I. INTRODUCTION

CONSIDBRITIOMS SUR LA CONSTITUTION PHYSIQUE DU PATS ET SUR LA DISPOSITION GENERALE DBS COUGflES.

Sommaire, Régions naturelles. — Objet du mémoire. — Disposition générale des couches. — Bassins. — > Plissements. -^ Failles.

On désigne sous le nom de monts hercyniens un massif monta* gneux qui s'étend du nord de la France aux plaines de la Pologne, et dont les principaux membres sont l'Ardenne, le Hundsrûck, le TaunuSy le Thuringerwald , l'Erzgebirge et le Riesengebirge. C*est moins une chaîne de montagnes qu'un plateau élevé, coupé de fentes étroites qui livrent passage à la Meuse, au Rhin, à TElbe, etc.

L'élévation générale du plateau augmente à mesure qu'on s'avance vers l'est et atteint son maximum (1605 mètres) an Schneekoppe dans le Riesengebirge, sur la frontière de Prusse et d'Autriche.

Le sol des monts hercyniens est en couches presque toujours inclinées, souvent même perpendiculaires. Les roches qui le composent sont des quarzites, des grès, de la grauwacke, des ardoises, des schistes argileux et des calcaires qui présentent généralement les caractères du marbre. On peut, sous ce rapport, le diviser en deux séries de régions : les unes composées de quarzites, de grès, d'ardoises et de grauwacke, telles que l'Ardenne, leHundsrûck, leTaunus; les autres où dominent le calcaire et les schistes argileux, l'Eifcl par exemple.

L'Ârdenne est rextrémité occidentale des monts hercyniens. Elle s'étend sous forme d'une large bande un peu courbe du S.-O. au N., depuis les environs d*Hirson et de Mézières, jusqu'à ceux de Slolberg et de Gemûnd (Prusse rhénane). Elle va en s' élevant dans cette même direction depuis Hirson» où elle n'a que 220 mètres jusqu'aux hautes Fanges, entre Malmédy et Spa, où elle atteint 689 mètres.

Elle est formée par les terrains que les géologues nomment silurien et dévonien inférieur, et que Dumont a appelés ardennais et rhénan. Elle est de plus flanquée au N.-O. d'un escarpement calcaire (calcaire de Givet ou calcaire à strigocéphales) qui s'élève comme un mur au-dessus de la plaine voisine*

Je n'entreprendrai pas de faire la description physique de l'Ardenne, les pages éloquentes que M. Ëlie de Beaumont lui a consacrées dans l'explication de la carte géologique de France, ont rendu populaire cette pittoresque contrée avec ses plateaux marécageux couverts de bruyères et de genêts, ses ravins profonds, ses rivières au cours sinueux, roulant avec bruit leurs eaux froides et limpides dans des vallées étroites,^ dont les bords s'élèvent perpendiculairement à une hauteur de plus de 200 mètres.

Au N.-O. de l'Ardenne se trouve un autre plateau composé de grès, de schiste argileux et de calcaire (1) (terrain dévonien, moyen et supérieur; terrain carbonifère). Je l'appellerai plateau ou bassin anthraxifère de la Belgique, parce qu'il est composé presque entièrement du terrain anthraxifère de M. d'Omalius d'Halloy. Il forme un triangle allongé dont le sommet est près de Liège, et dont la base s'étend avec une largeur de 7 royrîamètres entreTournay et Avesnes. Il va également en s*abaissant dans la même direction : sa hauteur près de Lîége est d'environ 350 mètres ; près d' Avesnes elle n'est plus que de 180 mètres ; plus à l'ouest, il disparaît sous les terrains secondaires. La Meuse le traverse du nord au sud, dans une fente dont la profondeur est d'environ 100 à 137 mètres. La partie qui est à Test du fleuve, porte le nom deCondros^ celle qui esta l'ouest peut

(4) Il est à remarquer que le calcaire de Givet et le poudingue de Bu mot, suivant leur position géographique, appartiennent en partie à l'Ardenne, en partie à cette seconde contrée.

prendre le nom général de Hainaut. G*est un pays cultivé, mais peu fertile, excq)té à son extrémité sud-ouest, où il est recouvert par une argile très favorable à la culture, et que les géologues ont appelée loess, lehm, limon hesbayen, etc.

Nous avons vu que TArdenne est en quelque sorte une citadelle dont les remparts seraient représentés par les escarpements du calcaire de Givet. Entre TÂrdenne d'une part, le Condroset le Hainaut de Tautre, s'étend comme un fossé une large vallée formée de schistes argileux et presque aussi stérile que l'Ardenne, c'est la Famenne* sur la droite de la Meuse ; la Fagne, sur la gauche. Vers le nord du plateau anthraxifère, on trouve une autre bande schisteuse accompagnée de nombreuses couches de houille qui font la richesse de la Belgique. Elle est creusée depuis Gharleroy jusqu'à Liège d'un profond sillon ou coule ce cours d'eau qui porte d'abord le nom de Sambre, et prend celui de Meuse après s'être réuni à Namur avec la rivière de ce nom qui descend de l'Ardenne.

