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L'analyse du schiste des Têtes-de-Ghats faite par M. le professeur A. Buisine, de la Faculté des Sciences de Lille, a donné les résultats suivants :
Eau o.5o o.5o
Matières organiques . . . aa.SS a3.38
-. .. , ui j iv. tA l Silice soluble 0.64
Portion soluble dans 1 acide 1 «■ • / .o
. , . . , or Qo ; Alumine 14.18
chlorhydrique .... 34-83 ^^^^^^^ ^^ ^^^^^ ^^ ^
\ Autres corps 9.96
PorUon insoluble dans racide l ^V*^. ^-^^
chlorhydrique .... 4» «9 ^^^"^^ ^î*
f Autres corps. .... 4-8o
Il y a donc une forte proportion de silice libre dans ce banc. On voit en effet quelques points de silicification locale du schiste là où les corps de poissons ont laissé des accumulations plus épaisses d* écailles.
§ II. — Caractères macroscopiques du schiste des Têtes-de-Chats, d'après la roche Que en morceaux et d'après les coupes minces vues par transparence.
D'après des échantillons séchés à Fair, mais soustraits aux alternatives de la pluie et du soleil, la roche des Tétes-de-Chats se montre comme une matière schisteuse terne, brun noir, très foncée. Elle est compacte, lourde, chargée d*écailles ganoîdes noires, très brillantes, et de coprolithes à cassure noire satinée avec écailles semblables à celles qui sont libérées dans le schiste. Si on cherche à obtenir par le choc des cassures verticales fraîches transverses ou radiales, on obtient seulement des cassures fuyantes, très obliques. Sur celles d*entre elles qui sont parallèles aux cassures transverses, on voit affleurer les très minces lits de la matière schisteuse. La roche y parait noire, terne, nettement et finement stratifiée. Les écailles ver-
LES CHARBONS HUMIQUBS ET LES CHARBONS DE PURINS iSy
nissées et les cassures de coprolithes se détachent sur le fond. Sur les cassures fuyantes parallèles aux faces radiales, la roche se montre beaucoup plus compacte, nettement brune, terne ; la stratification n'y devient bien visible que dans les parties de la cassure qui sont redressées. Sur le fond se détachent des écailles non vernissées et la tranche satinée de gros coprolithes. Les fractures transverses et radiales spontanées sont presque verticales. La roche s'y montre noire, terne, finement stratifiée, présentant en relief les sections noires brillantes d'écaillés de poissons et la tranche noire de nombreux coprolithes. Les fractures verticales spontanées sont couvertes d'un épais revêtement de calcite.
La tranche verticale faite à l'émeri est brun -roux, très foncée, finement stratifiée. La matière n'y parait pas réticulée comme dans les bancs à Ostracodes. Sur le fond teime de la tranche se détachent en noir brillant les sections des écailles et celles des coprolithes. Les sections des écailles font saillie sur la tranche. Celles des coprolithes sont au niveau de la matière brune. On ne voit pas trace de glissements correspondant à des coupures de la gelée fondamentale comme dans les schistes à stratification disloquée. Dans quelques gros amas d'écaillés j'ai observé des points silicifiés entre les écailles.
Sous le choc, la roche des Têtes-de-Ghats tend à se cliver parallèlement à la stratification. Les cassures horizontales fraîches sont brun -noir, très foncées, ternes, parsemées d'un grand nombre d'écaillés noires, vernissées, de tailles très variables. Il y en a beaucoup de très petites. On voit aussi des cassures noires satinées de coprolithes. Sur les sections horizontales faites à l'émeri, la roche est brun -roux, très foncée^ et sur le fond se détachent les sections noires brillantes des écailles et des coprolithes.
Le schiste présente quelques surfaces obliques glissées.
Les sections verticales vues à la loupe par transparence
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(fig. I02, PL IX) montrent un fond gris-bran, fuligineux, très finement stratifié, picoté de très petits points blancs correspondant à des cristaux tardifs. La stratification est soulignée par les sections des écailles et des coprolithes. Les écailles se détachent en jaune-brun; elles sont on non accompagnées d^un trait blanc transparent selon que la section rencontre ou non leur plaque d*émail. Les sections des coprolithes se détachent en rouge-brun foncé. Ils sont transparents, et dans leur masse on voit souvent les sections d* écailles non posées à plat. Les coprolithes sont très nombreux, largement affaissés, couchés à plat. 11 y en a de toutes les tailles. Les amas d'écaillés non accompagnés de matières stercoraires sont plus rares. Ecailles et coprolithes farcissent la coupe dans toute son étendue. Dans les zones où ces corps deviennent moins nombreux, ils sont en même temps plus petits. J*ai rencontré de loin en loin des écailles dressées et quelques fissures tardives à pyrite.
