FORMATION DE TRANSITION SUPERIEURE

depuis les grains sablonneux jusqu'aux galets ovoïdes analogues à ceux des rivages actuels. Les schistes qui alternent avec ces poudingues sont des -schistes argileux et des argiles schisteuses, délitables par une exposition plus ou moins longue aux agents atmosphériques. Parmi ces schistes, il en est de rouges , qui contiennent des bancs de peroxyde rouge de fer, à structure oolitique ; ils alimentent aujourd'hui une partie des hauts fourneaux de Liège et de Charleroi.

Lés alternances des calcaires carbonifères et des couches quartzo-schisteuses passent au terrain houiller par un banc puissant de schiste noir, connu sous la dénomination de schiste alumineux. Ce schiste, pénétré de pyrite de fer, se décompose à l'air ; lorsqu'on le soumet à la calcination il devient d'un rouge intense , et fournit par le lessivage une quantité plus ou moins grande d'alun ; il a été l'objet d'exploitations trèsactives dans la vallée de la Meuse.

En vertu de leur ancienneté comparativement aux calcaires secondaires et tertiaires , les calcaires carbonifères sont généralement les plus accidentés. Leur dureté leur donne même en général un relief plus apparent, et de là est venue la dénomination de calcaires de montagne qui leur est souvent appliquée.

Un trait particulier de ces accidents mérite d'être cité. La vallée de la Meuse, de Namur jusqu'à Chockier, au-dessus de Liège , est creusée dans la formation du calcaire carbonifère , dont les relèvements lui donnent, surtout sur la rive gauche, un caractère éminemment pittoresque. Les calcaires , fortement relevés, sont le plus souvent renversés sur les couches de la formation houillère , auxquelles ils semblent superposés sur beaucoup de points.

Dépôts anthraxiféres. — Dans les départements de la Sarthe et de la Mayenne, et notamment aux environs de Sablé, les calcaires carbonifères, caractérisés par leurs fossiles habituels , alternent avec des couches de grès et de schistes , parmi lesquelles se trouvent plusieurs couches d'anthracite de 0m,30 à 0m,70 d'épaisseur.

TERRAINS DE TRANSITION

Aux environs de Roanne, et notamment à Bully et Fragny, des couches de schistes alternent avec des calcaires noirs , et contiennent des couches d'anthracite.

Ces terrains sont liés , sous le double rapport de la nature des roches constituantes et du gisement , avec le terrain de transition dont ils forment en quelque sorte le dernier étage.

Le terrain anthraxifere de l'ouest de la France qui occupe une position géologique à peu près correspondante à celle du calcaire carbonifère , est principalement composé de grès micacés alternant avec des couches de schistes noirs qui contiennent des couches de houille maigre. Quelques bancs calcaires intercalés contiennent des orthocères, des bellérophons et des térébratules.

Ce terrain forme une bande longue et étroite , de plus de 60 kilomètres de longueur, qui croise la Loire à la hauteur de Chalonnes, et qui semble marquer l'emplacement d'une vallée creusée dans les schistes siluriens , dans laquelle se sont déposées les alternances de grès , calcaires , schistes et houilles anthraciteuses. Ces couches ont été ensuite violemment relevées et comprimées de manière à présenter, dans toute leur étendue, la section d'un fond de bateau en forme de V. Les exploitations ouvertes aux environs de Chalonnes , Mouzeil , Saint- Georges-Chatelaison et Nort, y ont reconnu sept couches de houille.

Ainsi, la liaison de la formation dévonienne avec la formation houillère, qui se fait en Belgique par le calcaire carbonifère alternant en couches minces avec des schistes noirs et de petites couches d'anthracite, peut présenter des caractères encore plus houillers et se produire par des alternances de poudingues ,grès et schistes charbonneux, comprenant des couches de houille anthraciteuse et quelquefois même des couches de houille grasse. Ces alternances renferment d'ailleurs des impressions végétales identiques à celles de la véritable formation houillère , de telle sorte que l'assimilation est presque complète.

FORMATION HOUILLÈRE

Formation houillère.

La formation houillère termine la période de transition. Elle est représentée par les dépôts les plus disséminés et les plus circonscrits de toute la série.

Cette formation si intéressante se présente dans deux conditions de gisement très-différentes.

