GRES LA.NDÉ.MENS

Les minéraux ne se touchent pas; ils sont plongés dans un ciment d'hématite brune très développé , susceptible de l'emporter par places. L'isolement des minéraux implique l'existence d'un ciment primitif. Je considère le ciment

Fig. 4. -^ Grès à ciment de limonite de Regniowez, près Rocroi (Ardennes).

Photographie d*ane plaque mince. GroM. s 60 diamètrct. Lumière naturelle. — Les minéraux détritiques sont Maucs;

le ciment ferrugineux est noir.

ferrugineux comme secondaire, et je suppose — en faisant état de nombreuses observations que j'ai faites sur les minerais de fer — que le premier ciment était calcaire, et que la limonite a pris la place du carbonate de chaux.

Grès-quartzite de Féron (Nord).

(Musée Lille, n* 7011.)

Caractères lithologiques. — Roche gris sale, très finement rugueuse au toucher. A la loupe, on reconnaît des parties très cristallines, dans lesquelles le contour des grains est indiscernable , et qui se signalent par une cassure écailleuse et une teinte beaucoup plus claire. Le reste de la roche est franchement gréseux, formé de grains d'aspect gras, paraissant plongés dans un ciment beaucoup plus fin. Traces de nombreuses radicelles.

Étude micrographique. — Roche composée de grains de quartz de diamètre extrêmement variable, anguleux ou arrondis, de nombreux zircons, de tourmaline et de rutile rares.

Par endroits, les éléments de quartz grossis par accroissement secondaire se touchent sans laisser de vides et engendrent des plages d'un véritable quartzite.

Ailleurs, les quartz conservés dans leur état primitif sont réunis par un ciment de composition variable et forment un grès. La trame qui les enveloppe comprend, suivant les points, de petits grains de quartz enveloppés de limonite, de limonite seule, ou de menues particules de quartz associées en mosaïque.

Les plages de grès l'emportent très notablement sur celles de quartzite. Je donne à la roche le nom de yrès-quartzite.

Quartzite-grès de Bousies (Nord).

(Musée Lille, n" 7086.)

Caractères lithologiques, — Roche blanc grisâtre et saccharoïde. Cassure un peu écailleuse par places. Quelques petits vides, discernables à la loupe.

Elude micrographique. — Grains de quartz de toutes dimensions, dont quelques-uns très petits, presque toujours remplis d*inclusions solides qui troublent leur limpidité et leur donnent un aspect sale. Rares grains et prismes incomplets de zircon; muscovite et tourmaline représentées par un seul élément.

Suivant les points, les grains de quartz étaient juxtaposés, agglutinés par un ciment originel. Ils présentent pour la plupart un accroissement secondaire. Les vides non oblitérés ont la forme de coins, fl y a prédominance des plages de quartzite , d'où la roche est un quarlzite-^rès.

Quartzites-grès du bois de Rocogne, près Péronne (Somxae).

(Coll. Mines.)

Caractères lithologiques. — Roche grise un peu teintée en brun par des infiltrations ferrugineuses. Grains noirs de silex. Cassure d'aspect gras, traversant tous les grains de quartz. A la loupe, les éléments paraissent intimement soudés, et Ion distingue quelques vides.

GRES LANDEMENS. 15

Étude micrographique. — Grains de quartz à peu près calibrés. A en est qui sont bourrés d'inclusions de rutile en aiguUies simples ou madées, et qui dérivent certainement de roches métamorphiques. Nombreux débris de sUex, grains de feldspath, un seul zircon.

Les minéraux étaient juxtaposés ou non. La plupart des éléments de quartz sont pourvus d'une couronne de quartz secondaire très limpide, délimitée par les impuretés qui incrustent le bord primitif des grains et par les nombreuses inclusions solides qui souillent les noyaux de quartz ancien. L'extinction roulante, visible dans quelques quartz, se manifeste également dans leurs enveloppes secondaires.

£n une foule de points, les grains n'ont subi aucun accroissement et laissent entre eux des vides dont quelques-uns sont remplis de limonite. La roche est un quartzite-grès.