Au grossissement ' de 3o diamètres, la section verticale présente un fond brun -rouge foncé, criblé de petits cristaux tardifs. La matière est déchirée par de petites boutonnières horizontales dont les divers aspects marquent les étapes successives du retrait vertical subi par la gelée. Les plus proches de Tétat initial sont réticulées; les dernières formées, comblées par uii exsudât minéralisé, forment de petits traits blancs ou jaunâtres, qui soulignent la stratification. Dans la masse sont couchées de nombreuses écailles ganoîdes, des os, des coprolithes de toutes les dimensions, les petits coprolithes sont extrêmement nombreux. Les grands coprolithes contiennent des écailles semblables aux écailles libérées dans le schiste. Ils montrent fréquemment Tarrangement et la structure des bols alimentaires dont ils étaient formés. Près des coprolithes, les filets du schiste s^infiéchissent, la matière fondamentale du schiste s'étant plus fortement contractée que la matière des
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coprolithes, ceux-ci ont agi à la manière de coi'ps durs. Dans certaines régions du banc, la masse est plus chargée de menus débris végétaux fortement humifiés et de pyrite. Ces zones sont beaucoup plus foncées, presque noires.
Les coupes horizontales vues à la loupe par transparence montrent un fond brun -rouge très coloré et très inégalement chargé de matières noires. Elles sont criblées de déchirures irrégulières faites à divers moments du retrait. Sur ce fond et dans ses parties colorées se détachent les coupes d'écaillés et de coprolithes dont la transparence contraste avec l'aspect finement granuleux du fond. Ce fond est criblé de très petits cristaux.
Au grossissement de 3o diamètres, le fond est rouge-brun foncé, chargé de micro-cristaux et de matières noires et brunnoir. Ce fond présente de nombreuses déchirures correspondant aux fentes horizontales en boutonnières. Les coprolithes, les écailles et les os se détachent sur le fond par leur transparence plus grande. Dans les os, dans les écailles et dans les coprolithes, la matière bitumineuse de remplissage présente souvent une structure réticulaire. Les filets du schiste sont disposés concentriquement autour des coprolithes.
§ III. — Description de la gelée fondamentale.
A — LA GELÉE FONDAMENTALE NON CONTRACTÉE OU TRÈS FAIBLEMENT CONTRACTÉE d'aPRÈS L*ASPECT QU'eLLB PRÉSENTE DANS LES PARTIES SILICIFIÉBS.
Autant qu'on en peut juger d*api*ès la gelée contractée et solidifiée, la matière brune fondamentale du schiste de l'Allier reste à peu près la môme dans les divers bancs de la formation. Cest en particulier le cas pour les lits de la Grosse Couche^ des Colles^ et des Têtes-de-Chats, Les différences rele-
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vées entre ces trois bandes portent seulement sur la manière dont la gelée s'est contractée et sur sa capacité de rétention pour le bitume. Le premier fait dépend principalement du degré de dilution de la gelée brune qui se précipitait. Le second dépend de son degré d'humification et de sa charge relative en matières stercoraires. Cette persistance des caractères essentiels de la gelée fondamentale me permet d'employer les nodules siliceux qui sont en haut de la Grosse Couche pour donner une première idée de cette matière, dans Tétat où. elle se présentait quand elle venait de se précipiter. Les nodules de la Grosse Couche sont des silicifications locales de la matière formatrice du schiste oh tous les corps saisis se montrent parfaitement étalés, gonflés, non contractés (i).
Les nodules siliceux de la Grosse Couche sont de taille très variable, généralement petits et compacts, mesurant de lo à do"*" de longueur. Plus rarement les nodules résultent de ragglomération de petits points silicifiés voisins. Dans la région actuellement exploitée, les nodules siliceux forment un niveau assez constant sous la bande d'Ostracodes qui termine la Grosse Couche.
Dans ces parties silicifiées (fig. io8, PI. X), la gelée fondamentale est une matière rousse, très pâle, en flocons inégalement colorés. Les flocons sont irréguliers, inégaux, grumeleux, non pelliculaires. Une siliciflcation plus intense fait disparaître successivement la structure grumelée, puis le contour des flocons et enfln les bactérioïdes qui chargent la gelée. Les flocons sont grossièrement empilés, incomplètement rapprochés; ils ne sont pas tassés. Leur stratification est peu nette, n'étant pas soulignée par des corps accidentels affaissés. Ces corps
(i) J'ai bien signalé quelques points silicifiés dans le lit des Têtes-de- Chats, mais comme il s^agit dans ce cas de points localisés entre les amas d'écaillés d'un même poisson, ils ne se prêtent pas, comme les nodules siliceux de la Grosse Couche, à une étude de la gelée fondamentale non contractée.
