EXPÉRIENCES RELATIVES AUX DISLOCATIONS

supportent, de leur état calorifique, de l'eau qu'elles contiennent et des éléments argileux qui s'y trouvent en plus ou moins grande proportion? Ou bien faut-il admettre, comme H. Gûmbel a cherché à le prouver par des observations microscopiques (1 ), que l'écrasement réduit les roches dures, sans les ramollir, en une infinité de menus fragments, qui deviennent aptes à glisser les uns sur les autres ? En ce qui concerne le phénomène des plissements, la chose n'offre qu'un intérêt secondaire, le résultat, quel qu'en soit le mécanisme, étant indéniable. Causes de la variété des plis. — Quant aux nombreuses variétés dont les plis sont susceptibles, M. Daubrée a montré comment elles peuvent dépendre de l'épaisseur des couches, du poids qu'elles supportent et de la manière dont on fait agir la pression. Ainsi une lame flexible d'épaisseur uniforme, suivant

Fig. 600. — Effets de la compression latérale sur une lame flexible d'épaisseur uniforme

(d'après M. Daubrée).

I, II, III, effets successifs de la compression sur la lame uniformément chargée ; IV, V, effets successifs

de la compression sur la lame plus chargée en A qu'en B.

qu'elle est également ou inégalement chargée en tous ses points, prend les formes représentées dans la figure 600, tandis que la figure 601 fait connaître les plis que détermine la compression latérale d'une lame amincie, soit au

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Fig. 601. — Effets de la compression latérale sur une lame flexible d'épaisseur inégale (d'après M. Daubrée).

I, II, III, compression d'une lame amincie à une extrémité ; IV, V, compression d'une lame amincie

en son milieu.

centre, soit à l'une de ses extrémités. Comme d'ailleurs rien n'est plus variable que l'épaisseur des couches sédimentaires ou le poids qu'elles ont à supporter en chaque point, on conçoit sans peine qu'un même massif montagneux puisse offrir tous les modes de plissement représentés par la figure 583 (2).

Origine de l'effort naturel de compression. — Remarquons maintenant que, dans les expériences de M. Daubrée, la compression latérale a été exercée directement, tandis que, dans celles de M. Alph. Favre, elle résultait du retrait d'une bande élastique, supportant les couches flexibles. On aurait obtenu le même effet par la chute d'un paquet de matières plastiques dans une cassure dont les parois eussent été en se rapprochant dans la profondeur. C'est ainsi que, sur le flanc des collines qui entourent Paris, les glaises jaunes et vertes, en s'effondrant dans les cavités produites par l'écroulement des anciennes plâtrières, affectent des contournements en tout comparables à ceux qu'on observe dans les montagnes.

(1) Geognost. Mittheilungen aus den Alpen, VU, in Ernest Favre, Revue géol. suisse, XI, p. 54.

(2) V. antè% p. 1197.

DISLOCATIONS DU GLOBE

En résumé, la compression latérale est celle des résultantes de Veffort orogénique qui produit les effets de plissement; mais l'effort total est plus complexe et nous ne saurions nous associer à l'exclusivisme dé ceux qui veulent voir, dans cette compression, la force primordiale et unique à l'œuvre dans le phénomène des montagnes. Sans doute, c'est bien une action horizontale de refoulement qui donne naissance au rempli ; mais les cassures dont la formation de ce dernier est forcément accompagnée et le jeu mutuel des voussoirs limités par ces cassures nous paraissent être des causes beaucoup plus immédiates des contournements, toujours localisés, qu'on observe dans les massifs montagneux. N'est-ce point ce qui se passe dans les Alpes, où les plissements, rares dans les grandes zones de terrain primitif, abondent au contraire partout où un paquet de couches sédimentaires s'est trouvé pincé entre deux failles ou dans un repli des schiste cristallins? De cette manière, les cassures deviennent la partie essentielle du phénomène orogénique, et là encore nous ne pouvons que nous rallier à la formule énoncée par Élie de Beaumont lorsqu'il écrivait : « Les fractures opérées dans la croûte extérieure du globe ont déterminé l'élévation et le redressement des couches dont cette croûte se compose, et les arêtes de ces couches brisées et redressées sont devenues les crêtes de ces aspérités de la surface du globe qu'on nomme chaînes de montagnes (1). »

Diminution du rayon du globe. — L'écorce terrestre ne peut pas se rider sans que le rayon moyen du globe diminue. M. Heim a cherché â évaluer approximativement cette diminution (2). Ses observations sur les plissements des Alpes le conduisent à admettre que le massif a perdu au plus 420 kilomètres de sa largeur par l'effet du refoulement. 11 en résulterait, de ce chef, pour la circonférence terrestre, une diminution de 0,002998. En admettant que l'ensemble des montagnes situées sur le méridien moyen des Alpes représente environ detn fois la valeur de ces dernières, la perte totale serait de 0,009, ce qui diminuerait le rayon terrestre dans la même proportion, en lui faisant perdre â peu pi^ 57 kilomètres.

Mais on peut penser que ce nombre est un maximum ; en effet, lorsque 1* plissements résultent de la chute d'un paquet de couches stratifiées entre le> deux lèvres d'une cassure (et nous croyons que ce cas s'est très fréquemment produit), il ne serait nullement légitime de restituer à V ensemble de Vécorce h perte par contraction que ce paquet peut avoir éprouvée. Car il représente la concentration, sur un espace restreint, d'assises appelées, peut-on dire, de droite et de gauche par l'effondrement, après avoir glissé sur un substratum moim flexible, lequel a pu demeurer en place sans éprouver de réduction notable.