Quartzito-grès de Proix (Aisne).

(Coll. Mines.)

Caractères lithologiques. — Roche gris blanc, fine, saccharoide, à cassure écailleuse, très râpeuse au toucher. Éclat gras très prononcé à la loupe.

Etude micrographique. — Cette roche réalise un type très voisin du précédent, caractérisé par du quartz souvent rempli d'indusions soUdes et d*un aspect gris saie, par de nombreux fragments de silex et de très rares zircons.

Les minéraux sont juxtaposés. La plupart des grains de quartz sont pourvus d'une auréole secondaire, généralement peu dévdoppée. Si l'on tient compte de l'importance de l'accroissement secondaire, l'existence d'un ciment primordial s'impose peur certaines plages; d'où la présence probable d'un ciment originel calcaire reliant les minerais juxtaposés ou séparés.

Le quartz secondaire existe dans la roche sous trois formes :

1^ B constitue les auréoles des grains de saUe;

^^ B figure exceptionnellement à l'état de quartz grenu, jouant le rôle de ciment; Tune des plages de quartz microscristallin renferme du carbonate de chaux déchiqueté 9 vestige du ciment primitif;

3^ Le quartz secondaire a donné naissance à des grains aussi volumineux que le quartz élastique. Des intervalles séparant plusieurs âéments sont aujourd'hui occupés par un seul grain de quartz secondaire. On peut^ rap-

porter en toute certitude à ce groupe des individus pétris d'inclusions calcaires et dans lesquels la calcite peut même l'emporter sur la silice. Il est probable qu une partie des quartz très limpides ont la même origine.

Il reste de nombreux vides, soit entre les éléments qui ont conservé leurs contours originels, soit entre des grains dont l'accroissement secondaire a été trop faible pour les combler.

Le « grès » de Proix est un quartzite-grès poreux. La structure caractéristique du quartzite est réalisée par un double processus : il y a nourrissage des grains anciens et genèse de grains nouveaux; bref le quartzite est composé de grains élastiques auréolés et d'éléments entièrement secondaires.

Les inclusions calcaires, retrouvées aussi bien dans le ciment de quartz grenu que dans les volumineux grains secondaires, sont autant de preuves de l'existence d'un ciment calcaire et de l'épigénie de ce calcaire par le quartz secondaire.

Qiiartzite-grès et grës-quartzite d'Estrée, près Arleux

( Pas-de-Calais ).

[ «Grès bisette» , de M. Gosselet.]

(Musée Lille, n' gSaS.)

(Planche VU, fig. i3.)

M. Gosselet l^) a appelé l'attention en 1898 sur un grès landénien recherché dans le Pas-de-Calais pour l'empierrement des routes; c'est une roche très dure, « d'aspect un peu cireux », à laquelle on a donné le nom de Bisette. Les collines des environs d'Arleux étaient couronnées par des grès d'où l'on a tiré une grande quantité de pavés et de pierres de construction que l'on taillait sur place. Le grès bisette est assez abondant dans les anciens débris d'exploi* tation; il était rejeté par les ouvriers qui ne pouvaient le tailler régulièrement.

M. Gosselet n'a observé le grès bisette que vers le soounet des collines. Quand il est en place, comme autour du dolmen de Hamel, il c constitue une petite couche de grès plus ou moins cassée et brisée dans une argde sableuse grise ». B serait, suivant le même auteur, t le produit d'une sorte de métamorphisme atmosphérique ». La transformation subie par la roche aurait

^*^ J. Gosselet, Excursion du 27 février 1898 au Hamel (Ann. Soc. géol. Nord, t. XXVÏI, p. i3, 1898).

GRÉS LANDÉNIENS. 17

beaucoup d'analogie avec cette du grès de Maiiemont étudié par M. Ch. Barrois et dont il sera bientôt question.

