III - MEMOIRE SUR LES FORMATIONS STRATIFIEES DU MIDI DE L''AUVERGNE, PAR M. PISSIS

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Ngày đăng: 23/11/2018, 23:04

III MÉMOIRE SUR L E S F O R M A T I O N S S T R A T I F I É E S D U MIDI D E L ' A U V E R G N E , PAR M PISS1S Il est peu de contrées q u i , sur un si faible e s p a c e , renferment des formations aussi variées que la partie méridionale de l ' A u v e r g n e Presque toutes les roches d'épanchement s'y r e n c o n t r e n t , depuis les granites j u s q u e s aux laves ; et partir du gneiss jusqu'au calcaire lacustre, les terrains stratifiés composent une série non moins complète Il est vrai q u ' o n ne rencontre en A u v e r g n e ni calcaire j u r a s s i q u e , ni craie; mais il n'en existe pas moins des formations qui leur sont parallèles ; et, quoiqu'elles se présentent avec des caractères différents, j'espère démontrer qu'elles appartiennent la même époque L'ordre que j ' a i suivi jusqu'à présent dans [mes recherches m'a paru le plus convenable pour exposer les faits que j'avais observés Je m'occuperai d o n c , en premier l i e u , des formations stratifiées, réservant p o u r une seconde partie l'étude des terrains d'épanchement Groupe gneissique Je réunis sous cette dénomination toutes les roches base de q u a r z , de feldspath, de mica ou de talc, dont les éléments sont disposés par couches, parce qu'elles passent insensiblement de l'une l'autre, et qu'il devient impossible d'établir entre elles aucun point de séparation Ainsi défini, ce terrain constitue la base qui supporte presque toutes les formations de l ' A u v e r g n e ; il se montre découvert sur une étendue assez considérable, et forme les trois chnes du Cézallier, des Bitous et de la Margeride Gneiss L e gneiss p r o p r e m e n t dit ne se montre q u e dans la partie inférieure, et ne s'élève guère au-dessus de 800 m è t r e s , hauteur absolue Il forme ainsi la base des chnes que je viens d'indiquer, et q u e l q u e s autres g r o u p e s moins élevés qui se trouvent auprès de Brioude et de Saint-Flour Cette roche renferme fort p e u de m i n é r a u x disséminés ; mais o n y rencontre s o u v e n t des diorites et des pegmatites Ces dernières offrent dans leur contact avec le gneiss des p h é n o mènes qui peuvent j e t e r quelque j o u r sur leur m o d e de formation Pegmatites E n g é n é r a l , les pegmatites se présentent en amas o u en filons Lorsqu'elles sont en a m a s , le gneiss les enveloppe en formant des c o u c h e s c o n centriques: et conserve souvent cette inflexion jusqu'à une grande distance, de telle sorte qu'il devient quelquefois impossible de reconntre cette r o c h e Soc GÉOL — TOM — Mém n° C o m m e n t ces masses arrondies se sont-elles formées ? Sont-ce des centres de cristallisation autour desquels sont venues se déposer des couches s u c c e s s i v e s , c o m m e cela a lien clans les dissolutions salines? Sont-elles contemporaines de la roche q u i les r e n f e r m e , ou l'ont-elles pénétrée postérieurement sa f o r m a tion ? Jusqu'à présent il s'est offert bien peu de données pour résoudre cette question Si pourtant il me fallait choisir entre les deux hypothèses précédentes, j'adopterais la dernière, car elle rend compte de la disposition de la pegmatite, soit en masse, soit en filon ; tandis q u e , dans la p r e m i è r e , il faudrait admettre deux modes différente- de formation On ne voit guère en outre ce q u i aurait pu déterminer ces deux roches cristalliser l'une avant l'autre, puisqu'elles ont peu près la m ê m e composition Dans tous les cas, on peut considérer la formation des pegmatites c o m m e ayant eu lieu en m ê m e temps q u e celle du g n e i s s ; p u i s q u e , quelle que soit l'hypothèse q u e l'on a d o p t e , celte dernière roche n'était pas e n c o r e solidifiée lorsque les amas se sont produits ( V o y pl 7, fig 1.) Les diorites sont contemporains du gneiss L e s diorites appartiennent t o u j o u r s la variété schistoïde, et se sont formés en même temps que le gneiss avec lequel ils alternent L o r s q u e les c o u c h e s de cette roche ont été modifiées, celles de diorite l'ont été également Cette disposition est bien évidente auprès de C b a m p a g n a c - l e - V i e u x , sur une portion de terrain coupée par la route L e gneiss est c o u r b é de manière former un arc de c e r c l e , et parmi ses couches on en aperỗoit une de diorite qui suit absolument la même direction (Voy pl 7, fig 3.) Stéaschistes Si on s'élève au-dessus de la région m o y e n n e q u e je viens d'indiquer pour le g n e i s s , c'est-à-dire au-delà de 800 m è t r e s , on voit bientôt cette roche abandonner le mica q u i en fait partie ; celui-ci est alors remplacé par du t a l c , et il en résulte u n véritable stéaschiste E n général cette formation est bien loin d'offrir les caractères constants q u e l'on remarque dans le gneiss; on la voit o c c u p e r un espace assez considérable au pied de la M a r g e r i d e , tandis qu'on en rencontre peine des traces dans la chne des Bitous L e quarz et le talc s'y trouvent disséminés irrégulièrement, et déterminent u n e structure grossièrement schistoïde Les pegmatites et les diorites semblent avoir disparu tout-àfait et se trouvent remplacés par des amas de fer sulfuré, ou par des cristaux d e la même substance disséminés dans le stéaschiste lui-même Enfin, de n o m b r e u x filons d'antimoine sulfuré, o u de galène a r g e n t i f è r e , traversent cette roche en différents endroits A l'aide de ces caractères, il devient facile de reconntre les différents points de cette formation ; c'est ainsi q u ' o n la v o i t o c c u p e r les deux versants de la Margeride peu près la m ê m e hauteur ; elle se montre encore au-dessus de V e z e z o u x , et sur quelques autres parties de la même chne On peut dire généralement que le stéaschiste forme