IV. — Provence

J’ai commencé en 1881 l’étude géologique de la Provence; je l’ai poursuivie, conjointement avec l’étude du Jura, jusqu’en i885, puis jusqu’au moment où, en 1889, j’ai commencé mes recherches dans les Alpes. J’y ai tracé, pour la carte géologique détaillée, les contours des feuilles de Toulon et de Marseille, et j’ai continué l’examen des problèmes relatifs à la structure du pays sur une partie des feuilles d’Aix et de Draguignan.

La Provence est un pays de plissements. — La Provence, en désignant ainsi la région naturelle qui s’étend entre la Durance, le Verdon et la mer, n’avait guère été étudiée qu’au point de vue de la composition des terrains qui s’y rencontrent; la structure en était presque complètement inconnue. Quelques accidents avaient été signalés par Coquand, quelques plis décrits par M. Collot dans les environs d’Aix; mais, dans son ensemble, la structure du pays semblait plus se rapprocher de celle des pays de plaines que des pays de montagnes. J’ai montré que, malgré les apparences contraires, la Provence était, en réalité, un morceau de la chaîne alpine, qu’elle avait été soumise aux mêmes efforts de compression, et qu’elle formait un trait d’union entre les Alpes et les Pyrénées.

Ce premier point était difficile à établir à cause de la grandeur des actions de dénudation qui ont presque partout effacé les traits caractéristiques de l’allure des plissements alpins. Les reploiements des couches qui s’étalent dans les hautes parois des Alpes sont ici rarement visibles, et il faut presque partout les reconstruire par induction. C’est la chaîne de la Sainte-Beaume [H] qui m’a fourni d’abord des preuves, par les renversements, les répétitions et surtout les étirements des étages successifs. Le phénomène de plissement, tel que nous le comprenons, ne pouvant être dû qu’à une cause d’ensemble, je n’hésitai pas à étendre la conclusion à toute la région.

Plis couchés, charriages horizontaux. — Le second point, c’est que

tes plis de la Provence sont des plis couches, des plis où les strates, bien que repliées sur elles-mêmes, sont restées ou redevenues horizontales, des plis, par conséquent, dans la formation desquels les déplacements horizontaux ont joué le principal rôle. C’est auprès du Beausset que j’ai pu en trouver la preuve [28 et 33].

Au Beausset, vers le centre d’un bassin crétacé, dont les couches s’étalent horizontalement sur plusieurs kilomètres, on voit surgir un plateau formé de terrains plus anciens, surtout triasiques, également voisins de l’horizontalité. Ces terrains horizontaux ne se sont certainement pas fait jour à travers les terrains plus récents dont ils auraient dérangé l’allure ; il semble donc évident qu’ils formaient déjà saillie dans les mers crétacées dont les sédiments ont dû se déposer à leurs pieds. Mais, si l’on examine avec soin les contacts, on voit que l’ilot triasique a son soubassement formé, non pas par les couches les plus anciennes, mais par les couches les plus récentes de la série, et de même, au-dessus des bancs les plus récents du système crétacé, on trouve un couronnement formé par des couches plus anciennes qui devraient être enfouies à 5oo m ou iooo m de profondeur. Ces bandes renversées n’ont qu’une faible épaisseur et ne se trouvent qu’auprès de la ligne de contact des deux systèmes. J’ai prouvé que leur position ne pouvait s’expliquer que si le trias était superposé au crétacé ; il est vrai qu’il faut pour cela faire venir ce trias de plus de 6 km , qu’il faut le faire passer par-dessus une montagne haute de plusieurs centaines de mètres; mais j’ai retrouvé les jalons du chemin parcouru, j’ai reconstitué sur toute sa longueur le pli primitif, et j’ai montré que la conclusion était inévitable.