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accidentels sont plus ou moins complètement relevés dans les flocons ou entre ceux-ci. On ne retrouve pas ici Taspect stratifié si accusé que j'ai signalé dans la gelée fondamentale interposée entre les Pilas des nodules siliceux du Boghead d'Autun. La différenciation des points sur lesquels la silice devait venir se localiser a été beaucoup plus hAtive dans la Grosse Couche du schiste de TAUier qu'à Autùn. La matière brune du schiste de F Allier, dépourvue de thalles ou de corps un peu dense, n'avait encore subi aucun tassement quand elle a été rendue apte à localiser la silice.
La plupart des flocons sont formés de gelée brune seulement; d'autres sont ramassés autour de grains de pollen ou de menus débris végétaux humifiés. Tous les grains de pollen sont bien gonflés, largement étalés (fig. io8, PI. X). Ils ont été soutenus par la gelée brune. Les grains de pollen sont remplis par une silice incolore sans bactérioïdes. La gelée brune n'a donc pas pénétré dans leurs cavités, pas plus dans la chambre à air que dans la cavité cellulaire. Ces cavités étaient donc pleines, closes, non perforées (i). La matière qui occupe actuellement la cavité cellulaire ne montre pas le protoplasme primitif, ni son noyau. Ces parties de l'élément cellulaire étaient donc altérées. Je conclus de ces faits qu'il s'agit de grains de pollen macérés, pleins d'eau ou d'une matière colloïdale presque homogène, saisis par les flocons de gelée brune qui se solidifiaient. Dès cette époque les flocons de gelée brune étaient donc coagulés. J'ai rencontré en effet quelques exemples de lamelles micacées, soutenues entre les pelotes de la gelée fondamentale, et parfois relevées obliquement entre celle-ci.
La matière brune fondamentale n'était pas parfaitement homo-
(i) Dans quelques grains de pollen dont le bec antérieur avait été ouvert, la cavité cellulaire est remplie par une matière finement granuleuse qui a fortement condensé le bitume.
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gène. Parmi les flocons ordinaires on en Toit qaelques autres plus bruns, plus condensés, à gémeaux beaucoup plus fins. Ils tranchent sur les autres par leur coloration et par leur contour nettement arrHé. Us sont mêlés aux autres et placés sur ceux-ci dans toutes les positions. Ils contiennent des bactérioîdes semblables à ceux des flocons ordinaires mais en moindre quantité. Une silicification plus complète de ces flocons bruns, en faisant disparaître leur structure et leurs caractères différentiels, donne Fimpression qu'ils se confondent peu à peu avec les flocons ordinaires. CSomme ces flocons plus bruns sont répartis à travers toute la masse sur la faible hauteur comprise dans l'épaisseur d*un nodule siliceux, la structure de la gelée fondamentale se montre uniforme. Il n*y a pas de zones différenciées dans cette gelée.
La réfringence de la gelée brune silicifiée est très faible. Les parois cellulaires végétales s'y détachent très bien, non seulement lorsqu'elles ont acquis la propriété de condenser le bitume par une humification préalable et qu'elles sont colorées, mais même quand elles ont été simplement macérées comme c'est le cas des grains de pollen.
Dans ces parties silici fiées la gelée fondamentale est faiblement chaînée de bactérioïdes. Ce sont surtout des micrococcoîdes très petits, buUaires, ressemblant à des spores de Bactéries. Leur taille varie de o (& 5 à o {jl a. Us disparaissent quand les flocons perdent leur contour et se fondent avec les flocons voisins en une masse homogène. Exceptionnellement les micrococcoldes sont couplés en diplocoques. Les corps bacilloîdes sont très rares.
Dans les nodules siliceux la gelée brune n'offre pas trace de réticulation. On y constate seulement quelques fissures ondulées très fines dont la direction générale est verticale. On dirait que ces lignes correspondent à une disjonction des flocons bruns le long de leur surface de contact. Les flocons ne
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sont pas coupés par ces fissures. Parfois, mais rarement, les fissures verticales sont réunies entre elles par des déchirures horizontales qui ont le même caractère. Ce sont là des fissures très hâtives de la gelée brune alors que ses flocons avaient encore leur individualité (i). Elles contrastent avec les fentes verticales du boghead d*Autun. Celles-ci, plus tardives, ont coupé la masse végéto-humique stratifiée, après son premier tassement.
