CHAPITRE III

DES TERRAINS SECONDAIRES

Caractères § 253. Nous voici parvenus à un nouvel ordre

généraux. ,

de choses : ce ne seront plus ces roches composées de minéraux et d’élémenls si différents , lesquels en se combinant diversement suivant les lois de l’affinité , selon le degré d’agitation du dissolvant, et les diverses circonstances locales, produisaient des corps très-variés. Ici , nous aurons plus d’uniformité , ce seront des masses assez simples déposées les unes sur les autres en forme de sédiments d’une étendue considérable. Les superpositions seront évidentes , les âges relatifs seront incontestables , et les systèmes des couches formant un même tout, c’est-à-dire les formations seront plus aisées à saisir et à déterminer.

Des assises de pierre calcaire , alternant avec des assises composées de débris de roches primi-

iives , formeront la masse entière des terrains secondaires.

Au calcaire proprement dit se joindra quelquefois le sulfate de chaux ou gypse : les débris des anciennes roches seront des brèches , des poudingues , des grès , des sables , des argiles et des marnes. Ces diverses matières, par les différences qu’elles nous présen teront dans leurs assemblages, dans les substances quilesaccompagnent ou qu’elles renferment, nous mettront à même de déterminer les différences d’époque ou de formation.

Les nombreux vestiges d’animaux et de végétaux qui se trouvent dans les terrains secondaires, nous donneront une grande facilité pour effectuer ces déterminations ; les diverses formations ayant toujours quelque fossile qui leur est propre et qui met en état de les reconnaître , même lorsque se trouvant isolées , on ne peut plus conclure d’après les rapports de gissement.

Malgré ces ressources , nous n’aurons encore ici que de premiers essais à faire connaître : la science est au berceau , la conchyologie n’a pas fourni encore les moyens de détermination nécessaires, et peu de terrains ont été observés en détail. l)e plus, si, dans l’époque secondaire , on a plus de facilité à constater lessuperpositions , d’un autre côté , les circonstances locales ont exercé une bien plus grande influence , et amené des changements particuliers à certains lieux ; elles y

Terrains secondaires.

Résultats principaux de l’observation.

ont même produit des formations purement spéciales.

§ 254. Exposons les résultats les plus généraux de nos observations. Les terrains secondaires, qui ont été le plus étudiés , sont ceux du centre de l’Allemagne , de l’Angleterre et du nord de la France.

Dans la partie centrale de l’Allemagne , dans la Thuringe , le Mansfeld , etc. , un grand nombre d’exploitations de houille, de cuivre et de sel ont mis à même de reconnaître le sol de ces contrées. Déjà , vers le milieu du dernier siècle , Lehmann avait publié une description de ces couches : les minéralogistesde diverses opinions, MM. Werner, Voigt, Heim, Hoff, Freiesleben, etc., ont revu et discuté leur ordre de superposition ; et cette partie de l’Europe, peut-être la mieux connue , fournit aujourd’hui le type auquel les géologistes cherchent à rapporter les diverses formations de même époque qu’ils observent en d’autres pays. Nous ferons connaître , par la suite, avec quelque détail ces terrains , termes de comparaison , et nous nous bornerons à dire ici qu’ils présentent quatre grandes assises ou formations : ]a première, celle qui repose immédiatement sur le terrain primitif ou intermédiaire , est principalement composée de grès, et porte le nom de grès rouge ; nous l’appellerons grès houiller , le terrain à houille en faisant partie : la seconde , qui comprend le plus an-

cien des calcaires secondaires , se divise en deux assises partielles : la troisième est un grès plus nouveau , appelé grès bigarré ou grès avec argile; et la dernière est un calcaire renfermant beaucoup de coquilles, et nommé , en conséquence, calcaire coquillier. M. de Humboldt, mu par l’analogie que l’assise inférieure de la seconde formation a avec la roche faisant la majeure partie de la bande calcaire qui borde les Alpes au nord, lui a donné le nom de calcaire alpin ; par une raison analogue , il a nommé calcaire du Jura l’assise supérieure : ces dénominations, introduites depuis plus de vingt ans , sont aujourd’hui généralement adoptées.

