PUS COUCHÉS DES CHAINES PLUS ANCIENNES

Chaîne

houillère

(hercyn Chatacïil

ienne) et «r,enoe(ca-

En avant de la chaîne alpine, de la Silésieau Sud de l'Angleterre, s'élead une Résumé de l'écherégion où les couches secondaires et tertiaires ne sont qu'exceptionnellement gn"je^e"e"Europr plissées, où leurs inclinaisons variables témoignent plutôt d'affaissements inégaux, autour de bassins, circulaires ou allongés, tels que le bassin de Paris, la plaine du Rhin, la Bavière ou la Thuringe. De place en place, dans cettezone du continent européen, font saillie des massifs complètement discordants avec les terrains secondaires qui les bordent, formés de gneiss ou de terrains paléozoïques; ainsi la Bretagne, l'Ardenne, les Vosges, le Hartz et la Bohème. Ces massifs représentent les restes d'une ancienne chaîne de montagnes, en partie démantelée et masquée sous des dépôts plus récents, mais qui a eu une individualité et une continuité comparables à celles de la chaîne alpine, et qui a formé iid<"iienne ). à la fin des temps primaires le trait saillant de la géographie européenne.

Au nord de cette chaîne houillère, dans le Centre et le Nord des Iles Britanniques, de même que dans la Norvège, les couches carbonifères et dévoniennes ne sont affectées que de mouvements peu importants; là, au miheu des bassins remplis par les terrains houillers, le Calcaire carbonifère et le Vieux grès rouge fontégalement saillie des massifs discordants de Silurien etde gneiss, fortement plissés, tels que le Pays de Galles, la chaîne de Moffat et les Grampians. Ces massifs représentent les débris d'une chaîne plus ancienne encore, datant de la fin de l'époque silurienne, et dont les sommets se dressaient seulement dans les parties les plus septentrionales du continent actuel.

Ces deux chaînes, ou zones de plissements, ont eu une histoire de tous points comparable à celle de la chaîne alpine; les parties conservées ne permettent, il est vrai, d'en étudier que les versants septentrionaux ; mais on peut reconnaître que ce versant nord des deux chaînes est, comme celui des Alpes, formé d'une série de plis parallèles, tous couchés vers le nord, au moins dès que le déver-

2l6 MÉMOIRE SUR LES REFOULEMENTS

semenl nlleint une certaine importance. Pour la chaîne houillère notamment, lcsaualou;ics sont singulièrement augmentées et les rapprochements facilités par l'existence d'une bande de terrains, qui joue le même rôle que celle du Flyscli dans les Alpes ; cette bande, qui à tous les points de vue a une importance particulière, est celle des bassins houillers, qui se suivent en avant de la zone de plissements, dans le Pays de Galles et K- Somerset, dans le Nord de la France et la Belgique, en Weslphalie et, plus loin, en Silèsie.

Ces chaînes anciennes ont en aussi icui-s plis couchés ; on peut non seulement e présumer par analogie, mais le vériller avec une entière certitude. A priori, i eit due leur i| est vrai, on devrait s'atlcndre à ce que ces plis couchés aient partout disparu par dénudation; nous savons, d'après les exemples précédents, combien facilement toute trace de ces phénomènes peut être supprimée, combien en d'autres ' termes les effets qui les caractérisent sont superficiels. Si cette disparition est le cas général ptmr le versant sud des Alpes, à plus forte raison devrait-il en être ainsi pour des plissements (jui datent de la période primaire. Mais ces chaînes anciennes, soit qu'elles aient été moins élevées, au moins en Europe, soit qu'elles se soient tassées plus rapidement, ont été en partie recouvertes par les mers des périodes suivantes, qui les ont arasées sans doute dans leur mouvement d'invasion progressif, mais qui ensuite ont protégé contre la dénudation tout ce (jui était au-dessous du niveau d'arasement. De plus, dans le tassement inégal de la chaîne, certaines parties ont été enfouies plus profondément et, par suite, plus longtemps conservées. La première de ces causesa agi égi^ement pour les deux chaînes ; la seconde semble surtout avoir exercé son influence dans la chaîne houillère; quoi qu'il en soit, nous sommes en état, dans l'une et dans l'autre, de constater d'immenses déplacements horizontaux et de les comparer à ceux des Alpes,

1" PUs couchés de la chains houillère (chaîne hercynienne).

