CHAPITRE XII

Séries néritiques et séries bathyales, — Notion du gérosynclinal. — Coïncidence de remplacement des chaînes de montagnes avec les géosynclinaux. — Relations entre l'axe d'un géosynclinal et la direction des plissements ultérieurs. — Situation des géosynclinaux par rapport aux masses continentales. — Les aires continentales anciennes.

Séries néritiques et séries bathyales. — Quoique la délimitation des formations néritiques et des formations bathyales n'ait rien d'absolu, leur distribution géographique est très remarquable et il existe un contraste des plus frappants dans les conditions géologiques qui président à leur répartition.

Les formations néritiques sont en général caractérisées par l'épaisseur relativement faible des sédiments accumulés au cours d'une période déterminée. Elles présentent des variations de faciès très fréquentes et le plus souvent très brusques dans le sens vertical. Les séries sont rarement complètes, on y observe souvent des lacunes, indiquant des émersions temporaires. D'autres fois, des formations lagunaires ou continentales s'y trouvent intercalées.

Les formations bathyales atteignent, par contre, le plus souvent des épaisseurs immenses; les variations de faciès dans le sens vertical y sont rares et, lorsqu'elles se produisent, elles sont presque toujours réalisées par des passages insensibles, rendant très difficile la délimitation précise des termes superposés. Les séries sont continues, on n'y observ^e ni lacunes ni intercalations de formations lagunaires ou continentales.

Les deux types de formations possèdent des aires de répartition dislincles, qui diffèrent par leurs caractères géologiques. Les formations néritiques se rencontrent surtout dans des régions relativement peu disloquées; elles ont conservé leur horizontalité ou ne présen-

tent que des ondulations à grand rayon de courbure. II n'en est pas de même des formations bathyales, qui se rencontrent en général dans les régions très disloquées et ont subi des plissements énergiques*. Ainsi, par exemple, le Lias est constitué, sur le bord du Plateau Central, par des formations néri tiques peu épaisses, conservées sous la forme de lambeaux tabulaires; dans les Alpes occidentales, il est représenté par d'énormes épaisseurs de calcaires compacts et de schistes d'une très grande uniformité, qui sont presque partout fortement plissés.

Nous aurons maintes fois, dans la partie stratigraphique de cet ouvrage, Toccasion de vérifier cette règle.

On peut ajouter encore que les formations néritiques n'ont guère subi que des modifications superficielles, tandis que les formations bathyales ont été souvent, comme nous le verrons bientôt, profondément modifiées par le métamorphisme.

Il est bon de remarquer, du reste, que ces différences dans les caractères géologiques des formations néritiques et bathyales n'ont rien d'absolu et qu'elles souffrent de nombreuses exceptions; elles répondent toutefois à la grande majorité des cas.

Notion du géosynclinal. — . On s'est souvent demandé comment il était possible d'expliquer les formidables épaisseurs de sédiments détritiques qui se sont accumulées dans certaines régions pendant des périodes géologiques relativement courtes. Ces entassements de couches se chiffrent quelquefois par plusieurs milliers de mètres et il est évident qu'un bassin même très profond ne tarderait pas à se combler si de pareilles épaisseurs de sédiments s'accumulaient sur son fond. Si, au début, en raison de la profondeur du bassin, il se dépose des formations bathyales, au bout d'un certain temps, la profondeur ayant diminué, par suite de l'entassement des sédiments, le caractère des dépots devra nécessairement changer, il se déposera des formations néritiques, voire des formations lagunaires et cer^ tains bassins marins ont eu en effet une semblable histoire. Mais nous avons vu qu'il existe des accumulations de sédiments du type bathyal qui atteignent plusieurs milliers de mètres, sans que le faciès se soit sensiblement modifié. La seule interprétation qui puisse être donnée de ce fait remarquable est la suivante.

1. C'est Sucss [8, ch. vi] qui le premier a indiqué la localisation des séries sans lacunes et des Tormations qu'il appelle « pélagiques • dans les régions plissces, et Tintercalotion de couches à fossiles d'eau douce dans les régions situées en dehors des zones de plissement.