Ce que les minéralogistes les plus distingués ont fait dans une petite partie de l’Allemagne , en un demi-siècle , un seul homme (M. William Smith , ingénieur des mines) l’a entrepris et effectué pour toute l’Angleterre ; et son travail , aussi beau par son résultat , qu'il est étonnant par son étendue, a fait conclure que Y Angleterre est régulièrement divisée en couches , que l 'ordre de leur superposition nest jamais interverti; et que ce sont exactement des fossiles semblables qu on trouve dans toutes les parties de la même couche et à de grandes distances. Voici cet ordre tel qu’il est donné par M. Smith lui-même. Sur le terrain primitif qui forme la partie occidentale de l’Angleterre , on a un grès rouge ou brun , qui paraît

â54 TERRAINS SECONDAIRES,

être un traumate ( grauwacke ) , et au- dessus duquel se trouve le calcaire encrinitique ( encrinal Umestone , ou mountain lime stone) que nous avons placé dans les terrains intermédiaires : on a ensuite , et successivement , en s’avançant vers l’est, une succession de grandes assises qui plongent vers cette partie de l’horizon , et qui sont :

i° Terrain houiller ;

2° Calcaire magnésien jaunâtre ;

3° Marne et grès rouge , gypse , sel gemme ;

4° Calcaire argilo-bitumineux ( lias ) contenant beaucoup d’ammonites;

5° Marne bleue avec bélemnites , gyphytes ;

6° Calcaire oolilique ;

7° Calcaire compacte avec de l’argile schisteuse;

8° Calcaire blanc et sablonneux , mince assise;

9° Argile schisteuse d’un bleu foncé , calcarifère et bitumineuse ;

io° Sable ferrugineux , contenant des masses calcaires, de la terre àfoulon, de l’argile;

ii° Calcaire avec débris de madrépores et pisolites ;

i2° Marne bleuâtre ;

i3° Sable vert et souvent grès chlorité à ciment calcaire ;

1 4° Craie ;

i5° Sable ;

i6° Argile plastique ;

170 Argile bleuâtre de Londres.

T'oyez l’ordre de ces diverses formations et la hauteur qu elles atteignent, dans la coupe transversale de l’Angleterre, depuis leMont-Snowdon, dans le pays de Galles, jusqu’à Londres. (Planche II, fig. i"\)

Tout en payant au travail de M. Smith le tribut d’admiration qui lui est dû , il me sera permis de désirer que des observations ultérieures en confirment l’exactitude , et déjà, sur plusieurs points, les travaux des minéralogistes anglais l’ont confirmée.

M. de Humboldt compare ces formations à celles du continent ainsi qu’il suit :

« La position de nos houilles entre les formations intermé- » diaires et le grès rouge, la position du sel gemme qui se » trouve sur le continent dans le calcaire alpin , la position de » nos oolites dans le calcaire du Jura ou dans le grès de se- » coude formation, peuvent guider le gèologiste dans le rap- » prochement des formations. Je trouve, en Angleterre , les ” °U1 eS ’ av6C leurs 8rès> sur le calcaire de transition du

Derbyshire, qui renferme les toadstone, comme nos grès r°,,ges ( grès de première formation ) renferment les amphiboles amygdaloïdes (mandehteui). Je reconnais dans le magnes, an limestone, le red mari salifère et le lias, les deux formations réunies du calcaire alpin avec le sel gemme et du calcaire du Jura ; dans les oolites d’Angleterre , je crois voir le grès à oolites ( grès de seconde formation ) de la mringe. Au reste , dans les deux contrées , ce ne sont pas entièrement les mêmes formations, ce sont des équivalents,

O est-a-d,re des formations parallèles qui se représentent les unes les autres. »

256 terrains secondaires.

Les terrains secondaires du nord de la France, ont été , dans ces dernières années , l’objet des études de MM. Cuvier , Brongniart et Omalius d’Halloy ; d’après ces savants , on y trouve , au-

dessus du terrain houiller :

i© Un calcaire , que M. Omalius appelle ancien calcaire horizontal , qui a quelques caractères du calcaire alpin , et peut-être plus de rapports encore avec les couches supérieures du calcaire du Jura ;

20 Une argileuse marneuse etchloritée , contenant un calcaire dur, jaunâtre, des huîtres et sur-tout beaucoup de madrépores;

3° La craie ;

40 Le calcaire grossier ou à cérites ;

5° Le gypse , avec ses marnes (formation d’eau

sortes de douce ) *,

«ondaires* 6“ Des marnes marines , sables et grès ;

70 Un terrain calcaire d’eau douce.

Les quatre dernières formations appartiennent aux terrains tertiaires dont nous traiterons dans le chapitre suivant.

