CHAPITRE II

NOTIONS GÉOGNOSTIQUES

A|»erçn général. — Le sol de la Belgique présente les terrains que nous désignons par les épitbètes de modernes^ de quaternaires. de tertiaires y de crétacé^ de jurassique^ de permien, de houiller^ de dévonie^i^ de silurien et de porphijrique, de sorte qu'il n'y manquerait que les divisions que nous avons nommées terrains cristaU(h fhyllien^ granitique^ ophiolitique .^ trappéen^ trachy tique ^ basaltique . et volcanique. On y trouve aussi les matières de filon, que Dumont nommait terrain geiserien; mais nous n'en parlerons, ainsi que du terrain porphyrique, qu'à l'article des autres dépôts dans lestjuels ils sont intercalés. H est à remarquer que les dépôts jurassiques et permiens ne se trouvant qu'au sud et à l'est du massif primaire de l'Ardenne, on peut dire que dans la Belgique proprement dite les dépôts crétacés, tertiaires et quaternaires reposent immédiatement sur les terrains primaires. De sorte qu'il y a une ligne de démarcation extrêmement tranchée entre les deux divisions que nous avons distinguées par les noms de terrain primordiaux et secondiaux. En effet, les premiers présentent des couches fortement disloquées, presque toujours plus ou moins inclinées ou plissées, et quelquefois si relevées qu'elles sont tout à fiait verticales ou renversées, t'est à dire que, en suivant deux mêmes couches, on voit qu'elles se replient l'une sur l'autre, de manière que celle qui était au dessus dans un lieu devient inférieure dans un autre lieu; les roches y sont en général cohérentes, de couleurs foncées, traversées par de nombreux filons et renfermant une grande quantité de parties cristallines. Dans les dépôts de la se-

NOTIONS 6É06N0STIQUBS. SOS

conde catégorie, au contraire, les couches sont toujours à peu près horizontales, les roches souvent meubles ou peu cohérentes, de couleurs ordinairement claires et ne renfermant presque jamais de filons ou de parties cristallines.

l'* Section. — Terrain •llnrien

DlslrlbolloB géographique. — Les dépôts de la Belgique que nous considérons comme siluriens se trouvent dans trois divisions géographiques, l'une est renfermée dans TArdenne, l'autre au nord a son centre dans le Brabant et la troisième dans le voisinage de la Sambre et de la Meuse.

Terrain silorlea de l^Ardenae, eoasidéralleas générales. --^ Ce n'est qu'avec doute, et pour nous conformer à l'usage, que nous considérons comme siluriens les dépôts que Dumont (1) a nomméd terrain ardennais^ car, comme on n'a pas encore trouvé dans ceB dépôts des fossiles susceptibles d'être bien déterminés, il ne serait point impossible qu'ils appartinssent au terrain cambrien.

Dumont avait reconnu que son terrain ardennais forme en Ar^ denne quatre massifs qu'il désignait par les noms des villes ou ril-^ lages de Stavelot, de Rocroy, de Givonne et de Serpent.

Le massif de Stavelot occupe une partie du nord de TArdenne, en s'étendant de Dochamps (Luxembourg) à Schevenhutte (Aix-la- ChapeUe) sur les territoires belge et prussien.

Le fnassif de Rocroy^ dans le sud-ouest de l'Ardenne, se pro^ longe des environs d'Hirson (Aisne) à ceux de Louette-Saint-Pierre (Namur) ; il est aussi assez étendu, mais situé pour la plus grande partie sur le territoire français.

Le massif de Givonne^ dans le sud-est de l'Ardenne, s'étend de Mazj (Ardenncs) à Muno (Luxembourg) ; il est très restreint et presque entièrement compris sur le territoire français.

Enfin le massif de Serponty au sud de Saint-Hubert, n'occupe qu'un très petit espace.

