V. CONCLUSIONS

Sommaire. Divisions du terrain primaire de la Belgique en étages distincts sous les rapports paléontologique et stratigraphique.— Groupement de ces étages en terrains. — Limite entre les terrains carbonifère et dévonien. — Distribution des étages du terrain dévonien en trois groupes. — Importance des divisions établies dans les terrains primaires comparées à celles des terrains secondaires et tertiaires. — Comparaison avec les terrains primaires des pays étrangers. — Mouvement du sol du bassin antraxifère pendant Fépoqne primaire.

Je viens de montrer dans ce travail que les terrains primaires de l'Ardenne, du Plateau antraxifère et du Brabant se composent d'un certain nombre d'étages également caractérisés paléontologiquement et slratigraphiquement.

Ce sont de bas en haut :

4** Schistes etquarzites avec porphyre (silurien moyen).

20 Poudingue et schistes gédiniens.

3** Grauwacke à Leptaena Murchisoni (coblantzien).

4» Poudingue de Bornot (comprenant Tahrien de Dumont).

5® Schistes à calcéoles.

6^ Calcaire de Givet.

7<> Scbifttes dd Famenne (comprenant les couches à T. cuboïdet)*

8** Psammites du Condros.

9** Calcaire de Tournai (calcaire carbonifère inférieur). 4 0*^ Calcaire de Visé (calcaire carbonifère supérieur) . 4 f° Schistes et grès houiller.

Lorsque Iibs géologues eurent retnarqUé (combien était Tftriable là eôtnposition ininët^alogiqbé des dépôts de hiômë ftge, ils cherchèrent des caractères plus constants et plus sûrs darts Télude des êtres organisési Ils réunirent dans un môme groupe toutes les couches qui renferment la môme faune, et tracèrent uhe ligtie de dértiarcatit)n là où la différence entre les fossiles de deux couches adjacentes était la plus grande.

Depuis quelques années, un nouveau principe s'est introduit dans la science; on a tenté de classer les couches d'après l'étendue territoriale des mers où elles se sont déposées. Lorsque deux assises se sont formées dans des bassins de forme diflTérente, elles ne se recouvrent pas d'une manière régulière dans tous les points où on les observe, il y a stratification transgressive ; il y a lieu, d'après cette nouvelle théorie, à en faire deux étages distincts. Chacun des étages que j'ai établis est en stratiQeation transgressive avec ses voisins ; chacun d'eux, quoique retlfet-maht des fossiles communs aux étages inférieurs ou supérieurs, présente Un certain hbrhbre d'èspètes qui lui Sont spéciales. Partout où l*un de ces caractères fait défaut, je n ai pas cru devoir établir un étage. C'est ainsi que j'ai réuni dans un môme groupe les schistes à calcéoles et les schistes à Spirifer cultrijugatuSy quoique leur faune fût distincte, et cela parce qu'ils sont partout, oii je les ai observés en stratification concordante; c'est ainsi que la continuation d'une môme faune m a empoché d'élever au rang d'étages distincts les couches à T. cuboides et les schistes de Famenne , bien qu'ils présentent une stratification transgressive.

On est généralement d'accord pour reconnaître que les divers étages que j'ai cités appartiennent à trois terrains;

Terrain silurien.

— dévonien.

— carbonifère.

Le terrain silurien de TArdenne et du Brabànt n*est pas complet; il est réduit à sa partie moyenne; aussi dans l^Ârdenne est-il recDU-^ vert en stratification discordante par le terrain dévonien. Quelques géologues avaient voulu voir, il est vrai, dans le terrain gédinieri de Dumont, le représentant du silurien supérieur d'Angletei^re, mais Celte idée est abandonnée depuis le travail de M. Hébert, que j'ai cité dans la partie historique.