§ a55. En suivant ici la marche que nous avons

tenue pour les terrains primitifs, nous distinguerons autant de sortes de terrains que nous aurons de roches , couvrant des espaces d’une grande étendue ; d’après cela , nous n’aurons , strictement parlant, que deux grands terrains, savoir, le grès et le calcaire.

Le premier se divisera en trois formations principales :

i° Le grès ancien , ou grès houiller ;

20 Le grès mitoyen , ou grès avec argile ;

3° Le grès nouveau , ou grès quartzeux .

Le calcaire , de son côté , nous présentera les trois formations suivantes :

i° Le calcaire ancien , placé entre les deux premiers grès : a ) Calcaire alpin ; b ) Calcaire du Jura j

20 Le calcaire coquillier, placé entre les deux derniers grès;

3° La craie.

Le gypse pourrait être placé à la rigueur dans les formations que nous venons d’indiquer cependant , comme c’est une substance particulière, qu’elle nous intéresse spécialement à cause du sel qu’elle renferme , nous en ferons l’objet d’un article particulier.

§ 256. Avant d’entrer dans les détails qui concernent ces diverses formations , jetons un coupd œil sur les rapports qui lient les terrains secondaires a ceux dont nous avons déjà parlé. Considérons chacune de nos deux grandes parties constituantes, le grès et le calcaire.

Le grès tient, par une continuité non -interrompue , à la grauwacke; c’est la même substance sous tous les rapports; seulement celle qui alterne avec le phyllade est regardée comme étant dans le terrain intermédiaire. Le grès houiller tient encore , par enlacement , à d’autres roches qui s’étendent jusque dans les terrains primitifs ;

Rapports avec les terrains intermédiaires.

nous avons vu , au Thüringerwald , le porphyre euritique et aphanitique passer au granité , de la manière la plus positive : d’une autre part, ce porphyre s’avance dans le terrain de grès, s’entremêle avec ses couches , tantôt il les recouvre, et tantôt il en est recouvert : de sorte qu’on ne sait plus où placer les limites entre les deux terrains et entre les époques de leur formation ; MM. Heim , Hoff et Freiesleben , historiens de ces contrées , insistent sur ce fait : et nous verrons bientôt de grandes masses de porphyre se reproduire dans les derniers moments de la formation houillère.

Le calcaire secondaire nous présente également une continuité parfaite avec celui des terrains intermédiaires. Dans les Alpes , après que le calcaire a cessé d’alterner avec le phyllade , et qu’il est ainsi entré dans les terrains secondaires, il présente encore , pendant quelque tems, le même grain , la même couleur , tous les mêmes caractères, et peut-être les mêmes fossiles : la continuité est telle que M. de Charpentier , et les derniers géologues qui ont observé la grande bande calcaire qui constitue la partie septentrionale de la Suisse , des Grisons , etc., la placent en entier dans les terrains intermédiaires , tandis que jusqu’à ce moment on l’avait partagée en bandes particulières , dont les plus anciennes seulement étaient comptées parmi ces terrains ; les suivantes formaient le calcaire alpin , et les der-

terrains secondaires.

nières étaient même regardées comme appartenant au calcaire du Jura : le minéralogiste qui a le plus étudié et qui connaît le mieux cette bande, M. Escher, n’a pu reconnaître aucune limite entre ses parties. L'enlacement du calcaire intermédiaire avec le terrain houiller est encore incontestable : en quittant la contrée de Newcastle, qui présente ce terrain dans toute sa pureté , et en s’avançant vers le Derbyshire, on voit d’abord quelques couches de calcaire encrinitique(moz/A2' tainlimestonè) se placer entre les couches de grès; ensuite elles augmentent en nombre , et on finit par être dans un terrain où ce calcaire domine. MM. Weaver et Thomson, conduits par cet enchaînement incontestable, portent ce terrain dans la classe secondaire , tandis que Werner , M. de Humboldt, etc. , le placent avec les formations intermédiaires ; j’ai suivi leur exemple , et je serais fort enclin à y mettre encore tout le terrain houiller.

En voyant l’extension que l’on donne aujourd’hui aux terrains intermédiaires ; d’un côté , en remontant vers l’époque primitive , et de l’autre , en descendant dans les terrains secondaires , on peut en tirer une conséquence bien positive ; c’est que dans la succession des formations minérales , il y a un tel enchaînement et un tel rapport , que lorsqu’on part d'un point on ne sait plus où s’arrêter , soit en remontant , soit en descendant dans la suite des âges : on ne trouve de limite précise en aucun point ; et, entraîné involontairement par les rapports les plus frappants, on regarde comme ne faisant qu’un seul tout,

ll •

terrains secondaires.