au-dessus du gneiss une zone dont la hauteur est peu près constante, et q u i forme la ligne de séparation entre cette dernière roche et le micaschiste Micaschiste N o u s avons vu le gneiss perdre peu peu le feldspath et le mica q u i le constituent, et passer insensiblement au stéaschiste Celui-ci va être son tour remplacé par une n o u v e l l e roche L e mica reprend bientôt la place du t a l c ; il f o r m e , dans ce cas, de minces couches qui alternent avec des feuillets de quarz et de feldspath L a r o c h e qui en résulte offre alors une structure schistoïde, et bien qu'elle renferme du feldspath, c o m m e cette substance s'y t r o u v e en quantité bien plus petite q u e dans le g n e i s s , j'ai cru devoir la considérer c o m m e accidentelle, et donner cette roche le nom de micaschiste Les minéraux y sont au moins aussi rares que dans le gneiss ; e t , si l'on en excepte q u e l q u e s amas de q u a r z , on peut parcourir cette formation sur une grande étendue sans rencontrer le moindre filon, ou le plus petit amas métallifère L a présence des filons q u e j'ai indiquée c o m m e caractère des stéaschistes, est donc un indice peu près cerlain, puisque ces filons sont très rares dans le gneiss et tout-à-fait nuls dans le micaschiste Les montagnes les plus élevées du terrain gneissique appartiennent toutes la r o c h e qui nous o c c u p e On la voit rarement descendre au-dessous de 800 mètres ( h a u t e u r a b s o l u e ) , et quelquefois elle s'élève jus- q u ' 1,4oo Granite Il me reste enfin examiner s'il existe en A u v e r g n e des granites prim i t i f s , c'est-à-dire contemporains d u gneiss Toutes les variétés de cette roche peuvent se rapporter deux groupes bien distincts L e s granites grains fins, et les granites porphyroïdes ou gros cristaux de feldspath : p o u r les premiers, la question devient facile résoudre ; il est i m p o s s i b l e , en effet, de douter qu'ils ne soient sortis la manière des trachytes et autres roches d'éruption, lorsqu'on examine leur relation avec le gneiss L a description de quelques localités rendra ce fait de la dernière évidence S u r les bords de l'Allier, en face de la Bajasse, la route a coupé un filon de ce granite L e gneiss qui l'enveloppe se présente en couches presque verticales dont la direction est celle d u filon lui-mờme On aperỗoit en o u t r e , la partie supérieure , un b l o c énorme de cette roche enveloppé de toute part par le g r a n i t e , et dont les c o u c h e s présentent une disposition différente de celle de la masse ; absolument c o m m e si ce b l o c en avait été détaché et plongé au milieu d'une matière liquide ( V o y pl 7, fig ) L'état du fer semble enfin indiquer l'action d'une haute température au voisinage des granites D'abord oxide b y draté, on le voit perdre peu peu son eau de combinaison et devenir oxide rouge, c o m m e cela s'observe au-dessous des laves qui ont coulé sur le gneiss C e fait est d'autant plus remarquable q u e souvent le granite se trouve séparé des roches environnantes par une c o u c h e d'hydrate de fer L a carrière placée près du pont de Vieille-Brioude présente absolument le m ê m e fait O n y remarque un filon principal d'où partent une foule de ramifications qui traversent le gneiss dans tous les sens, et forment par leur rencontre u n e espèce de réseau q u i enveloppe des masses plus ou moins considérables de cette dernière roche Soc C É O L — T O M — Mém n° 10 Jusqu'à présent, il m'a été impossible d'étudier le contact du gneiss et d u granite porphyroïde.' Cette r o c h s se montre b i e n , il est v r a i , aux environs de C l e r m o n t ; mais elle dispart bientôt sous les produits v o l c a n i q u e s ; e t , si l'on se transporte a u - d e l , on ne rencontre plus que du gneiss D a n s les montagnes de la Margeride, les b r u y è r e s qui les recouvrent empêchent également d ' o b server ce contact ; et, des deux ruisseaux entre h s q u e l s il se t r o u v e , l'un a son lit totalement creusé dans le g n e i s s , et l'autre dans le granite C e p e n d a n t , d'après quelques considérations que j'exposerai dans la seconde partie de ce m é m o i r e , je ne puis voir dans ces roches autre chose que des matières épanchées la manière des t r a c h y t e s , dont elles se r a p p r o c h e n t par une foule de caractères Persuadé que dans la disposition de ses couches le gneiss pourrait présenter quelques faits susceptibles d'éclairer l'histoire encore si o b s c u r e de cette r o c h e , j ' a i examiné avec tout le soin possible ses diverses inclinaisons, dans la plaine et sur les m o n t a g n e s ; m a i s , jusqu'à p r é s e n t , je n'ai pu r e m a r q u e r qu'un seul fait général ; c'est q u e cette inclinaison est toujours fort g r a n d e , m ê m e clans la plaine, et l'on rencontre souvent sur les bords de l'Allier cette r o c h e en c o u c h e s presque verticales Il ne faudrait pourtant pas en c o n c l u r e qu'elles n'ont jamais été horizontales L e s n o m b r e u x filons de granite qui les traversent ont d û n é c e s sairement en altérer la position L ' e n s e m b l e des faits q u e je viens d'exposer me part conduire aux c o n c l u sions suivantes : le gneiss, le micaschiste et le stéaschiste ne constituent q u ' u n e m ê m e formation, dont la dernière de ces roches o c c u p e la partie m o y e n n e Q u a n t la position des d e u x autres, il reste faire d e u x hypothèses L e micaschiste est supérieur; et dans ce c a s , il faut admettre qu'il a été détruit sur une étendue considérable; o u b i e n il est inférieur, et sa position élevée est due un redressement de c o u c h e s O n p e u t démontrer la vérité de la dernière h y p o t h è s e en faisant, voir q u e le gneiss est supérieur au stéaschiste, o u bien que celui-ci repose sur le micaschiste O r , c'est précisément ce q u i a lieu ; la m i n e de la Chassaigne est creusée