Dans quelques nodules siliceux seulement j'ai constaté d*autrès fractures tardives postérieures à la solidification de la silice. Celle-ci s*y présente rompue. La matière qui remplit ces fentes tardives est une substance bitumineuse brun-noir contractée en réseau. — C'est à la même matière bitumineuse qu'il faut rapporter les réticules bruns très fins qui comblent les déchirures laissées entre les parties silicifiées de la masse et ses parties non mlicifiées.
B. — LA GELÉE FONDAMENTALE d'aPRÈS SES PARTIES CONTRACTÉES
ET SOLmiFlÉES.
Contractée et solidifiée, la gelée fondamentale se présente SOUS un aspect tout différent de celui que je viens de décrire d'après les parties silicifiées. Le faciès qu elle présente dans le schiste de TAllier est particulièrement important à étudier. La roche étant à la limite des charbons et des schistes organiques, on peut observer comment la gelée fondamentale, qui est d'abord l'élément principal, y devient par places subordonnée à la matière minérale.
En dehors des nodules siliceux la substance fondamentale des schistes des Têtes-de-Chats est une matière brun-rouge, très colorée. On dirait une gelée très compacte fortement contractée. En coupe verticale elle est marquée de petits traits
(I) Dans la silice de remplissage d'une fente horizontale particulièrement bien coupée, je n*ai pas trouvé de bactérioldes.
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horizontaux plus sombres (fig. io6, PI. X). Les bactérioîdes très nombreux y sont pourtant très peu visibles. — Sur la coupe horizontale, la cause de la striation verticale ne se reconnaît pas, les bactérioîdes s*observent plus facilement. — La gelée est nettement stratifiée, cette stratification est indiquée par sa structure striée et par les nombreux corps accidentels qui la chargent. Les grains de pollen y sont affaissés. Les menus débris humifiés, les coprolithes, les plaques d*émail et les parcelles de mica y sont couchés à plat. La stratification est encore soulignée par la réticulation de la matière.
Cette gelée est mêlée de petites masses stercoraires brun clair dans toutes ses parties. Ce sont des fragments provenant de l'éparpiilement de coprolithes mal agrégés. D'après la fréquence de ces petites masses et leur répartition par toute la masse on peut affirmer que la gelée fomlamentale s'est coagulée dans un milieu dont toutes les parties étaient chargées de pro^ duits stercoraux.
Le degré d'humification atteint par la gelée du schiste de TAUier est beaucoup plus élevé que dans les trois exemples précédemment étudiés. De plus la matière n'était pas au même degré d'humification dans toutes ses parties. Certains filets beaucoup plus colorés que les autres paraissent noirs comme s'ils avaient été plus oxydés. Sur ces filets très foncés le retrait est toujours plus intense. Ces parties plus colorées sont noyées dans la masse générale. Elles participent à sa réticulation. Ces points plus colorés ne correspondent pas aux points de pénétration de la matière bitumineuse. Dans ces lenticules plus colorées les fragments végétaux brun-rouge ou brun-noir se distinguent très difiicilement. La limite de leur contour reste indécise et très souvent, ou bien on rapporte toute la masse colorée à un débris végétal d'assez grandes dimensions, ou bien au contraire la présence d'un fragment figuré humifié passe inaperçue. La gelée fondamentale n'est pas ici différenciée
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en zones claires orangées ou jaune d*or. Elle n'intervient pas dans les corps jaunes da schiste de TAllier (i).
Sons Faction de la contraction verticale, la gelée s'est déchirée en réseau. D'un point à l'autre de la masse, l'intensité de cette réticulation est très variable. Dans les plus grandes déchirures, surtout vers le haut du banc, il y a eu émission d'un exsudât qui a comblé les solutions de continuité. La réticulation de la gelée n'entame pas les corps accidentels qui y sont submergés, comme les coprolithes et les menus débris. Elle isole parfois les grains de pollen mais en les laissant affaissés. Sauf en quelques points très limités, la gelée n'est pas coupée par des fentes verticales ou obliques comme dans le charbon de Ceara ou dans le Brown Oilshale.
La réticulation de la gelée fondamentale modifie beaucoup son aspect en ses divers points. Il convient de signaler les principales de ces variantes.
Dans un premier état, sur les coupes verticales, la gelée brun-rouge très foncée est criblée de petites fentes horizontales (fîg. 104 PI* X). Les plus ouvertes contiennent un petit cristal tardif incolore. On voit des cristaux tardifs beaucoup plus grands, dressés à la frontière de telles régions et des filets brun-noir les plus humifiés. En coupe horizontale, la gelée brune est déjà suffisamment transparente pour permettre d'apercevoir les bactérioîdes. Ce faciès fendillé est l'état le plus ordinaire de la gelée.