La limité entre le terrain déVohien et le terrain carbonifère est Sujette à quelques controverses. La plupart des géologues là placent â la base du calcaire carbonifère inférieur (calcaire de Tournay) ; mais quelques-uns, tels que M. Juckes, en Irlande, MM. Scharpe et Godvrin, en Angleterre, veulent ranger dans le terrain carbonifère dès assises de leur pays qui correspondent aux psammites du Gondros et aux couches à Terebratula cuhoides (calcaire de Barnslajilè et de Petherwin). M; Schàrpë, qui a aussi visité la Belgique, dit, dans un rapport fait ett 1858 sur la classification de Duthont (1), que les sys^ tèmes V} et G^ dé cet autetlr doivent se ranger dans la série carboni*^ fët*e, lé système déVonién commençant dès lors au calcaire de Oivet.

Gette opinion qui fait de grands progrès au delà de la Manche n'est nullement conforme aux faits^ et Ton doit, selon moi, laisser la

limite supérieure dii terrain dévonieh là où l'avait placée M. Mui*-

chison. Lorsque j'ai parlé du calcaire d'Btrœungt, j'ai montré que sbUs le rapport paléontologique il était ihtirtiement lié au calcâii*é ein^bonifère. Mais ce n'est là que le ternie tout à fait supérieur d'une série dont Ten^emble dé la faune est complètement dévonien. Dan^ toute cette série, depuis le haut jusqu'en bas, on trouve un certain nôihbre de fossiles que Ton a toujours considérés comme caractéristiques du terrain dévonien; Ce sont lé Phacops latifrons, qui se trouve en abondance dans les schistes à cUlcédles \ le Spirifer Ver^ neuili et ses congénères, les Sp. Archiaci, disjunctus^ apertu^ raiu^y etc., qui existent dans i'Eifel, à Paffràlh, dan^ la Sarthe; la Terebratula reticularis qui, bien que se trouvant dans le terrain silurien supérieur, est un fossile éminemment dévonien. Ainsi, quelque

(4) Quart. Joum, GéoL tond, ^oe., t. IX^ p. 18.

liaison qae les strates supérieurs du dévonien offrent avec le terrain carbonifère, la présence des trois fosniles que je viens de citer suffit pour les rattacher au groupe dévonien.

Constitué comme je viens de ie dire, ce terrain se compose de sept étages. On a cberché à y établir des divisions intermédiaires pour lesquelles on se sert des termes de dévonien supérieur, moyen et in« férieur. On s*cst accordé assez généralement à faire commencer le dévonien supérieur aux couches à Terebratula cuboideê inclusive^ ment. Nais pour la limite entre le dévonien moyen et le dévonien inférieur, cha<|ue géologue qui s*est occupé de la question a émis un avis différent. Lorsque Dumont eut créé un terrain rhénan, on admit que ce groupe appartenait au dévonien inférieur, et que le dévonien moyen commençaitinférieurement par le poudingue de Burnot. Ccpen* dantMM. Fr.-Ad. el Perd. Rœmer (1 et 2) pensentquenon-seulement les roches rouges, mais les »chhie%àSp,culirijugatuicorren[mudenl à hi vieille grauwacke du Rhin^ qui avait toujours été considérée comme le type de Tétage inférieur. M. Scharpe (3) place la limite au'dessus du poudingue de Burnot. D'autres géologues la font des' cendre jus(|u'aU'dessous des grés noirs arhiens ; mais toutes ces opi* nions ne sont basées sur aucun fait. Les différents étages du terrain dévonien se lient trop intimement pour qu'on puisse y établir une division qui ne laisse pas une grande place à Tarbitraire.

Il est cependant un étage qui se distingue de tous les autres, un étage qui, selon l'expression de M. Murchinon, donne au terrain dévonien sa physionomie spéciale, son droit a Texistence comme terrain indépendant; s*il n'était pas, tout CÀt qui se trouve au-dessus pourrait être réuni au terrain carbonifère, tout ce qui est au-dessous au terrain silurien. Cet étage si important, c'est le calcaire de Givet avec sa faune si bien caractérisée par Textréme abondance des Murcfd' êonia et autres Gastéropodes^ et surtout par l'existence de genres tout spéciaux, tels que le Btrigociîphale et l'Uncites.

L'appréciation de M. Murchison me parait renfermer la elassifica-

(I) ËuU. 8oc. Geol.i. VU, p. SS,

\t) ZéH$. âsrtkuUh. Geol. GeulUf, V »érïe, t. VII, p, 3S6.