dans le gneiss; et le filon d'antimoine, exploité la partie inférieure, se trouve dans le stéaschiste D ' u n e autre p a r t , on r e n c o n t r e sur les montagnes des environs d'Agnat plusieurs c o u c h e s de cette dernière r o c h e , tandis que le ruisseau qui c o u l e au pied a son lit creusé dans le micaschiste L e s pegmatites se sont formées en m ê m e temps q u e le g n e i s s , d o n t elles i n d i q u e n t la fluidité, et l'on doit les considérer c o m m e les premières r o c h e s d'épanchement L a plupart des d i o r i t e s , c e u x qui appartiennent la variété schistoïde, sont contemporains du gneiss Enfin, s i , c o m m e tout porte le c r o i r e , ces roches se sont formées par refroidissement, le gneiss constitue la partie la plus ancienne et le micaschiste la p l u s moderne Les granites grains fins sont postérieurs cette formation Les variétés porphyroïdes appartiennent probablement u n e é p o q u e différente Groupe carbonifère L e s formations stratifiées, supérieures au gneiss, n'ont en A u v e r g n e que fort peu de d é v e l o p p e m e n t , et ne présentent q u e deux groupes bien distincts : le terrain h o u i l l e r , et le terrain tertiaire lacustre Les roches qui les composent se présentent sur quelques points en stratification discordante ; mais, en général, elles passent de l'une l'autre par des nuances insensibles, de telle sorte q u e leur formation semble n'avoir jamais été interrompue, et dès lors, elles doivent représenter, dans leur faible étendue, toute la série des terrains qui se sont déposés depuis la g r a u w a c k e j u s q u ' a u x dernières couches du calcaire lacustre C'est en vain que l'on chercherait, au contact d u gneiss et des couches carbonifères, q u e l q u e chose qui pût indiquer une séparation entre la partie inférieure et les c o u c h e s supérieures de ce terrain; les roches qui le composent se lient toutes les unes aux autres, et doivent leur origine aux mêmes c a u s e s , répétées pendant une période probablement fort l o n g u e On y r e m a r q u e des psammites, le schiste f o u g è r e s , quelques p o u dingues psammitiques et des arkoses; la houille se montre aussi en couches assez puissantes L a position relative de ces diverses roches m'a paru conduire des conséquences assez r e m a r q u a b l e s , p o u r que je croie utile de les faire conntre avec détail Poudingue psammitique Les poudingues psammitiques se composent de d i vers débris des r o c h e s primordiales Ces fragments présentent quelquefois une adhérence si faible, qu'on serait tenté de les regarder c o m m e appartenant un attérissement très m o d e r n e ; et j e m'y serais s o u v e n t t r o m p é , si des empreintes de fougères et quelques couches de houille q u i les traversent, n'étaient venues me tirer de m o n erreur On y r e m a r q u e principalement des galets de gneiss et de pegmatite plus o u moins altérés ; quelquefois le feldspath qui en fait partie s'est totalement changé en kaolin L a pâte qui lie ces divers fragments renferme de nombreuses paillettes de talc provenant sans doute des stéaschistes, dont la faible dureté n'aura p u résister aux actions q u i les ont transportés Q u a n t sa position, cette roche se rencontre partout ; m a i s , tandis qu'elle forme de minces c o u c h e s dans les portions les plus basses du terrain houiller, on la voit prendre u n e grande puissance dans les parties les plus é l e v é e s , et dans le voisinage des montagnes de gneiss C'est ainsi qu'auprès de Langeac on la rencontre b i e n plus souvent dans les parties q u i avoisinent les montagnes, qu'au centre du bassin Elle constitue de m ê m e la montagne de L u g e a c , près J a v a u g u e s , et se montre encore sur les bords de l'Allier, au pied de la chne des Bitous L e s fragments très v o l u m i n e u x qui composent souvent ces poudingues per- m e t t e n t , en q u e l q u e s o r t e , de remonter leur origine Si on les compare aux roches sur lesquelles ils r e p o s e n t , on est étonné de la ressemblance qu'ils présentent avec elles; et l'on peut m ê m e , l'aide de certains c a r a c t è r e s , déterminer la distance laquelle ils ont été portés C'est ainsi que les galets qui constituent cette r o c h e , dans les environs de L a n g e a c , appartiennent tous un gneiss dont le mica est blanc L e même caractère se présente dans le gneiss des montagnes environnantes; m a i s , une distance de quatre lieues au p l u s , le mica change de couleur, et continue se montrer ainsi sur une étendue fort considérable A cet exemple j ' e n ajouterai un autre qui m e part encore plus décisif L e s poudingues qui se montrent sur le b o r d de l'Allier, près du village de L e n d e , renferment des portions de s t é a s c h i s t e , au milieu duquel se trouvent disséminées quelques parcelles de carbonate de c u i v r e L e même stéaschiste se présente dans le terrain primitif, et la distance qui le sépare du terrain houiller est de moins d'une demi-lieue Cette localité est d'ailleurs la seule de toute l'Auvergne où l'on ait trouvé le c u i v r e carbonate dans les mêmes circonstances de gisement Ces faits m e semblent établir d'une manière positive que les fragments qui c o m posent le p o u d i n g u e p s a m m i t i q u e , sont les débris des roches e n v i r o n n a n t e s , et qu'ils ont é t é , pour la plupart, entrnés une distance fort peu c o n s i dérable Celte roche renferme, d'ailleurs ; peu de fossiles; j e n'ai rencontré que q u e l q u e s stipes totalement silicifiés, et l'état cristallin de la substance qui les c o m p o s e semble indiquer qu'elle se trouvait en dissolution Arkoses L e s arkoses se montrent sur rive occidentale de l'Allier, en face de Jumeaux L e u r passage insensible au psammite, et les couches de schiste q u i alternent avec e l l e s , indiquent assez qu'elles appartiennent a u terrain houiller