A l'ouest deCharleroy, il y a dans la même bande houillère un autre sillon, beaucoup plus profond et beaucoup plus large, qui formait, à l'époque de la mer crétacée, un golfe ouvert à l'ouest et qui a été comblé par des sédiments secondaires et tertiaires : c'est le golfe de Mons ou du Borrinage.

Dans le prolongement du Condros, il existe une contrée fort analogue par sa composition minéralogique, mais beaucoup plus étroite, qui s'étend de Liège à Stolberg et qui porte dans sa partie belge le nom de pays de Hervé. On peut la nommer d'une manière plus générale bassin anthraxifère d'Aix-la-Chapelle. Gomme le Hainaut, elle présente une échancrure remplie par les sédiments de l'époque crétacée.

Au nord du plateau anthraxifère de la Belgique, entre la Dendre et la Gette, se trouve une contrée Urès fertile, dont le sol est formé de sables tertiaires recouverts d^un épais dépôt de loess, c'est le Brabant. Danâ quelques points, principalement au fond des vallées, on voit percer des roches analogues à celles de l'Ardenne : ce sont, selon l'expression de M. d'Omalius d'Halloy, les sommités d'un anciiîn monde enfoui sous des dépôts plus nouveaux. C'est le prolongement extrême et, pour ainsi diic. sous-inaiin des monts hercyniens*

L'objet de ce travail sera Tétude géologique du plateau anthraxifère de la Belgique et des parties voisines du Brabant et de l'Ardenne.

Ces contrées, comme je viens de le dire, sont spécialement formées de terrains primaires : les terrains secondaires et tertiaires n'y jouent qu'un rôle très accidentel, aussi je les laisserai presque complètement de côté. Je dois donc donner quelques détails de plus sur la constitution générale du plateau anthraxifère.

En 1828, M. d^Omalius d'Halloy (1) a établi que toutes les roches, qui le composent, peuvent se rapporter à quatre systèmes: Tun formé de poudingues, de psammites et de schistes souvent rouges, qui a reçu depuis, de M. Elie de Beaumont, le nom de poudingue de Burnot ; un autre composé de calcaire et de schistes gris, que M. d'Omalius nomma le calcaire de Givet; le troisième, de psammites .et de schistes, qui porte le nom de psammites du Co?idros; enfin un quatrième, calcaire, qui est le calcaire de Visé ^ on peut ajouter un -cinquième système pour les schistes et les grès houillers, etl'on aura toutes les couches primaires qui entrent dans la composition du Condros et du Hainaut. M. d'Omalius remarqua, en outre, que ces divers systèmes sont contournés, repliés sur eux-mêmes, comme s'ils avaient subi une pression latérale.

Ces mouvements se sont efl'ectués à une époque où les couches étaient durcies et devenues cohérentes; elles ne pouvaient donc suivre régulièrement des plissements qui eussent exigé pour une même étendue territoriale, une surface beaucoup plus considérable. Elles ont dû se rompre et se disjoindre dans les parties courbes ; et les étages inférieurs, qui étaient primitivement complètement ca« chés, peuvent maintenant s'observer dans les fentes plus ou moins larges produites ainsi dans les couches plus récentes.

Plus tard, les phénomènes atmosphériques, et peut-être d'autres agents beaucoup plus énergiques, ont nivelé le sol. Font pour ainsi dire raboté, et ont augmenté la largeur des boutonnières.

Il résulte de cette structure que les divers étages forment une série lie bandes alternatives, qui, sans être complètement régulières, sont

(1) Mémoh'cs pour servir à la description yéoloyique des Pays-Bas, eU:., \). 46.

cependant sensiblement parallèles quand on les considère dans une petite étendue.

Les plissements que je viens de signaler n'ont pas été les seuls résultats des dislocations du sol ; il s'est produit, en outre, de nom*breuses failles qui, elles aussi, ont contribué à ramener plusieurs fois au jour les mômes couches. L'une de ces failles a joué un grand rôle dans la constitution physique et géologique du pays, et mérite une mention toute spéciale. Elle s'étend depuis Liège jusqu'à la frontière de France près de Valenciennes, et se prolonge même probablement plus loin sous le terrain crétacé. La salbande septentrionale est formée par les schistes houillers, le calcaire carbonifère ou le dévonien ' supérieur et moyen, tandis que la salbande méridionale est le terrain rhénan de Dumontou le poudingue deBurnot. Ce dernier étage, toujours fortement relevé, constitue, au milieu du plateau anthraxifèrc, une crête saillante et couverte de forêts qui rappelle tout à fait l'Ardenne.

Si l'on fait une coupe transversale du plateau anthraxifère, en supprimant par la pensée les plissements et les failles, on remarque que les divers étages se présentent sous la forme de cuvettes emboîtées les unes dans les autres, de telle sorte que les plus intérieures sont les plus récentes ; c'est ce que les géologues appellent une disposition en bassin 5 de là le nom de bassin anthraxifère que je substitue souvent à celui àQ plateau.

Mais la forme du bassin est profondément affectée par la grande faille qui le divise en deux bassins secondaires (voyez fig. 5, pi. II) : le bassin méridional, plus large et plus régulier; le bassin septentrional, beaucoup plus étroit et plus irrégulier, mais dont l'importance industrielle est bien autreoient considérable, puisque c'est lui qui renferme presque toute la houille exploitée en Belgique et dans le nord de la France.