Etant plus fortement déchirée (fig. io5, PI. X), la gelée fondamentale se présente comme un réseau rouge-brun à fils épais. Dans l'épaisseur de chaque fil il y a une ou plusieurs fissures. Dans les mailles sont des cristaux tardifs ; beaucoup sont
(1) Quelques filets particulièrement chargés de pollen et qui sont de véritables lamelles de charbon poUinique donnent parfois l'impression de lames jaune d'or dérivées de la gelée fondamentale, lorsqu'on les examine à un grossissement très faible ou dans les parties de la préparation qui ne sont pas très bonnes.
Untv. de LilU. Tomb VI. C. 10.
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horizontaux. Les plus gros sont souvent dressés. Près de la surface des cristaux il y a de nombreux bactérioîdes. Dans ces lenticules les grains de pollen sont plus difficilement visibles. L'affaiblissement de la teinte de la gelée diminue Fopposition de coloration entre cette matière et le pollen.
Dans une troisième catégorie de régions les fils de la gelée fondamentale sont rompus. Leurs fragments sont soutenus en suspension dans un exsudât brun clair chaîné de très nombreux bactérioîdes. Ces parties sont criblées de cristaux volumineux, imparfaits, diversement orientés. Les grains de pollen affaissés y sont plus facilement visibles que dans les régions précédentes. Eux seuls indiquent qu*il y avait une stratification primitive dans ces lenticules. Dans ces régions la charge en matières minérales remporte de beaucoup sur la matière organique. Celle-ci est subordonnée à celles-là. En ces points la roche est un mélange de lenticules schisteux et de lamelles de charbon.
Il y a des passages insensibles de ces zones les unes aux autres. On voit par exemple des régions plus déchirées de la troisième catégorie faire suite latéralement à celles de la seconde. Les réglions fortement déchirées deviennent très abondantes vers le haut du banc des Têtes-de-Ghats.
En quelques points, surtout vers le haut du banc, la déchirure a été plus complète encore (fîg. io5, PI. X). Vers le haut de la figure, la gelée fondamentale s'est fendue horizontalement. Dans la solution de continuité s'est accumulé un exsudât brun clair chargé de bactérioîdes moins nombreux, mais très régulièrement répartis. Dans cet exsudât on peut observer des filets horizontaux de la gelée brune et des grains de pollen tenus en suspension. En quelques points on peut voir les filets de la gelée initiale assez nombreux plus ou moins écartés. Les filets de la masse se sont d'abord isolés au début de la contraction, puis ils se sont rompus, ne
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pouvant suivre le retrait qui s'accentuait. La matière minérale est très nettement localisée dans les exsudats de ces grandes fentes.
Même à son état contracté la gelée fondamentale montre que sa prise a été rapide. Elle tient en suspension des lamelles micacées, des écailles entières et des plaques d*émail tombées de coprolithes désagrégés. Elle contient de nombreux coprolithes.
Tous ces corps sont posés à plat, en stabilité. Je n*ai rencontré que très rarement des exemples d'écaillés piquées de champ on obliquement dans la gelée brune. Lq pollen et les menus corps végétaux humifiés sont couchés à plat dans la gelée et complètement affaissés. L'affaissement des spores tétraédriques est moins complet.
La gelée fondamentale est chargée de bactérioïdes dans toutes ses parties. Ces corps sont fort nombreux. Ils deviennent très visibles dans les parties déchirées et là où ils sont enfermés en suspension dans Texsudat de remplissage. Us sont plus abondants dans les régions les plus noires. Il y a des micrococcoïdes, des macrococco'ides et des bacilloîdes. Les micrococcoïdes sont sphériques, bullaii*es, leur diamètre varie deo[i3àO(jL7. Ce sont toujours ces mômes sphérules brillants paraissant creux et entourés d'une auréole claire lors de la mise au point central. Les macrococcoïdes ont deoiJL^àifxS. Les bacilloîdes peu nombreux mesurent o pi 5 à o ui 7 sur a à 3 (jl. Les bactérioïdes sont difficilement visibles dans les parties les plus compactes de la gelée fondamentale. Us ne s'y détachent pas en clair comme il arrive dans d'autres charbons. Dans les parties finement réticulées et dans les exsudats ils sont très visibles. Us sont uniformément répartis dans ces deimiers et tenus en suspension. Nulle part les corps bactérioïdes ne sont nettement couchés sur les corps accidentels enfouis dans la gelée.
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