En Angleterre, dans le nord de la France , en Belgique, en Westphalie , dans l'Amérique du nord , elle succède au calcaire carbonifère , sur lequel elle repose en stratification concordante et sans qu'il y ait eu en quelque sorte aucune interruption de l'action sédimentaire , de telle sorte qu'il y a liaison géognostique complète entre les deux formations.

Dans le centre, le midi, l'est et l'ouest de la France, dans le duché de Deux-Ponts, en Saxe, en Bohême, etc., la formation houillère se présente sous forme de bassins clairsemés, immédiatement superposés aux terrains schisteux ou granitiques avec lesquels ses roches contrastent de la manière la plus tranchée.

Les premiers de ces bassins houillers ont été appelés mariîis, parce que la concordance et quelquefois même l'alternance de leurs premières couches avec des couches appartenant à la formation du calcaire carbonifère qui contiennent des coquilles marines et des débris de polypiers , ont fait supposer que ces dépôts avaient dû s'effectuer dans des eaux marines.

Les autres bassins houillers sont appelés lacustres, parce que leur position intérieure et isolée sur les terrains de transition alors émergés, leur dispersion et leurs dimensions circonscrites tendent à les faire considérer comme déposés dans des lacs d'eau douce , analogues à ceux qui existent sur les surfaces accidentées des continents.

La formation houillère peut-être considérée comme uniquement composée de deux roches; les grès houillers et les argiles schisteuses, dont les caractères minéralogiques se modifient de manière à donner naissance à une assez grande série de variétés.

420 TERRAINS DE TRANSITION

Le grès houiller, dont les alternances forment généralement la plus grande partie de l'épaisseur de la formation , est une roche d'agrégation composée de quartz, de feldspath et de mica en grains plus ou moins gros , agrégés par un ciment siliceux et quelquefois ferrugineux. Le quartz est l'élément dominant ; le feldspath et le mica, qui lui sont associés , donnent lieu à quelques variétés distinctes. Le feldspath est tantôt rosé et lamelleux, tantôt blanchâtre et kaolineux, c'est-à-dire ayant subi un commencement de décomposition. Lorsqu'il est seul avec le quartz, il constitue de véritables arkoses recherchées comme pierres de construction. Le mica est en petites lamelles, grisâtre ou noirâtre; lorsqu'il est abondant, il est rassemblé suivant les plans de la stratification et donne à la roche une structure schisteuse.

Mais ce qui fait varier principalement les caractères du grès houiller, c'est la grosseur des grains constituants.

Dans les grands bassins marins de l'Angleterre, du nord de la France , de la Belgique , de la Ruhr et de l'Amérique du nord, le grès dominant et normal est très-quartzeux , à grains fins et serrés , un peu micacé , souvent ferrugineux. Ce n'est que vers la base qu'on trouve des poudingues à cailloux ovoïdes de quartz, plus ou moins agrégés, et constituant ce que l'on appelle en Angleterre le milhtone grit ou grès à meules. Les variétés à grains fins , dures , stratifiées en petits bancs sont ce que les mineurs du nord appellent les querelles.

Dans les bassins du centre et du midi de la France, de Sarrebruck, de la Silésie, etc., les grès houillers commencent par des conglomérats formés de gros blocs appartenant aux roches anciennes. Ces conglomérats sont surmontés de brèches et de poudingues à cailloux roulés , parmi lesquels on retrouve les granités , feldspath , gneiss , micaschistes et quartz du terrain préexistant; puis enfin du grès normal, à grains plus ou moins grossiers , mais généralement plus feldspathique que ceux des bassins marins.

Les argiles schisteuses sont des argiles grises ou noirâtres ,

FORMATION HOUILLÈRE

indélayables, souvent micacées , et assez résistantes lorsqu'on les met à découvert dans les travaux des mines, mais délitables par une exposition plus ou moins prolongée aux agents atmosphériques et surtout à l'humidité. Elles sont quelquefois surchargées de quartz disséminé en grains indiscernables et passent ainsi aux psammites ; d'autres fois , elles sont à pâte très-fine, très -tendres , foliacées et présentent des surfaces lisses et miroitantes , suivant lesquelles elles se divisent facilement, ce sont les variétés qui accompagnent souvent les couches de houille ; les mineurs du nord les appellent escailles , et ceux du centre et du midi gore.