L e feldspath, q u i en forme la majeure p a r t i e , est ordinairement dans un état très avancé de d é c o m p o s i t i o n , et se t r o u v e quelquefois changé en kaolin C e fait, réuni la présence de la silice dont les cristaux tapissent assez s o u v e n t les fissures de cette r o c h e , semble indiquer une altération considérable dans les éléments qui l'ont formée Sa position est d'ailleurs la m ê m e q u e celle des p o u dingues psammitiques ; c o m m e e u x , elle forme la ligne de séparation du gneiss et du terrain houiller Psammites L e s deux roches q u e je viens de décrire, passent insensiblement a u psammite ; et celui ci se transforme son t o u r en schiste grains plus o u moins f i n s , c o m m e on peut l'observer aux environs de L a n g e a c Si l'on part, en effet, du point o ù se trouvent les carrières, et qu'on se dirige vers les montagnes v o i sines, on voit le psammite schistoïderemplacé par une variété grains plus g r o s , et le schiste se c h a n g e r en psammite En se rapprochant encore des m o n t a g n e s , les couches de psammite d i m i n u e n t , celles de poudingue augmentent c o n s i d é rablement, et bientôt elles seules remplacent ces diverses roches ; de telle sorte q u e , considéré dans son ensemble, le terrain houiller, l'exception des c o u c h e s de c o m b u s t i b l e , se compose de fragments des mêmes r o c h e s , qui augmentent de volume en se rapprochant d'un point déterminé L e s fossiles, d'abord très rares dans les couches inférieures, augmentent b i e n t ô t , et la plupart des schistes qui accompagnent la houille présentent une grande quantité d'empreintes végétales L e s carrières de L a n g e a c , creusées dans le psammite schistoïde, offrent non seulement des impressions de feuilles et de tiges, mais encore un grand nombre de graines Ces graines et la plupart des tiges présentent toujours les caractères suivants : toute trace d'organisation a disparu, si ce n'est la forme extérieure ; l'intérieur se trouve occupé par un psammite tout-à-fait semblable celui qui les renferme ; une m i n c e couche de houille a remplacé le péricarpe dans les g r a i n e s , et l'écorce dans les tiges Ce dernier fait me part démontrer que si toute la houille n'est point le produit d'êtres organisés, c e u x - c i peuvent au moins en former par leur d é c o m p o s i t i o n , et q u e les parties compactes seraient les plus propres éprouver cette transformation Quant la présence du psammite dans l'intérieur, on ne peut guère l'expliquer qu'en supposant que la pression des couches supérieures l'a forcé s'introduire dans les parties v i d e s , pendant qu'il n'était pas encore solidifié argiles E n f i n , p o u r terminer ce que j ' a i dire du terrain h o u i l l e r , il m e reste faire conntre une roche que plusieurs géologues ont rapportée, les uns au terrain lacustre, d'autres des formations plus anciennes Je v e u x parler de ces argiles rouges et vertes que l'on rencontre sur plusieurs points de l'Auvergne, et principalement dans la partie méridionale Cette r o c h e présente, dans son contact avec le gneiss, plusieurs faits très r e m a r q u a b l e s , q u e M Deribier de Cheissac avait déjà signalés Ils s'observent surtout dans quelques ravins qui se m o n t r e n t la limite du bassin de la L i m a g n e L'on v o i t , mesure qu'on s ' é l è v e , le mica du gneiss perdre en grande partie son éclat et se transformer en une matière pulvérulente Des changements analogues s'observent dans le feldspath ; d'abord très compacte la partie i n f é r i e u r e , il devient plus friable dans la partie m o y e n n e , et plusieurs pieds au-dessous de l ' a r g i l e , se t r o u v e totalement converti en kaolin L ' o n chercherait inutilement un p o i n t de séparation entre le gneiss et l'argile ; ces deux roches passent de l'une l'autre, et j e possède des échantillons de moins de trois p o u c e s , dont la partie inférieure est du g n e i s s , et la partie supérieure de l'argile C e fait n'est pas le seul q u i p r o u v e une telle décomposition ; de n o m b r e u x filons de pegmatite traversent le gneiss dans tous les sens, et se prolongent j u s q u e dans la masse argileuse; mais alors ce n'est plus de la pegmatite, c'est une argile dont la couleur blanche, ou d'un blanc v e r d â t r e , tranche fortement sur les parties rouges qui l'environnent Dans son trajet, ce filon a é p r o u v é les m ê m e s modifications q u e le gneiss, pegmatite dans la partie i n f é r i e u r e , il est en kaolin la surface du sol L e s granites euxmêmes présentent e n c o r e ce caractère lorsqu'ils forment des filons dans les roches primitives; leur prolongement dans la portion argileuse a é p r o u v é les mêmes altérations que la pegmatite ; il existe donc en A u v e r g n e des argiles produites par la décomposition du g n e i s s , et qui occupent encore la m ê m e place q u e cette roche Examinons maintenant quelle é p o q u e cette décomposition a c o m m e n c é ; je démontrerai plus tard qu'elle se continue encore de nos jours Si l'on parcourt le terrain houiller de Javaugues en se dirigeant de la m o n t a g n e de L u g e a c vers le ruisseau du C h a m b o n , on voit un psammite rougeâtre succéd3r aux p o u dingues ; la stratification en devient de plus en plus o b s c u r e , et il se trouve bientôt remplacé par une masse argileuse qui repose sur le gneiss Cette m ê m e argile forme encore q u e l q u e s couches qui alternent avec le psammite au pied de la montagne que j e viens de citer L e terrain houiller de L e n d e présente le même caractère, et l'on peut observer son passage Pargile au-delà de l'Allier, dans la plaine située au-dessous de Rilhac L'altération du gneiss q u i constitue les poudingues p s a m m i t i q u e s , e t , c o m m e je l'ai déjà i n d i q u é , le passage du feldspath l'état de k a o l i n , quelle