I Le grand pli couché de la chaîne houillère a surtout été reconnu et mis en ■ évidence, dans le bassin houiller franco-belge, par les travaux de recherche et d'exploitation de la liouille. La structure générale du bassin, telle qu'elle a été exposée par M.dosseletC), peut se résumer ainsi (/7^'. 1 15): une grande faille F, dite faille du Midi, plongeant au sud sous un angle variable, souvent très faible, et sur laquelle, près de Liège, les schistes siluriens reposent en concordance; une seconde faille L, dilc /aille-li/nile, peu inclinée sur la première, et

{') Sur la tlrucfure générale du bassin /touiller /ranco-belffe (Bull. Soc. géol. de Fr., y série, t. VIH, 1879-80, p. jo5-5ii).

isolant avec elle une bande de Dévonien el de Carbonifère renversés; au nord, ou, si l'on veut, au-dessous de celte bande, des coucbcs beaucoup plus récentes (bouille grasse de Denain), piéscntaiit une série de plis eL de crachons fortement accusés, et une stralilication tout à fait indépendante des précédentes; enfin, une troisième faille i(, la faille ou cran de retour, au nord de laquelle une série plus ancienne (houilles de Vicoigne et d'Anzin) repose sans plisscmenls et régulièrement sur le Calcaire carbonifère.

M. Gosselet rend compte ainsi qu'il suit de ces apparences compliquées : les scbistes siluriens étaient déjà soulevés et plissés avant l'époque dévonienne, dont les dépôts se sont faits ainsi en discordance. Après l'époque houillère, te

.) — Coupe schéma lii]iic du bassin d'\iizLn, d'après M. Gosselel (S. 5. G. F.. î- série, l. VIII, 1879-80, p. .«3, fig. ,1).

iorOrieiit; ». CirbanifÈre^ S. Houlllo «i-isso <]c' Dioito; L. Faille-li

t. Houille daVicoigno; F. t'oillo du Midi; II. CrÉa de

pli du (!^ondros s'est accentué, puis renversé vers le nord; une brisure s'est produite suivant l'axe, et la partie supérieure, comme glissant sur un vaste plan incliné, a été refoulée et remontée bleu loin vers le nord, en recouvrant les plis successifs de la région plus septentrionale. Dans ce mouvement, la masse refoulée a entraîné des lambeaux de la masse inférieure; en môme temps que glissement, il y a eu rabotage; la partie ainsi entraînée est celle qui est comprise entre les deux failles F et L celle que M. Gosselet appelle le lambeau de poussée. Elle montre des terrains variables, mais toujours renversés ; ils né sont pas parallèles à la faille du Midi, mais d'après les ligures et les explications de M. Gosselet, il est permis de penser que l'angle qu'ils forment avec elle est l'angle de discordance du terrain dévonien avec le terrain silurien, ou mieux que, si un lambeau de Silurien entraîné se trouvait quelque part au-dessous de la faille, il lui serait également parallèle.

Au fond, l'explication de M. (îosselet ne diffère pas, au point de vue cinématique, de celle que fournirait le rapprocliement avec un pli couché. Elle distingue seulement di-iix Uunps dans les mouvements, le plissement primitif, puis le cbariiage, et voit dans le second un phénomène indépendant, au lieu d'y voir la suite et la continuation du premier. Dans la prcinièrc phase, on parle de plis ; dans la seconde, on ne parle plus que de failles ; ce n'est, au fond, qu'une T. L. — N" 2, 28

matique, cation p.

couché.

différence de langage, puisque ces sortes de failles pourront toujours être considérées comme n'étant que l'exagération des pHs ; mais cette différence de langage a suffi pour masquer pendant longtemps et faire méconnaitre l'analogie de structure du bassin houiller franco-belge avec le seul exemple de pli couché alors bien connu, celui des Alpes de Glaris.