(3) Quart Jaum. Geol. Lond. Soe., t. IX, p, 41$.

tion la plus naturelle du terrain dévonien qui se trouverait alors divisé comme il suit :

( Poudingue et schistes gédiniens.

Dévonien inférieur. . . Grauwacke à ^tona iir«rcfc<.<«l.

I Poudingue de Burnot.

( Schistes à calcéoles.

Dévonien moyen. . . . Calcaire de Givet.

/ Schistes de Famenne (Couches à Dévonien supérieur . .| T.cuboides).

( Psammites d u Condros .

• L'idée d'établir plusieurs étages daiis le terrain dévonien n'est pas neuve. Née en Belgique des travaux de Dumont, elle a été accueillie avec faveur en Allemagne. Il suDBt de lire les travaux de MM. Rœmer et Sandberger pour s'assurer qu'ils ont multiplié les coupes peut-être outre mesure. Il n'en fut pas de même dans notre pays: la France, si favorisée pour l'étude des terrains secondaires et tertiaires, l'est beaucoup moins pour les terrains primaires. A part la frontière belge et une petite partie de la Bretagne, les terrains anciens ne renferment que peu de fossiles : nos paléontologistes ne trouvant pas de matériaux suffisants pour étudier ces anciens âges, ont pensé que les diverses coupes établies dans les terrains primaires, sous le nom de dévonien ou carbonifère, étaient des divisions du même ordre que les divers étages du terrain jurassique ou du terrain crétacé. C'était l'opinion de d'Orbigny. Il faisait du terrain dévonien un groupe de même nature que l'étage oxfordien ; il réunissait sous le nom de terrain paléozoîque, division du même ordre que le terrain jurassique tout l'ensemble des couches que M. Murchison avait déjà divisé en terrain silurien, dévonien, carbonifère et permien.

Les considérations que j'ai développées dans les pages précédentes montrent bien que ce qui doit être comparé dans les âges anciens i l'étage oxfordien, à l'étage bathonien et autres, fondées par d'Orbigny, ce ne sont pas les groupes désignés sous le nom de dévonien, de carbonifère, mais bien les subdivisions de ces groupes, telles que le calcaire de Givet, les schistes à calcéoles, le calcaire de Visé, le calcaire de Tournay, etc.

Sans doute, au point de vue paléontologique, les terrains siluriens^ dévoniens, carbonifères, présentent une liaison beaucoup plus intime»

- ut -

que les teriains jurassiques, crétacés, éocènes, ele. Mais c? fait ne lient-il pas à des causes indépendantes des lois générales qui ont présidé au changement des faunes? M. Hébert a montré il y a quelques mois (1) que les continents actuejs avaient été complètement émergés entre le terraifi jurassique et le terrain crétacé, entre le terrain crétacé et le ten*ain éocène. La sédimentation n'était pas interrompue pour cela. Q{\ se faisait-elle? C'est ce que nous ne savons pas. Mais supposons que Ton vienne à découvrir un des endroits od il se produisait encore des dépôts marins à l'époque où les couches dePurbeck et du Weald se formaient dans des lacs continentaux. Qui nous dit que nous ne trouverions pas une liaison aussi intime entre les terrains jurassiques et crétacés que celle que le calcaire d'Étrœungt nous ofire entre le dévonien et le carbonifère?

Certainement, outre ces couches de contact, on voit quelques fossiles qui se perpétuent à travers deux ou trois des terrains primaires. On peut citer la Terebratula reticularisy la Leptœna depressa^ l'Orthis striatula et d'autres. Mais quel est le paléontologue qui puisse (lislinguer autrement que par le gisement la Terebratula diphyoides et le Terebratula diphy a? Je pourrais citer telle petite ammonite de Toxford-clay de la Voulte, qui ne présente aucune différence avec d'autres ammonites néocomiennes ; telle petite huître, qui s'étend (]epuis la base de la craie jusque dans les sables de Bracheux.