que s o i t , d ' a i l l e u r s , la profondeur laquelle on les e x a m i n e , m o n t r e n t , en o u t r e , q u ' u n e partie de cette roche avait été décomposée lorsque se déposaient les couches carbonifères; et c'est p r o b a b l e m e n t cette altération qu'est due la silice gélatineuse qui a remplacé la matière o r g a nique de quelques v é g é t a u x La comparaison des faits q u i précèdent m'a conduit aux résultats suivants sur la formation du g r o u p e carbonifère Les diverses portions du terrain houiller qui se montrent dans le sud de l'Auv e r g n e se composent de débris des roches environnantes Elles ont été formées l ' e m b o u c h u r e de certains cours d ' e a u , la manière des alluvions m o d e r n e s , les fragments les plus v o l u m i n e u x s'étant déposés les p r e m i e r s , puis ceux q u i forment les psammites, enfin les matières organiques dont la décomposition a produit une p a r t i e , o u peut-être même la totalité de la houille L e s nombreuses empreintes de végétaux q u e renferme ce terrain p r o u v e n t qu'à cette é p o q u e ils croissaient déjà sur le sol de l'Auvergne ; et leur rareté dans les couches inférieures montre que c'est peu près en m ê m e temps qu'ils ont dû prendre naissance L e s argiles les plus anciennes o n t succédé immédiatement au g n e i s s , et rep r é s e n t e n t , pour l ' A u v e r g n e , les schistes argileux et autres roches de la même époque Enfin s i , c o m m e tout semble l ' i n d i q u e r , ces argiles n'ont p u se former q u e dans les parties recouvertes d ' e a u , il en résulte qu'à cette époque l'Auvergne offrait un grand lac dirigé peu près du S au N , sur les bords d u q u e l quelques rivières déposaient le terrain h o u i l l e r , tandis qu'au centre et dans les parties en r e p o s , le gneiss se transformait en argile C'est l'aide de ces dernières considérations q u e j'ai tracé la carte de l ' A u vergne l'époque des formations carbonifères Je me suis s e r v i , p o u r la déter- mination des cours d'eau, du v o l u m e des galets qui composent le poudingue ; supposant que les plus gros se trouvaient les plus éloignés de l ' e m b o u c h u r e Argiles et inacigno L'argile r o u g e , produit de la décomposition des roches p r i m i t i v e s , se r e n contre dans toutes les formations stratifiées de l ' A u v e r g n e , et se présente dans chacune d'elles avec des caractères particuliers Elle semble s'éloigner d'autant plus de son état originaire, q u e les formations dans lesquelles o n l'observe appartiennent une é p o q u e plus récente N o u s venons de la voir au-dessous du terrain houiller, la place du gneiss qui lui a donné naissance, et conservant encore les traces des filons qui traversaient cette r o c h e : Plus tard elle forme des couches au milieu des psammites, et nous la rencontrons encore la base du terrain lacustre ; mais elle se présente ici sous un nouvel aspect Calcaire L e c a l c a i r e , extrêmement rare dans les formations précédentes, appart p o u r la première fois en quantité assez c o n s i d é r a b l e , et f o r m e , avec des grains q u a r z e u x , quelques couches de macigno q u i , par leur h o r i z o n t a l i t é , se distinguent immédiatement des assises fort inclinées du psammite Cette apparition subite du calcaire acquiert une nouvelle importance lorsqu'on observe q u e les roches du terrain primitif en renferment peine des traces; elle semble indiquer la succession d'un nouvel o r d r e de p h é n o m è n e s , et j ' e s p è r e démontrer plus tard qu'elle c o ï n c i d e , très peu p r è s , avec l'éruption de certaines r o c h e s L'argile en couches souvent très considérables, alterne avec le macigno, et ces deux roches forment elles s e u l e s , des collines assez élevées L o r s q u ' o n essaie de rapporter ce système quelque formation c o n n u e , de grandes difficultés se présentent ; car les m o y e n s les plus généralement e m p l o y é s deviennent insuffisants, o u , p o u r mieux dire, tout-à-fait inutiles Les caractères minéralogiques ne peuvent être employés ; en effet, le macigno se m o n t r e dans toutes les f o r m a t i o n s , et l'argile q u e nous avons v u e au-dessus du terrain h o u i l l e r , se m o n t r e aussi au milieu des galets basaltiques L e s caractères g é o logiques ne présentent pas plus d'avantage ; car, malgré de nombreuses recherc h e s , il ne s'y est rencontré aucun fossile Il ne reste donc q u ' u n seul m o y e n , c'est de déterminer sa limite inférieure et sa limite supérieure; mais il importe p o u r cela de l'étudier sur une grande étendue, afin de ne point confondre la disposition générale, avec des faits q u i pourraient tenir q u e l q u e circonstance particulière J'ai tracé une c o u p e q u i embrasse toute la largeur du bassin de l'Allier, depuis les montagnes de Sorlange jusqu'à la chne des Bitous L e terrain houiller se m o n t r e , dans la partie o r i e n t a l e , en couches fort inclinées Au-delà de cette rivière, l'inclinaison est un peu moindre, et le psammite, de plus en plus friable, passe insensiblement l'argile rouge Au-dessus de cette niasse sans a u c u n e stratification distincte, se montrent q u e l q u e s couches de macigno p a r faitement horizontales, et dont la puissance a u g m e n t e mesure q u ' o n s'élève Cette roche est donc postérieure au terrain h o u i l l e r , puisqu'elle repose sur lui en stratification discordante ; mais quelle formation la rapporter ? Est-elle antérieure la c r a i e , ou fait-elle partie du terrain tertiaire? Ces questions me paraissent jusqu'à présent impossibles résoudre ; cependant je serais porté considérer ce système c o m m e représentant, dans sa faible é t e n d u e , toutes les formations qui se sont déposées a i l l e u r s , entre les couches carbonifères et le calcaire L i m n é e s ; c'est du moins ce que