Ces massifs sont principalement composés de roches schisteuses et quartzeuses métamorphiques. Dumont les divisait en trois systèmes, qu'il désignait respectivement par les épithètes de devillien^ revinien et salmien^ tirés des lieux nommés Deville (Ardennes) (2),

(I) Jfeifi. de fAcad. de Belgique, t. XX «I XXIL

(I) Le départemeoi français de;* Ard6Dii«t forma, dans le territoire belfe, entre Mèiiéree et Givel «ae poiote qal snii rétroiie et profonde Tillée de la Meote, et eoame oa peai beaoeoop mievs obeerver lee roches daai celte espèce de feote que inr les plateau plai oa molos coarorle do

Reyin (Ardennes) et Viel-Salm (Luxembourg). Nous les considérerons comme des étages, sans prétendre les assimiler aux étages siluriens de la Grande Bretagne.

L'étage iafcriear, ou système detnllien^ que Dumont considérait comme le dépôt le plus ancien que l'on connaisse en Belgique, forme cinq petits massifs qui percent les dépôts supérieurs, savoir : deux dans le massif de Stavelot et trois dans celui de Rocroy.

Cet étage est principalement composé de phyllades et de quartzites qui passent de Fun à l'autre par une grande quantité de nuances intermédiaires.

Les phyllades ont, d'après Dumont, la pyrophyllite pour base. Us présentent, dans plusieurs localités, les caractères qui constituent les bonnes ardoises propres à couvrir les toits, et donnent lieu, sur le territoire français, à plusieurs exploitations très importantes : telles sont celles de Deville, de Monthermé, de Rimo* gne, de Fumay (1). On en exploite aussi sur le territoire belge, notamment à Oignies. On sait que les ardoises sont ordinairement d'un gris bleuâtre, mais elles passent au verdâtre, au violâtre, au rougeatre et même au jaunâtre lorsqu'elles sont altérées. Il est à remarquer, à propos d'altération, que les phyllades qui se montrent au jour sur les plateaux, tant ceux de cet étage que ceux des autres étages siluriens, sont généralement tendres et friables, doux au toucher, de couleur plus pâle et se transforment en une terre légère, onctueuse, qui ne fait point pâte avec l'eau et qui recouvre ordinairement tous les plateaux de l'Ardenne. Les phyllades que l'on observe sur les flancs des vallées sont en général plus tenaces et presque point altéré.

Le quartzite est quelquefois très pur et de couleur blanche, d'autres fois il est verdâtre et passe dans les parties supérieures au rougeatre ; il est ordinairement très cohérent, mais devient parfois friable, surtout sur les plateaux.

Il y a, comme nous l'avons déjà indiqué, une foule de nuances intermédiaires entre les phyllades et les quartzites, et toutes ces roches renferment des veines de quartz ainsi que des paillettes, des cristaux ou des grains de pyrophyllite, de chlorite, de marcassite,

▼ëgétatioD qai la bordent, Doas arooi été conduits, Domont et moi, à y prendra plosieart de dos types el à citer des rorhes qui n*ont pas encore été observées lar le territoire belge, mail qoi doivent, Mnsdoale, i*y prolonger, tu le pea de largeur de la pointe dont il s'agit.

(1) MM. Gosselei et Malaise {Bull, de l'Acad. de Belgique, 1868, l XXVU émettent ropioion qne les ardoises de famay appartiennent à l'étage supérieur, et je n*ai ancan motif pour contester cette manière de voir, mais comme elle n'est fondée que snr des présomptions, de méoM qoecelK de Dumont, je laisse les choses comme dans les éditions précédentes.

NOTIONS GE06N0STIQUES. 805

de magnétite qui sont quelquefois assez abondantes pour déterminer des variétés particulières.

L^éiage noyca, ou système rétinien^ est plus développé que le précédent ; il compose la majeure partie des massifs de Rocroy et de Stavelot, ainsi que tout le petit massif de Givonne ; c^est cet étage qui atteint la plus grande altitude du sol belge. H est, comme rétage inférieur, principalement composé de phyllades de quartzite et de roches intermédiaires ; les quartzites y sont plus souvent colorés en gris, en bleuâtre et en noirâtre ; les phyllades y donnent plus rarement de bonnes ardoises pour couvrir les toits que ceux de rétage inférieur ; il y a cependant quelques petites ardoisières en exploitation sur le territoire belge. Il existe aussi de ces phyllades plus tendres qui sont exploités, notamment à Farnières et à Ennal, dans le massif de Stavelot, pour faire des crayons qui servent à écrire sur les ardoises plus dures. D'autres fois les phyllades tendres deviennent noirs, passent à Tampélite et ont donné lieu à des recherches infructueuses de charbon. On trouve aussi dans ces roches des veines de quartz, des paillettes de pyrophyllite et d'ottrélite, des cristaux de pyrite et de limonite.