Néançnoins, pour que lc| valeur des étages et par conséquent celle des terrains soient établies sans conteste, il faudrait montrer que ces divisions se conservent avec leurs caractères, partout où on retrouve des dépôts de ipôme âge ; ce travail est bien loin d'être fait, mais n'oublions pas que la science des terrains primaires ne date que d'hier. Il y a un peu plus de vingt ans, toutes ces couches étaient confondues sous le nom de terrain de transition. C'est à peine si les nécessités industrielles avaient f^it distinguer la houille et le calcaire qui l'accompagne. Cependant, si Ton ne peut aujourd'hui établi^ dans tous c^s massifs primaires des étages concordants avec ceux qui ont été reconnus en Belgique, pn peut du moins indiquer quelque parallélisme dans les contrées qui ont été le mieux étudiées.

(4) Bull delà Soc. géol,, g" série, t, XVI, 1859, p. 604.

Commençons djnbord par suivre les monts Hercyniens : dan9 TBifel on trouve tfés développé Vétage des schistes à caloéoles, dont lesfosr siles si bien ocuiservés font rornement des collections. Le calcaîpe de Oivet ou calcaire à strigooéphales y est moins net parce qu'il a été en grande partie transformé en dolomie^ mais il eiiste oepenr danl. Les couchea à Terehratula cuboides y sont représentées par les schistes de Bûdesheim et parles calcaires qui les aocompaguent. Les schistes de Famenne ni aucun das étages plus élevés n'y ont encore été signalés.

Dans la Westphalie, des schistes de la Lenne sont les représentants exacts des schistes a oalcéoles. Le calcaire dePafiirath est iden«lique avec celui de Givet. Les différentes couches réunies sous le nom de schistes à eypridines, sont Téquivalent du calcaire à Terebratuia euboides. Les schistes de Famenne et les psammites du Condros ne paraissent pas s*y trouver. Quant au terrain carbonifère, il est représenté dans tout le nord de TAllemagne par un en^ semble de couches schisteuses et siliceuses caractérisées par la Possi'donmnya Becheri^ mais on ne peut établir d'une manière un peu certaine à quel étage on doit le rapporter.

Dans le Harz, les équivalents des schistes à calcéoles et du oaloaire à strigooéphales ont été constatés. On trouve à GrUqd tous les fossiles que j'ai indiqués dans les couches à T. euboides et dans les schistes de Faipenne. Je ne parle pas des analogies que l'on peut trouver entre la grauiwacke de TAllemagne et celle de VArdenne, parce que Tordre même de ces couches en Allemagne est encore ua sujet de discussion entre les géologues les plus éminents.

Si Ton passe à TAngleterre, on trouve dans presque tout oe pays une grande masse de grès, l'Old-red^sandstone, qui, diaprés M, Mur^ chison, comprend tout l'ensemble du terrain dévonien de la Belgique, mais qui pour M. Scharpe ne représenterait que les assises inférieures jusqu'aux schistes à calcéoles exclusivement. On n'y a encore trouvé que des poissons ; aussi n'y a^ttil pas de point de comparaison certaine avec les couches de l'Ardenne où les. fossiles de cette classe sont très rares.

Dans le Devoiishire, le terrain dévonien est représenté par des couches fossilifères^ mais Toixlre de la superposition y esl très peu

clair. Quoi qu'il en soit, on peut y établir avec certitude des points de comparaison avec le terrain de la Belgique. Ainsi, le calcaire de Barnstaple et de Pilton me semble correspondre probablement au calcaire d'Étrœungt et les grès de Marwood avec Cucullea Hardingii qui leur sont inférieurs, représentent les psammites du Condros où j'ai trouvé le même fossile. Le calcaire de Petherwin est, de Taveu de tous les géologues, le même que le calcaire à J. cuboides^ le calcaire de Plymoulh est le calcaire de Givet. Je n'oserai aller plus loin dans cette comparaison. Le calcaire de Plymouth lui-même renferme, si on en juge par la liste donnée dans le Siluria^ la faune des schistes à calcéoles mélangée à celle du calcaire de Givet. Mais n'oublions pas que les schistes à calcéoles nous ont offert dans l'Ardenne des lentilles de calcaire et quMI pourrait très bien se faire qu^une lentille du même genre se trouvât dans le Devonshire, à la partie supérieure de rétage, et se confondît avec la grande masse de calcaire à strigocéphales. Ce n'est là qu'une hypothèse •, on- me la pardonnera si on se rappelle qu'à Visé le calcaire dévonien a été longtemps confondu par les paléontologistes les plus habiles avec le calcaire carbonifère.