Caractères lithologiques. — La roche est de couleur gris foncé, sauf à la périphérie où la teinte passe brusquement au gris clair. A la loupe on discerne partout un ciment qui présente la couleur même du grès. L'aspect terne et amorphe du ciment fait ressortir les grains de quartz surtout dans les parties claires. La masse principale des échantillons, colorée en gris foncé, offre une cassure irrégulière, un peu satinée, qui tranche sans exception tous les minéraux; par places elle tend à devenir régidière, plane et franchement lustrée. La cassure du bord gris clair est semi-grenue; elle ne coupe qu'un petit nombre de minéraux. La séparation des deux types de grès est nette et les caractères de la cassure, en même temps que la coloration, changent brusque* ment de part et d'autre de la ligne de contact.

Etude micrographique. — Les éléments détritiques appartiennent presque tous au quartz; ce sont des grains très purs, angideux, ou de forme générale arrondie; plusieurs individus renferment de longues et fines aiguilles de rutile. Quelques cristaux fragmentaires de tourmaline, des grains de rutile et de zircon complètent la série des matériaux de transport.

Les organismes ne comptent aucun représentant.

L'étude minutieuse du dépôt révèle des différences de structure et de composition entre les deux parties de la roche. Je vais caractériser successivement le grès bisette t d'aspect cireux », et sa bordure gris pâle.

1® Grès bisette. — Les caractères morphologiques des grains de quartz qui le constituent sont sujets à de grandes variations :

A. A côté d'éléments à contours arrondis ou anguleux et franchement limités (a), on en rencontre qui sont munis d'une infinité de petits prolongements irréguliers, pénétrant dans le ciment dans toutes les directions {b,c). Ces grains dentelés ou étoiles à la périphérie sont en majorité.

B. D'autres éléments moins fréquents, et pourtant très nombreux, n'ont que des contours très vagues et passent insensiblement sur leurs bords au ciment; il est de toute impossibilité d'en tracer la limite, en raison de la fusion des contours avec la silice du ciment.

GRÈS DU TERTIAIRI PARISIBlf. 3

mrums» «atîokali.

C. Des grains élastiques sont profondément et capricieusement découpés. Il en est qui présentent des étranglements tels que la moindre agitation des eaux aurait dû les morceler, si les découpiu'es étaient originelles. L'étude de certains quartz déchiquetés prouve avec évidence que leur forme très découpée est secondaire et non originelle. Un des témoignages les plus décisifs à ce point de vue est fourni par des éléments qui se décomposent en plusieurs petits grains à contours irr^uliers, complètement isolés dans le ciment et tous pourvus de la même orientation optique. li en résulte que des quartz ont été rongés in situ, et que le phénomène de corrosion a parfois déterminé le morcellement des éléments.

Les deux premières manières d'être du quartz sont la conséquence d'un nourrissage très irrégulier qui a donné naissance à une couronne de quartz secondaire dont le bord interne est visible ou non.

Les minéraux du grès bisette sont presque contigus. fls sont agglutinés par un ciment, d'apparence plus ou moins sale en lumière blanche, et qui se résout en opale indifférenciée généralement dominante, accompagnée de quartz très finement grenu.

Les petits granules de quartz à peine perceptibles aux faibles grossissements gisent pêle-mêle au milieu de la trame d'opale; iïs sont susceptibles de se multiplier par places au point d'engendrer une mosaïque extrêmement fine.

2® Etude de la bordure gris pâle des grès bisettes. — La périphérie des échantillons teintée en gris pâle se distingue par trois caractères de la masse principale de la roche :

A. Les minéraux pourvus de leurs contours originels dominent de beaucoup. Les individus modifiés par accroissement secondaire ne différent en rien de ceux du grès bisette, sauf qu'ils sont en minorité.

B. Le ciment est plus développé, et l'emporte même sur les minéraux en quelques points.

G. U est essentiellement composé d'opale indifférenciée, additionnée de quartz microcristallin tout à fait accessoire. Le ciment est beaucoup moins cristallisé que dans le grès coloré en gris foncé. En lumière blanche, son aspect est d'autant plus sale que la silice amorphe est plus abondante.