L'étage sapérlear, ou système sàlmien^ ne se trouve, selon Dumont, que dans la partie méridionale du massif de Stavelot, et dans le petit massif de Serpent qu'il forme à lui seul. Il est principalement composé de phyllades et de roches intermédiaires entre ceux-ci et le quartzite, mais ce dernier y est moinis commun que dans les étages précédents. La présence respective"dans ces roches de l'oligiste en grains violets, de l'ottrélite en paillettes noirâtres et de la magnétite en petits cristaux octaèdres, détermine l'existence de variétés particulières. On exploite dans cet étage des ardoises pour couvrir les toits, notanmient à Yiel-Salm ; elles sont très solides, mais ne se divisent pas en feuillets aussi fins que celles de Fumay et de Deville. Un caractère qui distingue ces ardoises est de renfermer de petits bancs ou des veines de coticule jaunâtre ou verdâtre que Ton exploite, notamment à Salm-Château, au Sart, à Liemeux, à Bihain, sous le nom àe pierres à rasoirs^ et que Ton exporte dans une grande partie de l'Europe. Il y a ordinaire* ment entre le phyllade et le coticule une union intime dont on profite, autant que possible, pour laisser une bande de phyllade dans chaque pierre à rasoir. Ces roches présentent quelquefois des altérations qui les font ressembler à des ocres jaunes ou rouges, que l'on a déjà employées à faire des couleurs grossières.

Les fossiles sont extrêmement rares dans les dépôts dont nous venons de parler, et le petit nombre de ceux que Ton y a trouvés

n'ont pas été susceptibles d^une détermination complète. Davrenx avait cité en 1830 (1) un trilobite trouvé dans les ardoisières de Solwaster, mais cet échantillon n'a pas été autrement déterminé. Dumont a cité en 1847 de traces de crinoïdes trouvées à Liemeux, mais on croit qu'il s'agissait plutôt de fncoïdes. M. Malaise a recueilli en 1866 près de Spa des fragments de trilobites dont on a paru à M. Barrande ressembler à la plèvre d'un paradoxide ; si c^^ rapprochement se vérifiait, il y aurait au moins des parties du terrain ardennais de Dumont qui appartiendraient au terrain cambrien. Enfin le même M. Malaise a trouvé à Spa, et entre Charneux et Solwaster, des empreintes de Dictyonema^ genre qui est considéré par les uns comme appartenant au règne végétal, par les autres comme appartenant au règne animal.

Les dépôts que nous venons d'indiquer sont traversés par des Jykeii de diverses natures. On trouve notamment à Mairus, près de Deville, des masses que l'on a souvent prises pour des couches modifiées, mais que Dumont considérait comme des dykes d'une roche particulière qu'il nommait hydlofhyre. Cette roche est composée d'une pâte qui paraît être une eurite à peu près infusible, renfermant des cristaux quadri-hexagonaux, simples ou maclés, d'orthose, des grains, des noyaux, des cristaux dodécaèdres de quartz et de quelques autres minéraux. Cette roche a souvent la texture massive, alors elle est très tenace et on l'emploie dans les constructions ; d'autres fois elle est scliistoïde, elle passe aussi sur les bords à la texture bréchiforme et renferme des fragments de quartzite, de phyllade et des roches intermédiaires.

Dumont citait également des dykes d'eurite etd'albite, soit simples, soit chloritifères ou phylladifères ; mais nous sommes porté à croire que parmi ces masses, surtout parmi celles à texture schistoïde, il y en a qui doivent être considérées comme des couches qui ont subi les actions métamorphiques plus fortement que les phyllades ordinaires.