Métamorphisme mécanique. — L'action orogénique ne se borne pas â produire des effets mécaniques. Elle est aussi une cause puissante et longtemps méconnue de métamorphisme. On connaît l'expérience classique de James Hall

(1) Notice sur les systèmes de montagnes, p. H.

(2) Heim, Mechanismus der Gebirgsbildung \ II, p. 214.

MÉTAMORPHISME MÉGANIQUE. 1237

qui, ayant mis, dans un tube solidement bouché, de l'eau et de la craie, obtint, après l'application d'une chaleur intense, un morceau de marbre, c'est-à-dire de calcite cristallisée. Les trois facteurs à l'œuvre dans cette expérience étaient la chaleur, l'eau et la pression. Or aucun d'eux ne fait défaut lors des mouvements orogéniques. Les couches y supportent des pressions considérables ; l'eau imprègne leur masse à toutes les profondeurs et, quand se produisent les débâcles, le glissement mutuel des couches ou des particules les unes sur les autres ne saurait manquer d'engendrer une chaleur intense. Divers auteurs ont supposé que cette chaleur pouvait s'élever jusqu'au point de fusion des roches. Il nous suffit de constater qu'emprisonnée au sein d'une masse d'où elle ne peut facilement s'échapper, elle est dans les conditions voulues pour réaliser sur une immense échelle l'expérience de Hall. Nous devons donc nous attendre à ce que les couches comprimées soient, non seulement rendues schisteuses par la pression, mais encore intimement transformées par un métamorphisme mécanique, dont l'effet le plus saillant doit être de leur imprimer une texture cristalline.

État cristallin des roches disloquées. — Rien n'est plus facile à vérifier que cette induction et, quand on aborde un pays de montagnes, quand, par exemple, partant des plaines oolithiques du bassin de Paris, on se dirige par la Côte-d'Or vers le Jura, on est frappé de voir les mêmes assises changer peu à peu de caractères et des calcaires primitivement amorphes revêtir un état cristallin d'autant plus prononcé que les strates sont plus disloquées. De même, des grès micacés se changent en psammites, des argiles deviennent des schistes, parfois même des ardoises et il est, dans les Alpes, tel sédiment tertiaire dont la transformation est assez complète pour lui donner toutes les apparences extérieures d'une assise paléozoïque. A la différence du métamorphisme d'influence causé par les roches éruptives et toujours limité à leur voisinage immédiat, ce métamorphisme mécanique embrasse toute la région où les mouvements du sol se sont fait sentir et mérite bien, par conséquent, l'épithète parfois employée de métamorphisme régional.

Nulle part mieux que dans les Alpes ce mode de transformation des roches ne peut être étudié, car il n'existe aucun épanchement éruptif à l'influence duquel il soit loisible de l'attribuer et les roches granitiques ou cristallines qui apparaissent dans les grands massifs étaient depuis longtemps consolidées et inertes quand elles reçurent la couverture de sédiments houillers, triasiques, jurassiques et tertiaires, qu'elles devaient un jour percer.

Par contre, dans les régions où, comme en Russie, l'écorce terrestre a été stable de tout temps, c'est en vain que les siècles ont passé sur les couches paléozoïques ; elles ont gardé leur constitution originelle et aucun élément cristallin ne s'y est développé ; preuve évidente qu'il n'y a pas de métamorphisme normal, comme on l'a souvent admis, mais que la transformation des sédiments en couches cristallines réclame toujours des influences spéciales, dont la plus puissante est sans contredit le phénomène orogénique.

DISLOCATIONS DU GLOBE

En décrivant le massif des Alpes suisses, nous avons parlé des coins si curieux de calcaire jurassique intercalés au milieu du gneiss de la Jungfrau (Gg. 592) et de quelques autres montagnes. Il est aujourd'hui hors de doute que ces coins représentent des plis extrêmement aigus, où les calcaires ont dû être soumis à une pression excessive. Or justement, à la pointe des coins, le calcaire est transformé en marbre et, dans le voisinage, le gneiss a acquis une cristallinité particulière qui, en faisant disparaître sa schistosité, lui a donné une apparence granitoïde.

Des faits analogues s'observent dans des régions très diverses. D'après le P. Renard (1), les roches grenatifères et amphiboliques de la région de Bastogne, qui appartiennent au taunusien (dévonien inférieur), sont des sédiments d'origine élastique, dont le métamorphisme ne peut être attribué qu'aux actions mécaniques par lesquelles ces roches ont été redressées et disloquées. De même, en Ecosse, aux environs d'Ullapole, on peut suivre d'une manière continue li transformation que subissent des couches de grès, à mesure qu'elles perdent li régularité de leur stratification; les grès deviennent d'abord des phyllades quartzeux ; puis, leur allure étant plus tourmentée, ils passent à l'état de micaschistes et se chargent de silicates, parmi lesquels le grenat pyrope abonde (2).

M. Reusch a également reconnu, à Osoren en Norvège, des empreintes de trilobites dans des micaschistes à muscovite qui dérivent de schistes argileux redressés verticalement. Dans tous ces différents cas, il n'existe pas de roches énfptives auxquelles le métamorphisme puisse être imputé, tandis que la chaleur développée par la compression résultant des dislocations suffît à expliquer les modifications observées. Parmi ces modifications, il convient de signaler, soit dans les schisfes, soit dans les calcaires, devenus saccharoïdes, la présence du graphite, résultat de la transformation des matières charbonneuses qui, dans l'origine, formaient le pigment de la roche.

(1) Bull, du Muser royal d'hlst. nat. de Belgique, I (1882).

(2) A. Geikie in Renard, loc. cit.

DEUXIÈME SECTION

THÉORIES «ÉOGÉNIQUES