GRÈS LANDÉNIENS. 19

Conclusions. — La roche participe de la nature du grès par ses âéments à contours non modifiés et de la structure du quartzite par 1 efibcement des contours dastiques chez de nombreux individus.

Les parties dures appelées bisettes par les carriers sont des qnartzites-grès à ciment d'opale et de quartz. Les parties gris clair rentrent dans la catégorie des grès-qimrizites à ciment d'opale très dominante et de quartz.

Les deux cassures observées correspondent à des structures et à des états d'agrégation bien distincts. La cassure est plane — et tranche tous les grains — lorsque les éléments de quartz font corps avec le ciment; entre les minéraux à contours dentelés et irréguliers -et le ciment, il y a une adhérence très prononcée qui donne au dépôt une cohérence exceptionnelle. La cassure est semi-grenue, et ne traverse que la minorité des grains, quand la plupart des minéraux ont conservé leur forme élastique.

Quant aux différences de coloration, elles s'expliquent en partie par d'importantes différences dans la composition et la proportion du ciment suivant les points.

La non-juxtaposition des minéraux implique l'existence d'un ciment primordial qui n'est certainement pas le ciment actuel.

Grès-qiiartzite et quartzite-grès de Lignereuil (Pas-de-Calais).

(Musée Lille, n' S. 7867.) Cette roche fait partie, comme la précédente, de k série des grès bisettes.

Caractères lithologiqaes. — Les échantillons comprennent deux parties, caractérisées par des structures notablement différentes et passant graduellement de l'une à l'autre.

Le grès est lustré à la périphérie et terne au centre. Le grès lustré est teinté en gris très foncé, doué d'un éclat gras très marqué et d'aspect satiné; à la loupe, on discerne difficilement un ciment, et toute la masse semble cristalline. Les parties non lustrées sont d'un gris clair très mat; elles sont parsemées de petits points miroitant en tous sens; à la loupe on distingue de petites sections de quartz gras, isolées dans un ciment gris clair. La délimitation des deux types de grès est très irrégulière.

Étude micrographique. — i"* Grés non lustré. — ^^Les minéraux sont repré-

sentes par des éléments de quartz de dimensions très variées, auxquels s'ajoutent quelques tourmalines et du zircon en grains arrondis ou brisés.

Les matériaux les plus volumineux sont arrondis; tous les autres, c est-à-dire la grande majorité, ont une forme anguleuse, parfois même très découpée. Les contours des éléments sont nettement arrêtés et donnent l'impression de corps tout à fait indépendants du ciment, un certain nombre de grains se signalent par des bords un peu dentelés avec des limites indécises. Il y aura lieu de revenir sur cette particularité en étudiant les grès lustrés. L'accroissement secondaire n'est visible que chez un très petit nombre d'individus.

Les minéraux sont juxtaposés ou non; 41 est nécessaire de faire intervenir un ciment primordial, en raison des nombreuses plages constituées par des éléments séparés.

Le ciment actuel est du quartz très finement grenu. Le caractère détritique de la plupart des grains de quartz , ainsi que la nature du ciment, permettent de ranger les grès non lustrés dans la catégorie des grès qaartzeax. Mais il convient de tenir compte de la présence des éléments à contours dentelés qui ont perdu toute apparence élastique. La roche est un grès-quartzite à ciment de quartz.

Q^ Grés lustbjé. — Les minéraux sont identiques à ceux des parties non lustrées; ils figurent avec la même abondance et laissent la même place au ciment. Les caractères de composition et de structure de la gangue sont rigoureusement ceux des grès non lustrés.

L'unique particularité qui distingue les deux roches est relative aux contours des minéraux et à leurs rapports avec le ciment. Les parties non lustrées montrent, de distance en distance, conmie je l'ai noté plus haut, des grains irréguliers à bords dentelés. Ce groupe d'éléments devient prépondérant dans le grès lustré et lui communique toutes les propriétés qui en font une roche à part.

A. On rencontre partout dans les sections des grains de forme générale très irrégulière, dont le pourtour est finement dentelé ou frangé. Le ciment de quartz microcristdlin pénètre dans toutes les découpures de la surface; il en résulte une attache intime entre la gangue siliceuse et la plupart des minéraux qui y sont plongés.