M. Vasseur, en reprenant cette étude, a cru trouver des objections; les fouilles qu’il a fait faire l’ont ramené à ma manière de voir [59]. Dans la petite exploitation voisine de Fontanieu, les puits ouverts dans le trias ont rencontré plus bas le crétacé, et les galeries de mines ont traversé, sans rencontrer le trias, une colline recouverte d’un chapeau triasique. La Société géologique a vérifié les faits en 1891 [60 et 62], Le résultat est aujourd’hui acquis sans réserve.

« Sans doute, disais-je dans ma première Note sur cette question [28], on a peine à concevoir ces grands plis couchés qui se déroulent, s’allongent, forment de larges traînées au-dessus des couches plus

récentes et simulent de véritables coulées de terrains sédimentaires, rappelant presque les coulées du basalte... ; mais les difficultés théoriques ne peuvent prévaloir contre des faits d’observation : les travaux de mines en Belgique, les grandes parois rocheuses des Alpes suisses, la concordance des coupes au Beausset nous fournissent des preuves distinctes, indépendantes et irréfutables. S’il est vrai qu’on puisse encore discuter le mécanisme de ces phénomènes grandioses de recouvrement, on n’en peut mettre en doute ni l’existence ni même la généralité..., et dès maintenant on ne saurait se refuser à y voir une phase normale des grands mouvements orogéniques. » Les découvertes faites depuis dans les Pyrénées, en Suède et en Norvège, dans les Montagnes Rocheuses et dans les Appalaches, dans l’Himalaya, ont donné raison à cette première généralisation.

La Provence elle-même fournit de nouveaux exemples : en même temps que le pli du Beausset, celui de la Sainte-Beaume [40], ceux de Brignoles, de Salerne et d’Ampus [43], se sont déversés, par un mécanisme semblable, sur les bassins qui les séparent, et les ont recouverts de masses charriées horizontalement. En deux points, j’ai pu retrouver les charnières mêmes des plis, et à Salerne j’ai montré l’indépendance des mouvements secondaires qui ont affecté, soit la nappe charriée, soit les terrains en place qu’elle recouvre [65].

Enfin, j’ai constaté avec M. Zürcher [56], et il a montré, plus tard, avec de plus grands détails, que les terrains cristallins des Maures avaient de même été poussés et charriés au-dessus des terrains de bordure, permiens et triasiques.

Sinuosité des plis; sens des mouvements. — Les grands plis de 1 a Provence ne se sont pas propagés en ligne droite; leurs lignes directrices sont sinueuses. C’est, avec la profondeur des dénudations, une nouvelle difficulté apportée à leur étude. Les plus grands déplacements horizontaux ont eu lieu vers le nord, mais quelques-uns sont dirigés en sens inverse, et atteignent encore 2 k “. Ces changements de sens semblent se produire quand un pli, par une double inflexion, arrive à i8o° de sa direction primitive, ce qui permet d’énoncer la règle suivante [40] : Les plis Successifs, quelles que soient les sinuosités et les enchevêtrements de leurs parcours, se renversent toujours vers celui qui leur

fait suite plus au nord. On voit bien à cette règle provisoi re une certaine raison de continuité, mais il parait difficile d’en préciser la cause, tant que les causes mêmes de la sinuosité des plis resteront inexpliquées.

J’ai d’ailleurs retrouvé, plus tard, la même loi pour les sinuosités des plis alpins [85],

Plis transversaux; mouvements postérieurs. — La Provence présente une autre bizarrerie : tous les plis sont interrompus par une grande bande transversale de trias, qui tantôt les coupe normalement, tantôt s’infléchit parallèlement à leur direction, et qui a marqué, depuis l'époque oligocène, la place du cours de l’Huveaune [79]. C’est tout le long de cette bande, elle-même énergiquement plissée, que se rencontrent les plus grandes irrégularités : étirements et suppressions de couches, arrêt ou déviation brusque des plis. Près d’Allauch, au nord de Marseille [66], la ligne directrice d'un des plis semble même s’arrondir en boucle fermée, et elle isole ainsi un massif montagneux, dont les terrains plus récents s’enfoncent de toutes parts sous le trias qui leur forme une ceinture étroite et continue.