Si Ton admet que le fond d'un bassin s'affaisse au fur et à mesure que les sédiments s'y accumulent et que la valeur de l'affaissement dans un temps donné, mesurée suivant la verticale, soit éjrale à l'épaisseur des sédiments déposés dans le même temps, il est évident que la profondeur restera constante. Si l'affaissement est plus rapide que la sédimentation, il se produira un approfondissement; s'il est plus lent, la profondeur des eaux ira en diminuant.

James Hall a précisé, dès 1859 [4], les conditions dans lesquelles se produit l'affaissement. Il suppose que le fond de la mer s'enfon- <:ait suivant une ligne qui devient l'axe d'une dépression allongée, en forme de synclinal, et le long de laquelle l'affaissement atteint son maximum. Cette ligne de plus grande dépression est en même temps la ligne de plus grande accumulation, de sorte que, en chaque point,

Fig-. 36. — Schéma de géosynclinal. Les numéros (1-iO) meUent en évidence la conlinuité de la sédimentation dans Taxe, la discontinuité sur les bords du géosynclinal.

l'épaisseur des sédiments est proportionnelle à l'intensité de l'affaissement.

Une pareille dépression en forme de synclinal, pli concave de l'écorce terrestre, reçut en 1873 de James D. Dana [6] le nom de géosynclinal (fig. 36). Ce savant en attribuait d'ailleurs avec raison la formation, non pas, comme le faisait James Hall, au poids même des sédiments accumulés, mais à la compression latérale.

Par opposition au géosynclinal, Dana désigne sous le nom de géanliclinal une ride convexe de l'écorce terrestre. Nous verrons plus loin qu'un géosynclinal ou un géanticlinal ne sont pas nécessairement des plis simples, mais qu'ils peuvent être eux-mêmes composés d'anticlinaux et de synclinaux en nombre quelconque, dont l'ensemble se comporte comme un synclinal ou comme un anticlinal.

Il est évident que la formation d'un géosynclinal ne peut être directement obsei-vée, mais on devra conclure à son existence toutes les fois que l'on observera une zone allongée de la surface du Globe qui sera caractérisée par une épaisseur considérable de sédiments

appartenant à une période géologique déterminée et qui sera bordée, de part et d'autre, par des régions où les sédiments atteignent des épaisseurs bien moindres. Le plus souvent les couches du géosj'-nclinal appartiendront à la catégorie des formations bathyales, tandis que latéralement on se trouvera en présence de formations néritiques ; mais cette règle n'a rien d'absolu, car les couches du géosynclinal seront quelquefois elles-mêmes néri tiques.

Coïncidence de l'emplacement des chaînes de montagnes avec les géo- SYNCLiNAUX. — On doit encore à James Hall une autre constatation, qui est devenue en quelque sorte la base des théories orogéniques modernes. Cet auteur a montré, en se fondant sur des exemples empruntés au continent américain, que l'emplacement des régions plissées du Globe coïncide avec les zones d'épaisseur maximum des sédiments. On donne aujourd'hui à cette loi la forme suivante : les chaînes de montagnes se forment sur remplacement des géosynclinaux.

Nous rechercherons plus tard les causes de cette coïncidence, pour le moment il suffira de donner quelques exemples à l'appui de la loi que nous venons d'énoncer.

L'exemple classique est celui de la chaîne des Appalaches, dans laquelle les plissements ont affecté une épaisseur de sédiments d'âge paléozoïque que les géologues américains évaluent à 40 000 pieds. Dans l'Himalaya central, C. Diener estime que les dépôts successifs accumulés en un même point atteignent une puissance de 900 à 14 000 pieds, sans qu'aucune discordance importante vienne indiquer une grande interruption dans la sédimentation. Dans les Alpes françaises, trois séries de dépôts vaseux superposées, séparées, il est vrai, par des lacunes assez considérables, atteignent chacune bien plus de 1 000 . m d'épaisseur et leur maximum de puissance se rencontre précisément dans la partie de la chaîne la plus énergiquement plissée.

La vérification la plus remarquable de la loi de James Hall est fournie par la zone des plissements alpins. On appelle ainsi la zone de la surface terrestre qui a été plissée en même temps que les Alpes, c'est-à-dire vers la fin de l'ère tertiaire. Neumayr* a tenté de représenter sur un planisphère, en se basant surtout sur les travaux do Suess, l'extension de la zone des plissements alpins. Son schéma peut être complété aujourd'hui sur certains points [12] (fig. 37).