Les filons de quartz sont très abondants dans ces massifs siluriens, ils forment quelquefois des murs épais et ne consistent d'autres fois qu'en de simples veines. Ce quartz est ordinairement blanc, mais parfois il est coloré superficieUement en jaune, en rouge, en noir et en vert, par des enduits de limonite, d'oligiste, d'acerdèse, de chlorite; sa texture est ordinairement compacte oa celluleuse. Les cavités présentent fréquemment des cristaux de

(1) Mèm. sur la constitution géognostique de la province de Liège, daot le t. IX des MM. couronnés par l'Acad. de Bruxelles,

NOTIONS GÉOGNOSTÏQUES. 507

quartz limpide ou blanc. On y remarque aussi, surtout dans Tétage supérieur, de la marcassite, de la phillipsite, de la chalkosine, de Tazurite, de la malachite, de Toligiste spéculaire, de la limonite, de Taphérèse, de Tandalousite, de la pyrophyllite, de la pholérite, des liydrosilicates magnésiques, du calcaire ferro-manganésifere, etc. Us passent de cette manière à de yéritables illom eristalllaii; il y a notamment de ces derniers dans les environs de Viel-Salm qoi contieiment de Toligiste spéculaire en grandes lames, quelquefois en cristaux, accompagné de pyrophyllite radiée. On cite également quelques lions fra|^«ntalrefi de limonite et de manganèse, mais à Texception de celles de manganèse, il n'existe point d'exploitations Biétalliques dans ce terrain.

Terrain ailvrleB da Brabaal. — H existe au nord du massif dévonien et houiller, c'est à dire entre deux lignes tirées, Tune d'Ath en Hainaut vers Liège, l'autre de Hall à Jodoigne, des dé^ pots plus anciens qui ne paraissent que dans le fond des vallées ou sur quelques points isolés qui sont comme les sommités d'uE ancien monde enseveli sous des dépôts plus nouveaux. Parmi les lieux où ces dépôts sont le plus à découvert, nous citerons les environs de Tubize sur la Senne, d'Ottignies sur la Dyle, de Grembloux sur rOrnoz et de Fumai sur la Méhagne.

Dumont considérait tous ces dépôts comme appartenant à son terrain rhénan, mais depuis lors on a reconnu l'existence de fossiles siluriens dans la bande méridionale que Dumont considérait comme la moins ancienne, de sorte que nous croyons devoir rapporter tout le massif au terrain silurien, en reconnaissant, néanmoins , que la partie septentrionale , que Dumont considérait comme la plus ancienne et où l'on n'a pas encore recueilli de fossiles, pourrait bien être une dépendance du terrain cambrien (1).

Ces dépôts sont principalement composés de phyllades et de quartzites. Ces derniers sont communément d'un gris blanchâtre

(1) L*aipect des roches primaires da Brabaot m'avait porté, depois longtiimps, à les rapprocher àe ce qv'il y a de plus aDCieo dans t'Ardeone, mais lorsque Oamont a anooncA, dans son mémoire «HT let terraiiu ardennais el rhénan, qu'elles appartenaient à ce dernier groupe, j*ai cro devoir A'iacliuer devant Topinion de l'èminenl slratt^raphe. Eo 4800, M. Gosseiet, dans son viémoire ntr leê terrains primaires de la Belgique, etc., a fait coooattre qa'il avait rtcoeiin i grand* manil prés de Gerobionx plosipors fossiles »itnriens, mais d'antres paléontologistes, qni avaient considéré les foss>iies de Gembloox, comme dévonieus, ayant contesté les déterminations da M. Gosseiet sons le préteste qu'elles avaient été faites sur des échantillons mal conservés, j*ai mainteno la classification de Dumont dans mon édition de i86l. ])<*pnts lors d'antres fossiles ayant été raeaeillis par M. Malaise {BuU. de l'Acad, de Belgique, 1864, t. XVII, pag. 3SI), non senleafot i Gembloox, mais anssi à Reberq>Rogoon, A Panqaes canton de Nivelles et an Cbeaoy canton de Soigoies, on ne peut plus contester qoe la bordure méridionale de ce massif appartienne an terrain silurien. Quant au reste du massif, tout annonce, ainsi qoe le pensait Dumont, qu'il n'eit pas plni nouveau qoe la l>ordnre méridiooale.

ses CËOLOGtE DE LA BELr.lQCB.