Les argiles schisteuses sont plus généralement colorées en gris ou noir que les grès houillers. Elles accompagnent de plus près les couches de houille auxquelles elles servent de toit et de mur, et dans lesquelles elles forment souvent de petits lits ou bancs intercalés que l'on appelle nei-fs ou barres.

Le fer carbonate lithoïde se rencontre fréquemment dans les schistes houillers en rognons stratifiés et disséminés, soit même en couches distinctes. Ces minerais ont une grande importance , moins par leur richesse que par leur position rapprochée de la houille.

La forme habituelle du fer carbonaté des houillères est celle de rognons ellipsoïdes, à cassure lithoide, bruns ou grisâtres; c'est un mélange plus ou moins riche d'argile et de carbonate de fer, qui se distingue des schistes par sa plus grande pesanteur spécifique. Ces rognons sont stratifiés dans les couches d'argile; ils se délitent souvent en couches concentriques, et, souvent aussi, ils présentent, à leur centre, un nodule d'argile ou de pyrite , quelquefois même un débris fossile, noyaux qui paraissent avoir provoqué autour d'eux la précipitation chimique du fer dissous dans les eaux sédimentaires.

Le fer carbonaté des houillères est le minerai le plus répandu en Angleterre. Dans le pays de Galles on connaît et l'on exploite seize couches de schistes , dans lesquelles il se trouve en rognons ou en lits stratifiés. Les bassins de Dudley et de

122 TERRAINS DE TRANSITION. '

l'Écosse contiennent aussi des ressources considérables en minerais de cette nature.

Les couches de schistes avec rognons stratifiés de fer carbonaté sont souvent très-rapproehées de la houille et l'on peut ainsi exploiter par les mêmes travaux la houille et le minerai de fer. La figure 20 présente un de ces cas où deux petites

Houille. . .

Schiste nvec )

fer carbonate. | Houille. .

couches de houille , séparées par un banc de schiste avec fer carbonaté, ont pu être compris dans un même abatage.

Les nombreux bassins houillers de la France sont loin de présenter le fer carbonaté avec la même abondance que ceux de l'Angleterre. Peu de couches argileuses contiennent ces rognons, et encore n'en ont-elles que dans des rayons circonscrits. Dans le bassin de la Loire, il en existe, notamment dans les concessions du Treuil et de Saint-Chamond , qui fournissent des rognons aplatis d'assez bonne qualité et contribuent à alimenter les fourneaux des environs ; mais, dans les autres concessions, les rognons ne se retrouvent que d'une manière tout à fait accidentelle.

Le bassin houiller de l'Aveyron est, en France, celui qui présente le fer carbonaté en plus grande abondance : il y existe, d'abord en rognons disséminés dans les couches d'argile qui avoisinent la houille, et, comme à Saint-Étienne , c'est le minerai le plus pur. En outre, il constitue une couche un peu schisteuse, d'un à quatre mètres de puissance, qui paraît s'étendre sous la plus grande partie de la surface houil-

FORMATION HOUILLÈRE

1ère. Cette couche est remarquable, en ce qu'elle subit en plusieurs points des séries de renflements et d'étranglements qui déterminent une allure dite en chapelet, allure trcs-fréquente dans toutes les substances qui résultent de précipitations chimiques ; elle partage, d'ailleurs , tous les accidents, plis ou failles, qui affectent l'ensemble du terrain houiller.

Le fer carbonaté lithoïde se trouve encore dans les bassins du Gard, de l'Allier, etc. , mais il n'y présente ni la régularité, ni la pureté qui caractérisent ces minerais en Angleterre, et contient souvent des phosphates qui altèrent la qualité de la fonte et qui en restreignent l'emploi.

Caractères généraux, de» dépôts houillers. — Les grès et surtout les schistes houillers , sont caractérisés par une trèsgrande quantité d'impressions végétales.

Ces fossiles végétaux, le plus souvent imprimés en noir et suivant les plans de stratification des couches , se rencontrent quelquefois dans une position rapprochée de la verticale ou plutôt de la perpendiculaire au plan des couches, comme s'ds eussent été enfouis et moulés sur place par les détritus arénacés.

