MATÉRIAUX DES FORMATIONS D'ORIGINE EXTERNE

Bien que les roches dont se composent les formations d'origine externe ne contiennent pas d'autres substances minérales que celles dont il a été question dans la première section du livre précédent et que la description de leurs très nombreuses variétés puisse naturellement trouver sa place avec celle de chaque terrain sédimentaire, il convient cependant d'indiquer la signification de certains termes destinés dans la suite à un fréquent usage. C'est ce que nous allons faire, en nous bornant aux types génériques.

Rappelons tout d'abord que dans les formations d'origine externe on peut rencontrer trois sortes de dépôts : les dépôts détritiques ou fragmentaires, les dépôts chimiqueB et les dépôts organiques,

§1 dépAts détritiques

Caractère des dépôt» détrltlqoea. — Les dépôts détritiques, qu'on appelle aussi élastiques, résultent de la destruction par les vagues de la mer, l'eau des rivières ou les agents atmosphériques, de roches préexistantes, dont les éléments, réduits en fragments plus ou moins fins, sont allés se stratifier, sous Taction de la pesanteur, au fond de l'océan, des lacs ou des estuaires. A l'exception de quelques dépôts qui s'opèrent, comme les deltas torrentiels, au milieu d'une eau animée d'une assez grande vitesse et qui, par suite, peuvent

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donner naissance à des couches sensiblement inclinées, la plupart des formations détritiques, se faisant, sous l'influence de la gravité, dans une eau tranquille^ se disposent en couches horizontales.

Ces dépôts peuvent se partager en deux grandes classes, suivant que les matériaux qui les constituent sont arénacés ou argileux. Les dépôts arénacés ont toujours un grain discernable, tandis que les dépôts argileux résultent de Fagglulination d'éléments qui ont été longtemps en suspension à l'état de vase plus ou moins impalpable. Cette. dernière condition étant facilement réalisée par les silicates alumineux et les calcaires, tandis qu'il y a généralement une limite à la division en fragments du quartz ou du silex, les roches arénacées sont le plus souvent siliceuses. Elles correspondent, dans les formations marines, à des dépôts opérés près d'un rivage, au lieu que les roches argileuses ou vaseuses ont dû se former à une distance de la côte telle que Tagitation des vagues ne s'y faisait plus sentir.

Bien entendu il n'y a pas, entre ces deux catégories, de limites tranchées et beaucoup de dépôts ont un caractère mixte, étant constitués par des éléments arénacés que réunit un ciment argileux.

Dépôts arénacés : t^ Dépôts menbles. — Parmi les dépôts arénacés, il y a lieu de distinguer les formations meubles et celles qui ont été ultérieurement agglutinées par un ciment.

Les dépôts meubles se composent desablesy de graviers, de galets, de blocs erratiques. L'élément dominant des sables et graviers est le quartz ; mais souvent il s'y trouve aussi des fragments calcaires, ainsi que des grains de minerais, surtout de magnétite, du mica et des minéraux durs tels que le feldspath, le corindon, le grenat, etc.

Tandis que dans les graviers, les galets et les sables grossiers, les éléments sont roulés, dans les sables fins les particules peuvent être anguleuses, leur dimension étant assez petite pour qu'elles aient pu demeurer constamment en suspension dans les vagues de rivage (1), sans être frottées les unes contre les autres. Dans ce cas, l'uniformité du grain, résultat d'une véritable préparation mécanique, est remarquable.

Il y a cependant des formations meubles à grain grossier où les cailloux sont anguleux : ce sont les anciennes moraines glaciaires, dont le caractère se révèle, en général, à l'extrême irrégularité de la grosseur des fragments ainsi qu'à la boue fine, d'un gris d'ardoise, qui en remplit les vides.

2"* Coni^loaiérats. — Les dépôts agglomérés sont de beaucoup les plus abondants, parce que, dans le cours des âges, presque toutes les formations meubles ont été parcourues par des eaux d'infiltration, dont le lent travail a déposé dans leurs interstices des substances agglutinantes, calcaire, silice, oxyde de fer, etc. De cette manière, l'élément chimique intervient avec efficacité pour consolider un dépôt dont l'origine première était purement détritique. Suivant la grosseur

(l) Yoy. flnte, p. 166.

du grain, on peut distinguer les dépôts grossiers, c est-à-dire les conglomérats et les dépôts à grain fin ou les grès.

Le nom de conglomérat convient, d'une manière générale, à toute roche formée de fragments réunis par un ciment quelconque ; mais les conglomérats se divisent en deux classes, les brèches, où les fragments sont anguleux, et les poudinguesj où ils sont roulés; certains poudingues à grain moyen, bien cimentés, ont été désignés par Haûy sous le nom d'anagénites, c'est-à-dire régénérés. On accole quelquefois au nom de poudingue certaines épithètcs, comme celles de pisaire, quand les éléments roulés sont de la grosseur d un pois, et pugilaire, quand ils atteignent la dimension du poing. Rien n'est du reste plus variable que la composition et le grain des conglomérats, dont les principaux types seront décrits en leur place avec les terrains dont ils font partie. Rappelons seulement que les géologues suédois ont donné le nom de sparagmite (1) à un ensemble varié de roches conglomérées qui, en Scandinavie, marque la base des terrains stratifiés.