OU d'un gris rougeâtre, qtieliiuefoia bleuâtres ou verdâtres; leur texture, ordînairpmcut grcnrie h cassure cireuse, devient parfois presque compacte, et d'autres fois elle se rapproche de celle dt'^ grès. Leur stratification est ordinairement masquée par les nombreuses fissures dont ils sont traversés. On les emploie principalement à faire des pavés, et on en extrait beaucoup entre Gemblous et Jodoigne, oii ils s'élèvent fréquemment au niveau du sol, lequel est ordinairement recouvert de limon. Les pbyllades oe sont en général ni assez clivablos ni assez inaltérables pour être employés à couvrir les toits. On rapporte cependant que la halle d'Enghien a été couverte avec des ardoises extraites à Steenkerque, village des environs. Ces roches prennent quelquefois un aspect gras, qui les rapproche du coticule. Elles passent non seulement au quartzite, mais aussi au psammîte, à l'arkose, au stéaschiste, à l'ampélite, et ce dernier passage a quelquefois, comme en Ardenne, donné lieu i des recherches infructueuses de charbon. Elles renferment parfois des hydrosilicates magnésiques, de l'ottrélite, de la magnétite et d'autres substances. On exploite, notamment àCIabbeek, une arkose chloritifère dont on fait des pierres de taille, des dalles et d'autres matériaux de constniction. Les matières feldspatiques deviennent surtout abondantes dans le voisinage des culots porphyriques dont nous allons parler, mais il est à remarquer que ces matières se trouvent plutôt dans les couches qui sont à quelque distance des culots (pie dans celles qui sont en contact immédiat.

Ces eulotg ou di/kes porphyriques se remarquent principalement sur une ligne dirigée de l'ouest à l'est, de Lessines (Hainaut) à Hozémont (Liège); mais les deux localités les plus remarquables Bont Quenast et Lessines qui représentent, sans doute, la tête dû deux énormes culots ou dykes, sur lesquels on a établi d'immenses carrières qui fournissent des pavés très recherchés à cause de leur Bolidité, et que l'on exporte jusqu'en Hollande et même jusqu'à Paria. La roche que l'on y exploite a reçu diverses dénominations, parce que sa composition est fort variable, et parce que l'on a été longtemps dans l'incertitude sur la nature de ses éléments, incertitudes qui ont été levées par l'analyse que M. Delesseen afaite(l). On peut la considérer comme un porphyre ckhrili/ire dont Dumont faisait une espèce particulière sous le nom do chloropkyre. Elle est principalement composée d'oligoclase et dechlorite. La première de CCS substances forme de petits parallélipipèdes cristallins, et une pâte plus ou moins colorée en vert par la chlorite. Lorsque

rt) B\in. de l-Ararl. rnijnle de Brigfçue, 1830,1. XVI, pat. S»

NOTIONS GËOGNOSTIOUES. 609

Ton examine cette roche dans une cassure fraîche, elle parait grenue et lamellaire plutôt que réellement porphyroïde ; mais lorsqu'elle est polie, la texture porphyroïde se montre d'une manière très nette et Ton voit les parallélipipèdes d'oligoclase blanc ou yert clair se détacher d'un fond verdâtre plus foncé; ce fond passe quelquefois au noirâtre ; d'autres fois, mais plus rarement, au rougeâtre. Les parties noirâtres forment parfois des espèces de taches ou de noyaux que Ton pourrait prendre pour du mélaphyre, ou même pour du trapp, lorsque les parallélipipèdes d'oligoclase se confondent avec la pâte. Cette roche renferme, comme parties accidentelles, de l'épidote, de l'amphibole, de l'axinite, du quartz, du calcaire, des pyrites, de la ménakanite, etc. Elle est traversée par un grand nombre de joints ; ceux qui se trouvent vers l'extérieur du massif donnent quelquefois l'idée de véritables couches, mais ceux de l'intérieur annoncent des fissures plus ou moins irrégulières. Les parois de ces fissures sont généralement couleur de rouille, mais cette altération n'est que superficielle, tandis que celle que l'on voit sur les surfaces extérieures du massif est très épaisse. Il en est de même des blocs arrondis qui se trouvent ordinairement sur le sommet de ces culots; toutefois ces altérations paraissent tenir à un ordre de choses différent de ce qui existe aujourd'hui, car, ainsi que nous l'avons déjà indiqué, cette roche est maintenant presque indestructible, et les pavés que l'on en fait n'ont d'autres défauts que de devenir glissants par le poli qu'ils prennent.