La planche III, réduite d'après un dessin de M. Brongniart, indique la disposition des impressions verticales de la carrière du Treuil où elles semblent, disait-il, représenter une véritable forêt fossile ; cette vue d'une ancienne exploitation à ciel ouvert exprime assez bien les caractères apparents de chacune des roches. Les grès tins et massifs qui forment la couche supérieure étaient exploités pour les constructions de Saint- Etienne ; ils passent au schiste vers leur partie inférieure et recouvrent une première couche de houille d'un mètre et demi de puissance, séparée d'une seconde par un banc de schistes s, qui contient en /des nodules de fer carbonaté.

Les végétaux dont on retrouve les débris dans les grès et les schistes houillers appartiennent aux espèces les plus simples; ils paraissent analogues aux fougères, aux palmiers, aux calamités de l'époque actuelle, et démontrent évidemment que

TERRAINS DE TRANSITION

la houille est le résultat de la décomposition de végétaux analogues.

Dans les bassins lacustres , l'origine arénacée de l'ensemble des roches est tellement évidente, que 1 on a souvent dit que ces dépôts houillers étaient formés des débris du vase de transition dans lequel ils sont contenus. Les brèches et les poudingues présentent en effet des blocs et des cailloux roulés, empruntés aux roches environnantes. Dans les bassins marins, l'origine des débris constituants n'est pas aussi facilement reconnaissante, parce que, parmi ces débris charriés de provenances lointaines, le quartz seul a conservé ses caractères minéralogiques. Les éléments feldspathiques qui accompagnaient les quartz ont été probablement décomposés et sont passés à l'état d'argiles , et c'est tout au plus si l'on reconnaît la présence du mica dans la plupart des bancs de grès et d'argile. Mais, sauf cette plus grande ténuité et cette altération plus complète des éléments constituants , les dépôts de tous les bassins houillers sont d'une identité remarquable.

La présence fréquente du carbone disséminé qui colore les roches en gris ou en noirâtre , et l'abondance des débris végétaux, troncs, tiges, feuilles de plantes monocotylédones et acotylédones qui y constituent des fossiles caractéristiques , contribuent encore à compléter l'identité des roches houillères. Cette identité est telle qu'il est difficile de reconnaître la provenance d'échantillons pris dans tel bassin de la France , de la Belgique, de l'Angleterre , de l'Allemagne, ou même de TAmérique du nord.

Un fait très-remarquable, et presque général dans les bassins houillers, est la décroissance de la grosseur des éléments arénacés, de la base à la partie supérieure des dépôts. Ainsi, les conglomérats des bassins lacustres et le milhtone grit des bassins marins, sont invariablement à la base des dépôts ; puis viennent les brèches et poudingues , puis les grès de diverses grosseurs, alternant avec les argiles qui dominent de plus en plus à mesure qu'on s'élève dans l'échelle géognostique des dépôts.

FORMATION HOUILLÈRE

Cette succession dans la grosseur des éléments est quelquefois troublée, en ce sens que, tout à coup, au milieu des dépôts de grès fins et d'argiles, les conglomérats et les poudingues à gros éléments se représentent ; mais la loi de décroissance des éléments ne tarde pas à se rétablir.

Une formation houillère peut être considérée comme divisible en plusieurs étages ou sous-formations , successivement déposées et séparées les unes des autres par tous les caractères géognostiques qui séparent ordinairement les formations.

Ainsi, non-seulement on voit, à la base d'un étage, se reproduire , après des alternances de grès fins et d'argiles , des conglomérats ou poudingues à gros éléments ; mais la stratification du nouvel étage est souvent transgresshe , c'est-à-dire que l'axe des dépôts est changé , et que l'on se trouve conduit à reconnaître que la configuration géographique du lac dans lequel s'effectuaient les dépôts, a subi des modifications plus ou moins considérables.

Les alternances arénacées de la formation houillère renferment ordinairement des couches de houille qui donnent à ce terrain un caractère d'importance tout particulier. Ces couches de houille peuvent être examinées sous le point de vue de leur caractère minéralogique , de leur puissance, de l'allure plus ou moins étendue et plus ou moins accidentée de leur plan 1 .

Diverses variétés de la houille. — Sous le rapport de leur nature minéralogique , les divers combustibles minéraux que l'on rencontre dans les terrains houillère ne présentent que de faibles différences, mais, sous le rapport de leurs propriétés au feu, on les divise en trois types très-distinct3. 1° les anthracites et les houilles maigres anthraciteuses , les plus riches en carbone, brûlant lentement avec une flamme courte , sans que

1. L'étude de» diverses formations houillères ne peut être exposée ici que d'une manière générale et succincte , nous avons développé cette étude dans un ouvrage spécial (De la Houille, traité des combustibles minéraux , où l'on trouvera au besoin toutes les explications et tous lea documents qui ne peuvent trouver place dans ce traité.