J^ai peu de choses à dire sur la France pour les raisons que j'ai exposées plus haut. Tout le terrain dévonien de la Bretagne avait toujours été confondu en une seule masse. L'année dernière, M. Bureau (1) y découvrait, dans les environs d'Ancenis, Tétage à Leptcma Murchisonij l'étage à Strigocephalus Burtini et Tétage à Terebra-tula cuboides. Ces travaux, qu'il poursuit avec la plus grande acti* vite, parviendront peut-être à compléter la série.

Je ne puis terminer ce travail sans dire un mot des mouvements que le plateau antraxifère de la Belgique a éprouvés pendant et depuis l'époque primaire.

Le plus ancien dépôt que Pon voit dans ce pays est le silurien moyen. Pendant que le silurien supérieur se formait dans d'autres contrées, l'Ardenne éprouvait des plissements nombreux dans une direction est-ouest. Ces plissements, par la compression qu'ils déterminaient, donnaient à certains schistes les caraclères de l'ardoise (2).

(4) BulU de la Sac. géol., %• série, t. XVI, p. 762, 4 juillet 4359. (2) Expérience de M. TyndalU

Ils étaient accompagnés et suivis de l'injection de nombreux filons de quartz qui transformaient d'autres schistes en quarzites (1) .

La mer vint recouvrir de nouveau ces contrées au commencement de l'époque dévonienne. Elle y déposa l'étage gédinien et l'étage coblentzien.Ilse produisit alors au milieu du bassin une protubérance longitudinale ayant une direction générale un peu courbe de l'O. à l'E.-N.-E. Tout ce qui était au N. de ce pli ne tarda pas à être abandonné par les- eaux, tandis que la sédimentation se poursuivait d'une manière régulière au S. et y formait les grès noirs ahriens, ainsi que les roches rouges qui les surmontent. Mais la protubérance centrale s'élevait de plus en plus et avec elle toute la côte environnante. A une certaine époque et pour une cause dont on ne se rend pas bien compte, des galets énormes s'amoncelèrent sur cette côte et y donnèrent naissance au poudingue de Burnot. A la fin de cette époque, il se produisit un nouvel exhaussement auquel participèrent nonseulement tout ce qui avoisinait la protubérance centrale, mais encore toute la partie N.-O. du bassin. C'est alors que se déposa l'étage des schistes à calcéoles. Pendant tout ce temps, le sol continua d'une manière lente et progressive son mouvement d'exhaussement; les sédiments qui jusque-là avaient été aréhacés ou argileux devinrent de plus en plus calcaires ; enfin le calcaire prédomina complètement et le calcaire de Givet commença à se former. Mais alors le sol avait pris un mouvement en sens contraire; il s'abaissait, et au milieu de la période du calcaire de Givet, lorsque les Murchisonia et les strigocéphales pullulaient dans tout le bassin, les eaux avaient recouvert tout ce qui s'était soulevé récemment, et même la protubérance centrale. Elles ne l'avaient pas beaucoup dépassé au nord, et elles étaient restées bien en deçà de leur ancien rivage à l'époque gédinienne. Cette extension de la mer ne fut pas de longue durée, l'étage du calcaire de Givet n'avait pas fini de se former, que déjà elle avait repris à peu près les limites qu'elle avait eues à l'époque des schistes à calcéoles.

C'est alors que se déposèrent les couches à T. cuboides. Le sol, toujours très mobile, avait recommencé son mouvement ascensionnel,

(f ) Opinion professée par M. Hébert dans ses cours à la Sorbonne. G. 10

qui se continua pendant tout le dépôt de ces couches et des schistes de Famenne. A la fin de cette période, la mer occupait la même position qu'au milieu de l'époque du calcaire de Givet ; il se passa alors un fait remarquable. Le littoral sud ou ardennais qui jusqu'alors était resté fixe, pendant que des mouvements si nombreux s'effectuaient vers le nord, s'éleva sur une largeur d'environ 10 kilomètres pour ne plus jamais rentrer sous les eaux. Celles-ci envahirent des parties plus au nord et se répandirent sur une partie du Brabant.