Il n'est pas besoin, après tout ce que j'ai dit, de longues explications pour

reconnaître : dans les masses charriées qui sont au-dessus de la faille du Midi,

le flanc normal d'un pli anticlinal; dans la bande comprise entre la faille du

Midi et la faille-limite, le flanc renversé du mùme pli; et enfin, dans le bassin

houiller lui-même, le pli synclinal sur lequel ce pli anticlinal est renversé.

Cette coupe ne Mais là ne se bornent pas, dans le bassin, les phénomènes de charriage et de

deïdépUcemeD™riî^i^ recouvrement; le glissement le long de la faille du Midi, qui a passé longtemps

icmcnt produiis. p^^p [g fgjj |g p|yg extraordinaire de la stratigraphie européenne, n'est que

l'annonce des grands déplacements horizontaux qui se sont produits dans la

iibis de lerrains région. C'est cc que prouvent les Ilots, ou, suivant l'expression de M. Gosselet,

anciens tu milieu du , . i . ■ i ■ i- i- . i ■ i 11 . ■

iMMin houiller. '^^ paquets de terrains plus anciens, isoles au milieu du bassin houiller, et qui,

sans les travaux de mines, seraient restés toujours ignorés, masqués qu'ils sont par la couverture de sables et de marnes que les mers crétacées et tertiaires ont laissée à la surface du sol.

iioi du BouBiu. Le plus connu de ces lambeaux est celui du Boussu; une galerie est passée

au-dessous sans sortir du terrain houiller; la superposition ne peut donc faire

de doute. MM. Cornet et Briart ( ' ) ont cherché ingénieusement à expliquer ta position de cc « paquet » par une série de mouvements successifs et indépendants; mais les failles qu'ils supposent n'ont pas été reconnues ultérieurement dans les travaux, et de plus, comme l'a objecté M. Gosselet, en présence de celle théorie, si l'imagination s'étonne, c'est moins de la grandeur des inouve-

(') Sur le relief du sol en Belgique après Us temps paléoaotque* (^Annalei Soc. géol. dt Belgique, Liège, t. EV, 1877, p. 71-1 ij, pi. VI-XI).

QH OM PLISSÉ L'KCORCE TERRESTRE. 2I9

raents, que de la précision qui a dû présider à leur coordination pour produire les résultats observés (').

La seule explication admissible et compatible avec les données de l'observation est renfoncement, l'enfouissement par un affaissement postérieur, d'une partie de la masse de recouvrement {fig- 1 1*>)- C'est ce que montrent les pointillés de la figure, qui devient en quelque sorte une reproduction de la coupe du Beausset, compliquée par un tassement local et postérieur.

La disposition des couches dans ce paquet a pu, ta première fois qu'on 1 a constatée, à la bure du Saint-Homme {fig. 117), sembler un dé(i jeté à toute vraisemblance : les *' "■

couches, peu inclinées, y sont renversées ; le Dévonien repose sur le Carbonifère, et sur le Dévonien repose le Silurien discordant, incliné de 55". Cette disposition s'explique très bien, si c'est un morceau du flanc renverse du grand pli qui s'est trouvé ainsi conservé ; l'épaisseur et le développement des terrains conservés est beaucoup plus considérable que ce n'est le cas ordinaire dans le lambeau de poussée; de là, on peut tirer cette conséquence inléi'i'ssiintc, conforme à ce que j'ai déjà indiqué, que les termes renversés tendent à reparaître et à reprendre leur puissance normale, quand on s'approcbe de la charnière anticlinale.

Le second lambeau, dont M. Cosselet vient iiot de Landiies

réfcinment de faire connaître l'existence, est encore plus intéressant à ce point de vue. Il est situé à l'ouest de Charleioi, entre Fontaine-l'Kvèque et Landiies; j'en reproduis la coupe d'après M. (iosselet, en rappelant que certains détails en sont encore hypothétiques ijig. 118); je croirais plus

vraisemblable, d'après tes données citées, l'cxis- ?' «"wrB^uuriéM*""''''"*' tence à Landiies d'une véritable faille, qui aurait •■ s"!!^'"""' ;„,„,„ to%»i\\kTi%fait descendre ce lambeau, et qui abaisserait aussi a- csicaire» gris avec schiitos, plus profondément les terrains houilIers{ //if. 119). Fru. 117. — Coupe de la bure du Celte seconde li^uie fait, en tout cas, mieux saisir saim^iomme i Tbuiin, d'apri»

,,- , ■.,11 .- 1 ■ .1 II M. Gosselci <i''l'-rfenne, p. :iî,

1 mteipretaliou de la partie nord, rpn semble, elle, ^g ,g;j.

la plus ccrLaine, et ipii est aussi lapins instructive.