J’ai discuté en détail ces phénomènes spéciaux, et leur rattachement au régime général de la région. Tout n’est pas encore expliqué; mais les choses se passent comme si, au réseau simple des plis tel qu’il serait résulté d’une compression latérale, était venue s’adjoindre une ligne étrangère, correspondant à une zone de faiblesse déterminée par des mouvements antérieurs- Le long de cette zone, il a suffi d’une faible composante des actions mises en jeu pour déterminer les plissements, qui, par raison de continuité, avec plus ou moins de gêne et de torsion, ont dû se raccorder avec le réseau principal.

Si l’on ajoute à cela l’analyse des actions postérieures qui, se continuant dans la même direction, ont ondulé les nappes de recouvrement [62], et, de plus, le rôle assez local des bassins d’affaissement qui s’échelonnent de Marseille aux sources du Gapeau [64], je puis dire que toutes les complications secondaires qui pouvaient obscurcir l’histoire de la Provence se trouvent maintenant, sinon élucidées, du moins partout méthodiquement groupées et mises à part, de manière à laisser en complète évidence le phénomène principal, celui

qui donne à la région son caractère dominant et son individualité; celui des plis couchés et des grands chevauchements horizontaux. En dépit des difficultés multiples qui en font peut-être le pays le plus compliqué qu’on ait jamais décrit, la Provence peut maintenant devenir, pour ces plis couchés et déroulés, une région aussi complètement typique que le Jura pour les plis droits et réguliers.

Rôle et mécanisme des déplacements horizontaux [52]. — A la suite de l’étude de la Provence, j’ai traité cette question générale dans un Mémoire, auquel l’Académie des Sciences a décerné le prix Vaillant, et qui n’a pas encore été publié, parce que certaines observations me manquaient encore pour une description complète de la région. Je détache ici quelques-unes des conclusions reproduites dans le rapport de M. Daubrée.

L’action de plissement est partout le fait primordial et nécessaire : les exemples des Alpes suisses, les amorces des charnières que j’ai signalées en Provence, celles que M. Briart a mises en évidence dans le bassin bouiller belge, celles que MM. Kilian et Haug ont trouvées dans l'Ubaye, suffisent à assurer cette première conclusion.

Le point de départ du phénomène est donc partout un paquet de couches amenées en saillie et repliées sur elles-mêmes. Quand ce paquet est poussé en avant, les couches renversées qui forment la base, conservant toujours le même volume, s’étalent de plus en plus. Elles restent visibles aux deux extrémités, près des charnières synclinale et anticlinale; dans l’intervalle, elles s’étirent et disparaissent, comme une membrane élastique, amincie et même partiellement rompue en

Dans tout l’ensemble du paquet, les surfaces de stratification sont des surfaces de glissement facile, parallèles aux forces mises en jeu. Les déplacements relatifs ont donc tendance h se répartir indifféremment sur toutes ces surfaces; au lieu de produire quelques surfaces de discontinuité nettement tranchées, ils se traduisent par une série d’étirements et de suppressions de couches. Le résultat en est un véritable réarrangement des couches, qui reprennent, aux épaisseurs près, l’apparence de dépôts restés en place.

Dans les exemples observés, les choses se passent comme si le

pied du pli, ou charnière synclinale, était resté immobile. S’il n’en était pas ainsi, on n’observerait à la surface qu’un déplacement relatif, souvent très inférieur au déplacement total. Il est probable que les sinuosités des plis et les grands décrochements proviennent d’une répartition inégale des déplacements horizontaux à plus ou moins grande distance de la surface. Les nombres observés à la surface sont donc des minima, et pourtant ils atteignent avec certitude i5 k “; l’hypothèse que j’ai indiquée pour la Suisse les porterait à 5o km , et M. Tornebohm a pu parler de ioo k,n pour la Suède. Ces énormes déplacements horizontaux se retrouvent dans toutes les grandes chaînes, quel que soit leur âge, et ils apportent un argument définitif en faveur de la théorie du refroidissement et de la contraction du globe terrestre.