semble indiquer la liaison intime qui existe entre cette f o r m a t i o n , le terrain houiller et le calcaire lacustre Formation lacustre Dans quelques localités, l'argile que je viens de décrire admet sa partie supérieure de minces couches calcaires; celles-ci augmentent bientôt en épaisseur et font place une puissante assise de m a r n e v e r t e , traversée par q u e l ques couches de calcaire Limnées Sur d'autres points, [c'est une marne sableuse q u i succède l'argile; enfin le calcaire lacustre se m o n t r e la m ê m e place dans le nord de l ' A u v e r g n e L ' o n est p o r t é , d'après ces considérations , regarder ces différentes roches c o m m e u n e m ê m e c o u c h e q u i aura été modifiée suivant les divers points o ù elle se déposait ; et c'est aussi ce dont on peut s'assurer en parcourant le bassin de l'Allier, d'abord de l'Ouest l ' E s t , puis du Sud au N o r d Cette formation se trouve r é d u i t e , sur b e a u c o u p de p o i n t s , une très petite épaisseur ; il devient quelquefois difficile de la reconntre : mais l'aide d'une couche qu'elle s u p p o r t e , et q u i se distingue plus facilement, on peut la suivre presque sur toute la L i m a g n e L'argile rouge calcarifère q u i , dans q u e l q u e s localités, forme cette c o u c h e , se trouve remplacée dans d'autres, par un sable qui présente la même c o u l e u r , et c ' e s t , d'ailleurs, la seule modification q u e l'on y observe Ce passage se r e m a r q u e parfaitement en p a r c o u r a n t le bassin dans la direction que j'ai déjà indiquée A l'Ouest de B r i o u d e , la montagne de Molzon présente sa base la marne verte, et immédiatement au-dessus, la c o u c h e qui nous o c c u p e , c'est ici de l'argile r o u g e contenant une certaine quantité de carbonate de chaux; un peu l'est, près de Lauriat, elle renferme déjà une assez grande quantité de s a b l e ; enfin, sur le plateau d e R i l h a c , o n ne trouve plus la m ê m e place qu'un sable rougeâtre Nous p o u v o n s suivre maintenant cette c o u c h e jusqu'à C l e r m o n t ; nous la rencontrons d'abord au-dessous des basaltes du Mont-Eclet, aux e n v i r o n s d'Issoire ; les p u y s de Corent et de G e r g o v i a n'en présentent point ; nous la retrouvons au s o m m e t de Chanturgues, immédiatement au-dessus du calcaire Or, ici ce calcaire repose sur les argiles moyennes Il o c c u p e donc absolument la même place que la marne verte du plateau de M o l z o n Q u e l'on examine main- t e n a n t c e calcaire en se r a p p r o c h a n t d e B r i o u d e , d i m i n u e r d'épaisseur, o n verra ses diverses assises et l'intervalle o c c u p é p a r d e la m a r n e o u p a r d u s a b l e , s u i v a n t q u ' o ù s'éloignera d e l'Allier, o u q u ' o n s'en r a p p r o c h e r a Les c o u c h e s supérieures celles q u e j e viens d e faire c o n n a ỵ t r e , a b s o l u m e n t la m ê m e d i s p o s i t i o n , présentent le m ê m e p a s s a g e l'état s a b l e u x ; m a i s il e n est u n e s u r l a q u e l l e j è dois p a r t i c u l i è r e m e n t attirer l ' a t t e n t i o n , p a r c e qu'elle est la d e r n i è r e d e la f o r m a t i o n l a c u s t r e , et q u ' e l l e p r é s e n t e d e s m o d i f i c a t i o n s très r e m a r q u a b l e s E l l e est f o r m é e l'ouest p a r u n calcaire q u i présente u n e telle ress e m b l a n c e a v e c le calcaire c o m p a c t e j u r a s s i q u e , qu'il d e v i e n t i m p o s s i b l e d e l'en d i s t i n g u e r p a r les c a r a c t è r e s m i n é r a l o g i q u e s ; il se m o n t r e m ê m e s u r q u e l q u e s points avec u n e structure lamellaire et saccharoïde C e p e n d a n t les L i m n é e s , q u e l'on r e n c o n t r e d a n s u n e c o u c h e p l a c é e a u - d e s s o u s , n e p e r m e t t e n t p a s d e d o u t e r de sa position C e calcaire en blocs, divisé p a r de n o m b r e u s e s les m e u l i è r e s u n e certaine a n a l o g i e q u i d e v i e n t qu'on observe q u e la silice, sableux, se m o n t r e qui jusqu'alors ne encore s'était fissures, plus offre avec frappante lors- p r é s e n t é e q u ' l'état ici i n t i m e m e n t m é l a n g é e a u c a r b o n a t e d e c h a u x , et quel- q u e f o i s le r e m p l a c e t o t a l e m e n t ; il se p r é s e n t e s o u v e n t e n b l o c s c a r i é s tout-à-fait s e m b l a b l e s cette r o c h e , et q u e l q u e f o i s est occupé le c o n s i d é r e r il f o r m e d e s t u b e r c u l e s dont le centre p a r d e s silex C e s analogies m e paraissent suffisantes p o u r p o u v o i r comme u n e formation parallèle a u x meulières q u i se m o n t r e n t sur q u e l q u e s points d e l ' A u v e r g n e , et l'on aurait v u cette r o c h e s u r le plateau d e M o l z o n , si l a s i l i c e , a u l i e u d e s e p o r t e r s u r l e s p a r t i e s c o m p a c t e s o u concrétion- nées, e û t pris la p l a c e d e s p o r t i o n s cariées q u i les a c c o m p a g n e n t Alluvions anciennes D e nouvelles c o u c h e s , semblables celles q u i se d é p o s e n t bord de nos rivières, succédèrent au calcaire concrétionné m a i n t e n a n t s u r le dont la formation avait été interrompue l'époque des éruptions volcaniques L'ensemble de ces c o u c h e s r e c o u v r e u n espace fort p e u considérable; je dois n é a n m o i n s les faire c o n n a ỵ t r e , c a r elles c o n s t i t u e n t le dernier c h a ỵ n o n q u i lie l ' é p o q u e actuelle a u x temps géologiques L a partie inférieure de ce système est formée par d e s galets q u a r z e u x s u r quelques points, mais plus ordinairement basaltiques L e u r étude c o n d u i t e u n e conséquence a s s e z r e m a r q u a b l e p o u r q u e j e c r o i e d e v o i r la s i g n a l e r d è s p r é - s e n t ; c'est q u e les rivières q u i t r a v e r s a i e n t l ' A u v e r g n