TERRAINS DE TRANSITION

les morceaux se collent les uns aux autres ; 2° les houilles grasses, maréchales ou à gaz, brûlant avec une longue flamme, fusibles et se transformant en coke ; 3° les houilles maigres flambantes , qui brûlent avec une flamme lougue et claire , mais sans fondre et sans fournir de coke. Ces variétés ont encore été subdivisées d'après les types suivants :

1° Anthracite. On peut prendre les types des variétés les plus anciennes et les plus sèches dans les terrains anthraxiferes du Forez , à Frngny et Bully ; dans les terrains devoniens de la Sarthe et de la Mayenne; dans le calcaire carbonifère du département du Nord , à Château-l* Abbaye ; enfin , dans les bassins houillers de la Pensvlvanie.

2° Houille anihrariteiise. C'est la houille maigre exp^itée dans le département du Nord , à Fresne , Vieux-Condé , Vicoigne, etc., où elle forme les couches inférieures du bassin, de même qu'à Charleroi et Namur; c'est la houille maigre du bassin de la Ruhr, où elle se trouve également dans la partie inférieure du terrain ; c'est encore la houille sèche des couches inférieures des bassins de Galles et du Staffordshire, qui est directement employée dans les hauts fourneaux.

3° Houille maréchale. On en trouve les types à Saint- Étienne. La couche Sagnat de Roche-la-Molière, la cinquième couche du Treuil, sont les houilles de forge les mieux caractérisées de ce bassin. 11 faut encore y rapporter les houilles grasses ou houilles à coke, dont le type peut être pris, soit dans la couche de Meons , près Saint-Étienne , soit à la Pcronnière ou à la Grand'Croix, près Rive-de-Gier. On y comprend également les couches de Mons, dites fines forges, dont le système est immédiatement superposé à celui des houilles maigres anthraciteuses.

A0 Houille demi-grasse. Cette variété comprend une partiedes houilles à coke dont le rendement ne dépasse pas 0m,60. La houille du Creuzot , dans le bas>in de Saône-et- Loire , les bonnes houilles de Sarrebruck sont dans ce cas. Les charbons de grille dits raforts , à Saint-Etienne et Rive-de-Gier, appar-

FORMATION HOUILLÈRE

tiennent encore à cette variété ; enfin , les flénus de Mons , les houilles employées pour la fabrication du coke à Blanzy, à Commentry et à Bezenet, se confondent, à la fois, avec cette variété et celle qui suit.

5° La hovi/le à gaz forme une variété spéciale dans la plupart des bassins riches en combustibles, et, quoique cette variété ne se distingue nullement de la précédente par ses caractères minéralogiques , les industriels ont su l'isoler. La houille des Littes près Saint-Etienne est le type de ces charbons à gaz , qui prennent accidentellement la texture compacte , et constituent alors le cannel-coal.

6° Houille maigre flambante. C'est la houille de la couche supérieure du Monceau près Blanzy, elle est très flambante et produit un gaz abondant , mais le coke en est pulvérulent. Commentry, Epinac et Brassac fournissent aussi des charbons qui se rapportent à cette variété.

Étendne et richesse des bassins honillers. — La formation houillère paraît être principalement accumulée dans les contrées de l'hémisphère boréal. Cependant on a reconnu son existence sur plusieurs points de l'hémisphère austral , et notamment en Australie. Partout où elle existe , elle est l'objet de travaux de recherche et d'exploitation , et le tableau suivant indique à la fois son étendue approximative dans les diverses contrées du globe, et l'évaluation en nombres ronds des quantités de houille qui y sont produites annuellement :

Ile» Britanniques.. .

litxgiiis houillrr* principaux.

j <lu pays de Galles du Derbyslnre et du Staf

fordshire de Neweastle de l'Kcnsse

Surface Production, apprortmatire.

Ilert«r«i.

Tonnci.

du Nord et du Pavde-Calais \ de la Loire

France de Saône-et-Loire

de l'Allier du Gard

TERRAINS DE TRANSITION

Belgique

Prusseet Allemagne. . . .

Autriche. . . .