Le Ilouiller inférieur, ti'ès froissé, y supporte le Calcaire carbonifère, qui tend

Cf L'Ardenne ( Mémoires pour servir à rcrpltcalion de la Carie gèolofrïque détaillée de la France). In-j", [M89, p. 7 i6.

2aO MÉHOinK SUR LES REFOULEMENTS

Amorce de h char- à prendre une position vctticale. On aurait là, avec froissements secondaires,

m re sDiic ma e u ^^ ^^^^ puissance normale des couclies. la base de la charnière anticlinale

du pli couché. Ce serait même, de tous les exemples que je connais, celui où

cette partie, presque toujours hypothétique, du recourhement des couches à

l'extrémité du pli couché serait le plus complètement conservée.

La réapparition des „ Cette disposition, dit M. (Josselet, de cuvettes plates à la surface du teriain

couche» supprimées , ... i r • ■ i ■ i i i i n - i

eU'amorced'unechar- houuler, est un dcs lails stratigraphiqucs les plus remarquables que I étude monireni"o'ue CM dé* Comparée dcs sondages nous ait révélés. Il n'est peut-être pas sans analogie avec placements horiioo- Ja structure dcs plis déversés signalés en Provence Ces sortes de bassins ne

taux sont bien le < i- ■ ■ ■, ■ ■ ...

résultat ii'uD pli cou- peuvent S expliquer que par une lente descente d nn lambeau pnmilivoment **■*■ poussé par faille au-dessus de ces roches ('). » J'ajoute que, de plus, l'étude

i. — lQt»prétat

>upe de Landlie'

de ces lambeaux montre que la « faille » tend à diminuer d'amplitude à mesure qu'on la reconnaît plus au nord, et qu'elle est remplacée par le contact presque normal du terrain houiller et des termes les plus récents de la série complète

(') L'Ardenne, p. 749.

QUI ONT PUSSE L'ECORCE TEURESTBE. 321

renversée; en même temps, la charnière anticUnale elle-même commence à apparaître; si bien que le phénomène du plissement, plus ou moins dissimulé au sud, se montre là avec certitude comme la cause première et unique de toutes ces anomalies. Il n'y aurait pas eu plissement, puis faille et glissement, mais plissement avec éliremenl du flanc renversé et déroulement du pli. Le déroutement, dans ces exemples, et par conséquent le cheminement horizontal, dépasse cinq kilomètres.

La grande étendue en direction de ce ph couché et des phénomènes qui l'accompagnent a été justement remarquée, mais elle est plus grande encore qu'on i ne l'a jusqu'ici admis; auprès de Liège, ta grande faille du Midi, rejetée d'abord ' par une série de décrochements transversaux, semble se terminer, « Il est très possible, dit M. Gosselet, que des failles secondaires, des cassures contemporaines se soient produites dans son prolongement au milieu du terrain ho'uiller du bassin d"Aix-la-Cliapelle; mais, si importantes qu'elles soient pour l'exploitation, elles n'ont plus le même intérêt géolofi:iquc('). » C'est là la conclusion à laquelle on arrive si l'on prête aux failles un rùle prépondérant; si Ton considère au contraire le pli couché conmic le phénomène géologique principal, on peut retrouver les preuves de sa continuation jusqu'à So^™ plus à l'est, tout Iç long du massif cambrien de Stavelol et de Spa.

Sur le bord de cet Ilot, la série des terrains dévoniens, montrant seulement près du massif ancien (juelques indices de renversement, se succède régulièrement, avec tous ses termes régulièrement superposés jus(|u'aux affleurements houillers du bassin de Hervé. Le petit bassin de Theux fait seul exception à cette règle; M. Gosselet a montré que c'était un lambeau afTaissé, et qu'il fallait le

Bassin de Thru