A Lessines, le porphyre est comme enseveli dans des dépôts meubles tertiaires et quaternaires ; mais à Quenast il est entouré de phyllades. On trouve aussi dans plusieurs localités des environs de ce dernier gîte des roches schistoïdes dont la composition se rapproche plus ou moins de la roche massive, Dumont, qui les nommait chlorophyre schistoïde, porphyre schistoïde, albite phylladifère, les considérait comme formant également des culots ou des dykes, mais nous croyons qu'elles se rangent plutôt dans les phyllades métamorphiques dont nous avons parlé ci-dessus. L'albite phylladifère, que l'analyse du porphyre par M. Delesse nous porte à envisager comme de l'oligoclase, se montre aussi à Pitet sur la Méhagne.

Dumont citait encore d'autres roches auxquelles il donnait les noms de diorite chloriiifère^ à^hypersténite^ d'eurite quartzeuse^ et qu'il considérait également comme formant des dykes ou des culots. La première se trouve entre Lembecq et Tubize (Brabant) ; elle est composée d'albite ou plutôt d'oligoclase grenue et en cris-

510 GEOLOGIE DE Là BELGIQUE.

taux clivables, d'actînote verte en grains ou en cristaux et de chlorite en grains. Lorsque cette roche est fortement altérée, elle prend une teinte brunâtre. L'hypersténite se trouveàHozémont(Liége); elle est composée d'eurite compacte d'un gris verdâtre, d'albite eu cristaux simples ou maclés d'un blanc verdâtre, d'hyperstène noirâtre et de clilorite d'un vert sombre. Elle devient d'un brun jaunâtre par l'altération. L'eurite quartzeuse, que l'on a quelquefois confondue avec le quartzite, se montre notamment aux environs de Nivelles et à Grand-Manil près de Gembloux.

Les dykes de quartz sont aussi très communs dans le terrain silurien du Brabant et se prolongent quelquefois dans les roches porphyriques. Us passent à des filons cristallins et métallifères. On rapporte que l'on a exploité anciennement de la leberkise et Je Toligiste aux environs d'Enghien où l'on a aussi trouvé des indices de cuivre à l'état de chalkopyrite.

Terrain Mllarlea ëc Saaibre et de Hease. — Dumont avait reconnu dans le voisinage des vallées de la Sambre et de la Meuse, depuis Sart-Eustache près de Fosses jusqu'à HermalIe-sous-Huy,une bande très étroite du terrain qu'il appellait rhénan et qui est composée de schiste passant au phylhule, au psammite, quelquefois au quartzite et à l'arkose. Depuis lors M. Gosselet (1) a trouvé à Fosses un Triuuchus^ un Spharexochus^ un Dalmanites ainsi que d'autres fossiles siluriens; M. Malaisse a aussi recueilli des fossiles siluriens à Wierde près de Namur et aux environs de Huy, de sorte qu'il y a au moins des parties de la bande dont il s'agit qui appartiennent au terrain silurien, mais, vu la ressemblance qui existe entre les roches siluriennes et celles de la partie la plus inférieure du terrain dévonien, nous n'oserions affirmer que les parties oii l'on n'a pas encore vu de fossiles soient siluriennes. Il en est de même d'un petit lambeau qui se trouve près Dour, au sud de Mons, sur le prolongement de la direction de la bande de Sambre et de Meuse et que Dumont a également indiqué comme terrain rhénan.

2^ Section, — Terrain dévonien

CoBsidératloBB généraleii. — Le terrain dévonien de la Belgique forme rextrémité occidentale d'un vaste massif qui s'étend de l'Escaut à la Diemel. 11 s'appuie au nord sur le terrain silurien du Brabant en s'enfonçaut, ainsi que celui-ci, sous les dépôts plus

l (le la Soc. fjêjl, de France, 1861, l. XVUl, pag. 538.