Le sol de cette contrée ne se trouvait plus dans la position où l'avait laissé le retrait de la mer coblentzienne, Il avait éprouvé des plissements analogues à ceux de l'Ardenne, avait été coupé par des roches porphyriques, et présentait, pour former le fond de la nouvelle mer, les tranches de ces couches fortement inclinées. Cette dislocation s'était opérée à une époque placée entre le dépôt de l'étage Coblentzien, et celui du calcaire de Givet, mais que l'on ne peut classer d'une manière plas précise, dans l'état actuel de la science. S'il venait à être démontré que les couches du Brabant que j'ai mises avec doute dans l'étage coblentzien, et dans l'étage gédinien, sont au contraire siluriennes , la date de cette dislocation devrait ôtte remontée et placée à la même époque que celle de l'Ardenne.

Vers la fin du dépôt des psammites'du Gondros, il se produisit vers les deux tiers sud-ouest du bassin une protubérance transver^ sale très arrondie et dirigée presque perpendiculairement à la première, lorsque le calcaire carbonifère commença à se déposer ; cette protubérance était exondée et divisait le bassin antraxifère en deux bassins secondaires communiquant par le nord, car cette nouvelle colline ne dépassait pas dans cette direction la protubérance longitudinale primitive, et celle-ci, dans une grande partie au moins de son étendue, était couverte par les eaux.

Les limites du calcaire de Tournay et du calcaire de Visé diffèrent peu de celles des psammites du Condros ; le bassin où se sont déposés les schistes et grès houillers présentait aussi à peu près la même surface, cependant il paraissait s'étendre un peu moins vers le sud. En revanche, vers le N.-E. il occupait des points où il ne s'était plus opéré aucune sédimentation depuis la formation du calcaire de Givet, et le bassin anthraxifère d'Aix-la-Chapelle communiquait de ce côté

avec celui de la Belgique. Les couches qui renferment la houille n'avaient pas la même origine que les roches plus anciennes; cellesci s'étaient toutes formées au sein des mers parle dépôt des matières qui provenaient de la désagrégation des roches encaissantes. Cependant le calcaire carbonifère supérieur était dû en grande partie à des sources. L'étage houiller s'est produit dans des marééages, et si la mer a concouru d'une manière directe à sa formation, elle n'y a laissé en Belgique du moins aucun dépôt organique qui atteste son intervention.

Après son dépôt, tout le bassin anthraxifère de la Belgique a été définitivement abandonné par les eaux. C'est alors que se sont produits ces nombreux plissements du Condros et du Hainaut. C'est alors qu'à l'endroit où s'était formée la protubérance longitudinale, en ce point, qui avait servi en quelque sorte de charnière à tous les mouvements du sol pendant l'époque dévonienne, il se fit une grande faille dans la même direction que la protubérance primitive. A partir de celte époque, le sol du plateau anthraxifère resta fixe, ou s'il a exécuté des mouvements, ce furent des mouvements d'ensemble qui /ont été indiqués dans le mémoire de M. Hébert, intitulé : Les mer^ anciennes et leurs rivages. C'est à ce travail que j'ai emprunté l'ordre d'idées que je viens de développer ; mais je dois faire remarquer qu'il y a une différence considérable entre les phénomènes qui se sont passés dans la basski de Paris pendant la période secondaire et ceux dont je viens de retracer l'histoire. Dans le bassin anthraxi^ fère, je n'ai pas encore pu constater, sur la surface d'un étage, ces exemples de dénudalion» de percement de roches par les mollusques lithophages qui indiquent un temps d'arrêt complet dans la sédimentation, au contraire, tout y est lié; chaque étage passe insensiblement au suivant, et la fixation de leur limite exacte reste toujours un problème d'une grande difficulté.

Tableau A. — Fossiles trouvés dans les terrains rhénan et Dumont

et dans le poudingue de Bumot.

NOMS DES ESPECES

LOCALITES (i).