e c e t t e é p o q u e différaient fort p e u d a n s l e u r d i r e c t i o n d e celles q u i s'y t r o u v e n t S i l'on r é u n i t les d i v e r s e s portions d e ces c o u c h e s q u i se m o n t r e n t au s o m m e t des plateaux q u i avoisinent B r i o u d e , o n obtient u n e n a p p e d'abord fort large q u i se b i f u r q u e u n p e u a u s u d de cette ville; l'une des b r a n c h e s , dirigée l'E., se termine J a v a u g u e s , l'autre s'étend au s u d jusqu'à Vieille-Brioude A partir de ce p o i n t , l'Allier c o m m e n c e Soc GÉOL — T o M — M é m n° 11 couler dans une gorge é t r o i t e , et l'on peut observer clans tous les endroits où la vallée éprouve un léger renflement, la même c o u c h e de galets ; elle se montre enfin L a n g e a c sur une étendue presque aussi considérable qu'aux environs de Brioude La branche orientale ne suit pas aussi exactement le cours de la S é n o u i r e , et s'en trouve séparée par un groupe de collines gneissiques; c'est d'ailleurs la seule exception qui se présente, car les vallées de l'Allagnon et de la D è g e ont aussi une c o u c h e de galets qui suit très peu près la direction de ces rivières Q u e l'on réunisse de la même manière les alluvions qui se produisent de nos j o u r s , et l'on obtiendra une disposition tout-à-fait semblable Ainsi l'Allier et ses principaux affluents existaient après le dépôt des dernières c o u c h e s tertiaires, antérieurement l'éruption d'un grand n o m b r e de basaltes q u i recouvrent les galets q u e je viens de décrire Je ne crois pas qu'il soit nécessaire d'admettre un v o l u m e d'eau b e a u c o u p plus considérable que celui de l'Allier, p o u r e x p l i q u e r la grande largeur de ces alluvions D e nos jours cette rivière parcourt la plaine o ù elle coule en s'approchant insensiblement de Brioude, et depuis moins de dix ans elle s'est avancée dans cette direction de plus de 400 m è t r e s , laissant l'E u n terrain c o u v e r t de galets et de sable U n e seconde c o u c h e , tout-à-fait semblable la p r é c é d e n t e , se montre au pied des plateaux lacustres, où elle s'est déposée, sur une largeur b e a u c o u p moins g r a n d e , et nous rappelle une seconde plaine sur laquelle l'Allier est e n c o r e venu osciller de l'E l'O., mais entre des limites plus resserrées Dans q u e l q u e s localités les deux couches de galets se trouvent superposées l'une l'autre ; elles sont alors séparées par des sables et une argile schisteuse Je touche maintenant la période actuelle, et q u o i q u e je me sois l o n g u e m e n t étendu sur des formations auxquelles on attache ordinairement peu d'importance, je demande encore la permission de faire conntre q u e l q u e s couches qui ont cessé de se former depuis les temps historiques ; leur étude est le c o m p l é m e n t nécessaire des faits que je viens d'exposer A la dernière c o u c h e de galets s u c céda une plaine encore plus profonde que celle sur laquelle ils r e p o s e n t , et qui forme maintenant le bassin où coule l'Allier Au-dessous des sables dont elle est recouverte, on trouve généralement une couche d'argile n o i r e , renfermant une assez grande quantité de matière bitumineuse D a n s q u e l q u e s localités, ces s u b stances deviennent plus a b o n d a n t e s , et constituent alors un véritable l i g n i t e , c o m m e on peut l'observer auprès de B r i o u d e , sur les bords de l'Allier U n e c o u che de sable tout-à-fait semblable c e l l e - c i , r e c o u v r e les galets de la plaine de l'Etang, q u i , c o m m e son nom l'indique, était couverte d'eau; et il n'y a pas e n c o r e quarante ans que la majeure partie de cette plaine était o c c u p é e par un lac L a ressemblance parfaite de ces deux argiles indique un mode de formation i d e n t i q u e , et l'on doit c o n s é q u e m m e n t admettre qu'un lac semblable se trouvait dans la plaine où coule aujourd'hui l'Allier Enfin le plateau de C h o m a - get présentait aussi un lac dont le dessèchement r e m o n t e un temps peu reculé Il résulte donc de l'examen de ces diverses formations que, depuis le dépôt d u calcaire concrétionné, l'Allier a coulé successivement dans des plaines de plus en plus basses, et qui allaient en se rétrécissant L e sommet du plateau de C h o maget, des escarpements de R i l h a c , de Lamotte et de Fontanes, nous représentent la plus ancienne de ces plaines, et la portion élevée de Flageat et de B r i o u d e , celle qui lui succéda Il est probable q u e les lacs de C h o m a g e t et de l'Etang se formèrent lors de l'abaissement du lit de l'Allier Celui de C h o m a g e t serait le plus a n c i e n ; viendraient ensuite ceux de l'Etang et de la plaine de B r i o u d e Q u a n t leur durée, elle serait dans le m ê m e rapport que leur ancienneté, celui de C h o m a g e t s'étant desséché le dernier CONCLUSIONS GÉNÉRALES O n voit d'après les faits que je viens de décrire q u e toutes les formations stratifiées de l'Auvergne peuvent se rapporter quatre groupes : L e s alluvions a n c i e n n e s , L e terrain lacustre, Le groupe carbonifère, L a formation gneissique Cette dernière est la plus ancienne ; elle se c o m p o s e de trois roches qui passent insensiblement de l'une l'autre L e gneiss se trouve la surface et doit être la première formée dans l'hypothèse du refroidissement du g l o b e ; viennent ensuite le stéaschiste et le micaschiste Les diorites schistoïdes appartiennent la m ê m e é p o q u e ; ils sont fort -rares et se présentent toujours en couches alternant avec le gneiss L e s pegmatites semblent être des roches d'éruption ; elles ont paru avant que le gneiss fût complétement solidifié L a majeure partie des granites qui se m o n t r e n t vers le sud de l'Auvergne est postérieure cette formation L o r s q u e se déposèrent les premières couches du terrain houiller, le sol de cette contrée