Définition et division des grès.

et on réunit à ia même formation, des masses qui, prises isolément et à de grandes distances, sont encore très-distinctes-

ARTICLE PREMIER

GRÈS (Terrains de)

S axa aggregata. Lapides arenacei (la plupart des). Wall.

Sandstein ou Sandsteingebirge des Allemands.

Sandstone des Anglais.

Grès de Saussure et des minéralogistes français.

Psamites de M. Brongniart.

§ 257. D’après ce qui a été dit(§ 101 ), les gi'è s sont des roches formées de grains ou fragments provenant de la destruction de roches préexistantes , lesquels ont été transportés par un agent mécanique dans le lieu où ils sont maintenant , et où ils ont été agglutinés par un ciment de nature différente , et qui est ainsi de jormation postérieure. De sorte que tous les grès sont des roches à structure fragmentaire ( ou à structure arénacée , selon l’expression de M. le professeur Brochant ).

lisse divisent en grès proprement dits, ce sont ceux où la grosseur des grains n’excède pas celle d’une noisette ; en poudingues , dans lesquels les fragments dépassent cette grosseur, mais sont arrondis ; et en brèches , lorsqu’ils sont anguleux. Cetle distinction dans la forme des fragments est importante en géognosie : elle est en rapport avec les circonstances de la formation; ainsi, lorsque ces parties sont arrondies , on en conclut que la

GRÈS

roche qui les a produites était brisée depuis longtems , et que ses fragments avaient été long-tems roulés ou exposés à Faction délétère des éléments, avant la formation du grès.

^L’acception que nous attachons ici à ces diverses dénominations , est celle que leur ont donuée presque tous les minéralogistes français, et en particulier Saussure (Sauss., § 196 : il regardait seulement les brèches comme plus spécialement composées de fragments calcaires ). 11 peut se présenter quelques cas embarrassants dans l’application , et il est impossible de prévenir cet embarras , mais l’on s’entend en principe; et d’après cela , je ne sens pas l’avantage de la réforme proposée par M. Brongniart , qui donne le nom de psamite au grès proprement dit , tel que nous venons de le définir , et qui réserve le nom de grès à des minéraux simples , qui ne sont vraisemblablement que des quartz granuleux.

En considérant les grès en eux-mêmes ,. nous pouvons les diviser en siliceux , argileux , marneux ou calcaires , selon que le silice , l’argile , la marne , ou le calcaire dominent dans la pâte qui réunit les grains : ceux-ci sont presque toujours quartzeux dans les grès et dans les poudingues : nous en avons indiqué la cause; le quartz, exposé aux effets du tems et des agents qui exercent une action à la surface du globe , se brise et produit des grains , tandis que les autres minéraux se réduisent en terre.

Dans le grès siliceux, la pâte est habituellement un silex corné ; quelquefois , cependant , elle prend un aspect un peu vitreux, et forme un quarts

ordinairement grenu , quelquefois cependant com pacte. Ce grèsse trouve principalement dans les terrains calcaires, etnotammentdans ceux de dernière formation. Saussure en a observé un dans les montagnes calcaires des environs de Nice , qui consistait en grains de médiocre grosseur, agglutinés par un ciment quartzeux , présentant des fentes dont les parois étaient tapissées de petits cristaux de roche ; preuve incontestable qu’il était le résultat d’une formation chimique.

Le grès argileux , ou plutôt le grès marneux est le plus commun. Souvent le ciment , qui est en petite quantité, est assez dur pour que la roche ait de la consistance et qu’elle puisse être employée comme pierre de taille. Quelquefois ce grès est imprégné d’un suc ferrugineux qui lui donne une dureté considérable. D’autres fois, au contraire, il est très-tendre et presque mou , de là le nom de mollasse qui lui est donné dans plusieurs lieux.

Nous verrons , dans la suite de cet article , divers exemples de ces différentes sortes de grès.

Cette roche s’est produite à toutes les époques dans les terrains secondaires , aussi y a - t - il peu de ces terrains d’une grande étendue , qui n’en renferment quelques couches. Mais, en nous arrêtant seulement aux grès qui présentent un volume très - considérable , nous aurons à distinguer les trois formations principales que

nous avons indiquées. Nous allons considérer ce que chacune d'elles présente de particulier, dans les trois sections de cet article.