Les poudingues ne sont pas nécessairement siliceux. 11 y en a un grand nombre dont les galets sont calcaires. En pareil cas, on y observa très souvent le curieux phénomène des cailloux impressionnés. De deux galets en contact immédiat, l'un a pénétré dans l'autre en y faisant une impression parfois très profonde. On a expliqué ce phénomène par une dissolution lente de l'un des cailloux sous l'action des eaux, chargées d'acide carbonique, qui ont longtemps circulé à travers la masse. Les cailloux impressionnés abondent dans le poudingue dit nagelfluh du terrain tertiaire de la Suisse.

3*» Créa. — Le grès ou pierre de sable (sandstein des Allemands, samlstone des Anglais) résulte de l'agglutination d'un sable par un ciment quelconque. 11 convient de distinguer les grès quartzetix, dont les éléments sont des grains de quartz, toujours de faible dimension, reliés par un ciment siliceux et pouvant être cohérents, friables, fins ou grossiers; les grès psammites (2), où les grains de quartz sont réunis par un ciment argileux le plus souvent micacé, le mica étant concentré sur des surfaces planes, ce qui donne à la roche une fissililé prononcée; les grès argileux ou grauwackes, à fragments de quartz et de schistes solidement reliés par une gangue argileuse ou argilo-siliceuse; les macignos, ou grès argilo-calcarifères ; les grès ferrugineux, dont les grains sont agglutinés par de l'oxyde de fer, généralement hydraté ; les grès verts, à ciment calcaire, marneux ou argileux, et dont la couleur provient des grains de glaucome (hydrosilicate de fer et de potasse) mélangés au quartz, enfin lestés calcarifères, sables quartzeux cimentés par du carbonate de chaux.

Certains grès quartzeux à graiji fin sont assez fortement agglomérés pour que leur cassure paraisse homogène et luisante ; on leur donne le nom de grès lustrés, A cet état, ils peuvent passer au quartsite, véritable roche de quartz, où les grains

(1) Du grec $paragma, fragment.

(2) De psammoSf ttble.

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individuels ont cessé d*étre discernables, ou encore à la lydite ou phihanite, schiste siliceux noir, se débitant ordinairement en plaquettes.

Le passage des grès aux conglomérats se fait par les arkoses, roches formées surtout de grains de quartz et ^ feldspath, parfois avec mica, de manière à simuler un véritable granité, d'où le nom de granité recomposé ou régénéré qu'on donne à quelques-unes d'entre elles, produites par Tagglutination sur place d'une arène granitique.

Bépôts argUcnx. Schistes. — Les dépois argileux sont constitués par des silicates d'alumine hydratés, souvent mélangés de quartz et de mica en fragments impalpables et associés à de l'oxyde de fer et à des matières charbonneuses; quelques-uns sont calcarifères et prennent le nom de marnes.

On distingue les argiles réfractaires ou terres de pipe, dont le kaolin est la variété la plus pure, les argiles smectiques (terres à foulon), les argiles ferrugineuses (ocres jaunes et rouges), etc.

Certaines argiles sont agglomérées en une roche dure par un ciment siliceux; si la silice est à l'état gélatineux, c'est-à-dire soluble dans les alcalis, il en résulte une roche connue sous le nom de gaize. Les argiles devenues très dures et compactes par l'addition d'une forte quantité de silice avec des colorations diverses donnent les jaspesy roches comparables au silex.

Au contraire, du mélange de l'argile avec des particules quartzeuses extrêmement fines et un peu d'hydroxyde de fer, résulte un produit sans consistance est le limon ou lehm. Ce dernier devient du loess quand il est calcarifère.

Tantôt les argiles sont compactes et sans stratification, à la manière d'un précipité chimique; tantôt leurs éléments sont alignés et les argiles deviennent schisteuses. On remarque, en pareil cas, que de petits éléments cristallins, formés en place, viennent souvent s'adjoindre aux éléments détritiques. Ainsi se forment des roches dures et fissiles, dites schistes^ dont il existe dans les terrains anciens de nombreuses variétés. Celles qui se débitent en minces plaquettes prennent le nom de phyllades ; à cette catégorie appartiennent les ardoises.

Toutefois, à l'égard de la schistosité, il y a lieu de faire une remarque importante. Cette propriété, par suite de laquelle certaines niches se divisent en feuillets suivant une direction déterminée, n'est pas toujours la conséquence du mode de stratification. Sans doute la plupart des schistes bitumineux du terrain houiller et du terrain jurassique doivent bien leur fissilité aux circonstances mêmes du dépôt; mais, dans les phyllades et les ardoises des terrains anciens, il arrive souvent que la schistosité, résultat d'efforts mécaniques ultérieurs, se manifeste suivant des directions très différentes de la stratification. Cette dernière doit donc être appréciée, non à l'aide de la division en feuillets, mais à l'aide de la succession, telle qu'elle peut se révéler sur les cassures, des zones suivant lesquelles le grain et la coloration se- montrent constants. Ainsi beaucoup de schistes anciens sont formés de bandes très fines, exactement parallèles entre elles et alternativement rouges et vertes. C'est la direction de ces bandes qui définit le sens

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de la stratification, quelle que soit d'ailleurs Torientation des surfaces de schistosité ou de clivage,