n'offrait déjà plus une surface p l a n e , et la rareté des végétaux fossiles dans la partie inférieure semble indiquer qu'ils ont pris naissance cette époque Les roches qui se formèrent alors sont des poudingues psammitiques, des a r k o s e s , des psammites et des schistes fougères Elles doivent leur origine a u x débris des terrains antérieurs q u i , p o u r la plupart, n'ont été transportés qu'à une petite distance Ces couches se sont formées l ' e m b o u c h u r e des rivières qui venaient se jeter dans un lac dont la plus grande dimension était du S au N , et le volume en général assez petit des galets qui composent le p o u d i n g u e p s a m mitique semble indiquer, que ces rivières n'avaient pas une grande puissance La silice gélatineuse et cristallisée q u e l'on rencontre dans les psammites, part s'être f o r m é e , c o m m e de nos j o u r s , par la décomposition des roches primitives U n e partie de la h o u i l l e , sinon la t o t a l i t é , n'est q u e le résultat de la d é c o m position de végétaux L'argile rouge provient de la décomposition sur place du gneiss et des roches analogues ; elle s'est formée en m ê m e temps q u e les psammites les plus anciens, dans les parties du lac qui se trouvaient en r e p o s , et l'on doit dès lors considérer la portion la plus inférieure c o m m e une formation parallèle au groupe c a r b o nifère En g é n é r a l , les causes agissant actuellement suffisent p o u r rendre c o m p t e de tous les faits que présente le terrain houiller de l ' A u v e r g n e II n'existe dans cette contrée ni calcaire jurassique ni craie; mais l'argile du groupe carbonifère, par son passage insensible aux roches du terrain lacustre, indique qu'il n'y a eu aucune interruption dans les causes q u i leur donnaient naissance, et que dès lors une partie des couches q u i forment le passage du terrain houiller aux marnes limniques doit s'être formée pendant les périodes comprises depuis le groupe carbonifère jusqu'aux formations lacustres La période limnique est caractérisée en A u v e r g n e par le carbonate de chaux qui jusqu'alors ne s'était montré qu'en très faible quantité L e s m a r n e s , le calcaire et le sable qui se sont formés cette é p o q u e ont été déposés peu près sur le m ê m e emplacement que les couches carbonifères, dans un lac qui allait du S au N et dont une partie se prolongeait au S.-O., en suivant très peu près le cours actuel de l'Allagnon L e s meulières sont représentées par un calcaire c o n c r é t i o n n é , quelquefois siliceux; cette c o u c h e est d'ailleurs la dernière d u terrain lacustre, et c'est cette é p o q u e , qui coïncide avec l'apparition des premiers basaltes, q u e les eaux o n t abandonné la majeure partie du sol qu'elles avaient si long-temps recouvert EXPLICATION DES PLANCHES P L A N C H E — Mém n° Pl A FIGURE I Amas de pegmatite a u m i l i e u des couches contournées d u gneiss FIG Granite en filon dans le gneiss On observe la partie supérieure un bloc de gneiss empâté dans la masse d u filon FIG Coupe prise sur la route de B r i o u d e , près de Champagnac-le-Vieux La partie ponctuée indique u n e couche de diorite ; elle alterne avec l e gneiss et suit les mêmes sinuosités FIG 4- Coupe d e la montagne de Molzon (Voyez la superposition générale, fig 7.) FIG Coupe prise sur les bords d u ruisseau d u Chambon On y observe les d e u x couches de galets basaltiques, séparées par u n banc d e sable et reposant sur le terrain l a custre FIG Coupe prise sur la route d e Brioude S a i n t - F l o u r , près d e la Caassaigne E l l e présente le passage d u gneiss l'argile et l a position des filons de pegmatite FIG J'ai réuni sous l e n o m de superposition g é n é r a l e , les principaux faits q u e présentent les formations stratifiées d u m i d i de l'Auvergne On y voit l e micaschiste en c o u ches fortement inclinées ; au-dessus l e stéaschiste, et enfin l e gneiss se m o n t r e n t , ensuite le psammite et les argiles d u groupe carbonifère ; celles-ci supportent le terrain lacustre ; enfin les alluvions anciennes recouvrent toutes ces formationsA y a n t adopté partout les m ê m e s signes pour chaque c o u c h e , cette figure indique aussi les couleurs conventionnelles FIG Coupe d u bassin de l ' A l l i e r , suivant u n e l i g n e dirigée d e l'est l'ouest O n remarque la partie inférieure le passage d u psammite a u x argiles rouges, et la fusion de celles-ci avec l e terrain lacustre La substitution des points a u x lignes indique également le passage des marnes lacustres a u x couches sableuses FIG La m ê m e coupe suivant u n e l i g n e dirigée d u s u d a u nord O n y observe p e u près les m ê m e s faits q u e dans l a précédente P L A N C H E — Mém n° P l B FIG J'ai essayé d'y représenter le lac o ù se sont formées les couches carbonifères, et les rivières q u i existaient cette époque Les lignes concentriques indiquent les parties où l'on rencontre l e psammite ; tout le reste est de l'argile FIG Esquisse d e s diverses plaines o ù se sont déposées les alluvions anciennes Mémoires de la Société Géol de France Mém N° Pl A Tome Pl VII Pl Gr p C Avril Lith Roger Mémoires de la Société Géol de France Mém N° Pl B Tpme Pl VIII Pl Gr p C Avril Jardiner ... plus de son état originaire, q u e les formations dans lesquelles o n l'observe appartiennent une é p o q u e plus récente N o u s venons de la voir au-dessous du terrain houiller, la place du. .. étendu sur des formations auxquelles on attache ordinairement peu d'importance, je demande encore la permission de faire conntre q u e l q u e s couches qui ont cessé de se former depuis les. .. le b o r d de l'Allier, près du village de L e n d e , renferment des portions de s t é a s c h i s t e , au milieu duquel se trouvent disséminées quelques parcelles de carbonate de c u i v r
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