B. De plus on observe dans maints individus une bordure nuageuse qui se

GRÈS LAISDÉNIENS. 21

traduit en lumière polarisée par un passage insensible des éléments au ({uartz du ciment. Tel grain s'avance profondément dans le ciment par des prolongements sans limites tranchées, H y a littéralement soudure entre le minéral et la silice du ciment.

Ci. Un autre phénomène concourt également à assurer l'adhérence des grains de quartz et de la gangue, bien qu'il soit réalisé à très petite échelle. Il y a dans cette roche des exemples très nets de corrosion des grains élastiques, de véritable résorption de la silice , consécutive de la consolidation du dépôt. La genèse de petits golfes, d'anfractuosi tés irrégulières envahies par le ciment quartzeux, rend plus solide encore le lien entre le ciment et les minéraux qu'il englobe.

n s'établit par les différents processus analysés une solidarité étroite entre les grains de quartz et le ciment. La structure observée rend les minéraux et le ciment absolument inséparables. C'est le point de départ de l'apparence lustrée du grès de Lignereuil et de la couleur spéciale des parties lustrées, ainsi que je le montrerai dans le chapitre des conclusions.

La majorité des minéraux ayant perdu leurs contours élastiques, le grès lustré doit être rangé dans les quartzites-grès à ciment de quartz.

«Orès» de.Marlemont (Ardeatmas).

(Musée Lille.)

Le c grès » de Mariemont fait partie du Landénien des Ardennes, caractérisé par des blocs épars à la surface des terrains jurassiques et crétacés. Ces blocs sont généralement isolés, non roulés, simplement arrondis et émoussés sur les bords; quelques-uns ont conservé les surfaces mamelonnées si caractéristiques des grès landéniens. Bs sont percés de trous profonds et arrondis que l'on a considérés comme des trous de Pholades. « En les brisant on reconnaît que beaucoup d'entre eux présentent à leur intérieur des traces d'impressions irrégulières, dichotomes, qui rappellent des impressions de racines. »

En les suivant pas à pas, M. Barrois (^) a reconnu leur dissémination régulière et uniforme sous forme de blocs, et leur continuité primitive avec des couches tertiaires conservées vers l'intérieur du Bassin de Paris.

^' Ch. Barbois, Sur Téteodae da système tertiaire inférieur dans les Ardennes et sur les argiles à silex [Ann. Soc. G. Nori)^ t. VI, p. 370. 1878-1879].

Tandis que les blocs de la région tertiaire sont des grès véritables à ciment siliceux et ferrugineux, ceux que Ton rencontre dispersés dans la région de Marlemont ont le caractère de quartzites. M. Barrois a montré que ces quartzites sont issus de grès, transformés sous des influences extérieures, et que la métamorphose s'est faite graduellement de la surface vers le centre. Il a reconnu des blocs qui sont encore à l'élat de grès à l'intérieur et dont la périphérie est en quartzite. Le durcissement et le passage au quartzite s'observent également à l'intérieur, le long des creux laissés par les racines. Maiiemont est la localité la plus occidentale où l'on trouve des blocs de quartzite tertiaire. M. Barrois y a signalé des échantillons de grès couverts d'un revêtement de quartzite réduit à une épaisseur de o m. 02. A mesure qu'on s'éloigne de Maiiemont vers l'Est, on reconnaît que les blocs tertiaires sont de plus en plus modifiés, la couche de quartzite atteint souvent o m. 20 ; puis des blocs entiers sont transformés en quartzite. La métamorphose , d'abord superficielle, devient donc de plus en plus profonde, à mesure qu'on s'avance vers l'Est et que les blocs ont été exposés plus longtemps à l'action des agents atmosphériques.

J'ai étudié des préparations de deux échantillons de Mariemont. J'ignore en quels points des blocs ils ont été prélevés. Ds présentent d'importantes différences de structure conformes aux déterminations de M. Barrois.