments chitineux. La masse est picotée de points blancs qui correspondent à des cristaux tardifs. — Outre la pyrite localisée le long des fentes, il y a de petits cristaux de pyrite très nombreux, dispersés à travers toute la masse.

§ III. — Description de la gelée fondamentale,