Chapitre I

LES KOCHES OU MATÉUIAUX (JUI COMPOSENT L'ÉCORCE TERUESI HE

En dessous de la terre arable, où croissent les arbres et les autres végétaux, se trouvent les substances minérales qui constituent l'écorce du globe. Généralement, ces substances sont réunies en masses plus ou moins considérables, et superposées, en lits ou en couches distinctes, les unes pardessus les autres. Ce sont ces substances minérales, existant dans la nature en amas importants, que l'on nomme roches en géologie. Par exemple, pour le géologue, le charbon, le granit, l'argile, même le sable, sont des " roches ".

Les minéraux que l'on rencontre le plus souvent dans la composition des roches, sont le quartz^ \e feldspath, le mica, y amphibole, le calcaire, la silice, Vargile, le carbone, etc. Le description de ces espèces minérales api)artient à la minéralogie.

D'après la manière dont elles se sont formées, on partage les roches en deux classes générales, qui existent en proportions presque équivalentes dans la constitution de \s croûte terrestre. En effet, lorsque se solidifiait l'écorce de la Terre, la matière incandescente de l'intérieur a dû par ses bouillonnements s'ouvrir des passages à travers la couche résistante qui se formait et se figer çà et là en des sortes de buttes ou de mamelons, et même de vastes murailles. Les roches, qui sont venues ainsi de l'intérieur comme par '' éruption ", sont dites êruptives (ou ignées, ou encore plutoniennes, du nom de Pluton, dont la mythologie a fait le dieu des enfers). D'autre part, il s'est fait au sein des eaux des dépôts considérables de matières minérales, et les roches qui se sont formées de la sorte sont dites sédiment aires (nom qui indique précisément leur mode de formation), et aussi neptiiniennes, par allusion à Neptune, le dieu mythologique des eaux.

I. Roches êruptives. — Les roches êruptives sont sorties, du noyau central et incandescent du globe terrestre, sous forme de laves, fluides ou pâteuses, oui se sont épanchées à l'extérieur, et s'y sont figées lentement. Les

substances minérales qui les composaient ont pris, en se groupant sous l'influence des lois moléculaires, des formes régulières, dites cristallines. Et, de fait, les roches éruptives ne sont généralement qu'un amas de petits cristaux. Toutes sont des mélanges, en diverses proportions, de queloues-uns des quatre éléments : quartz, feldspath, mica, amphibole. Au point de vue chimique, ce sont des silicates, c'est-à-dire des combinaisons de l'acide silicique avec la chaux, la potasse, la soude, l'oxyde de fer, l'alumine, la magnésie, etc. — Les roches éruptives sont extrêmement résistables à la chaleur ; elles entrent difficilement en fusion même sous l'action des foyers les plus ardents.

Il est intéressant de se demander ici quels ont pu être les effets de ces poussées de la masse centrale en fusion à travers la croûte déjà solidifiée, sur une épaisseur plus ou moins considérable, du globe terrestre. — Ces jets de matières incandescentes, par leur seul contact avec les couches de l'écorce terrestre à travers lesquelles ils étaient lancés, les ont modifiées profondément au moins dans leur voisinage immédiat. C'est ainsi que, par l'action de la chaleur intense de ces jets, les calcaires avoisinants sont devenus des marbres, ou blancs, ou rayés de veines aux couleurs brillantes ; les sables se sont transformés en des grès compacts ; les micas et les amphiboles, se mêlant aux marnes feuilletées, ont produit les gneiss. Ces modifications diverses constituent ce qu'on nomme le '* métamorphisme ", mot qui signifie changement. Il faut ajouter que les minerais sont sortis, avec les roches ignées, du noyau central, pour se déposer et se solidifier, en amas considérables dans de vastes crevasses, ou en veines dans les fissures de terrain, et qui sont les mines d'où Ton retire aujourd'hui les métaux précieux ou simplement utiles.

— Les principales espèces de roches éruptives sont les suivantes : les granits, les gneiss, les micaschistes \ les

(1) Quelquefois on traite, en une section distincte dite des '* Roches métamorphiques ", des granits, des gneiss et des micaschistes. Cependant, avec la généralité des auteurs, nous préférons rattacher ces substances minérales aux roches éruptives ou ignées, étant donné qu'après tout c'est bien par l'action du feu central qu'elles se sont cristallisées.

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porphyres, les diorites, les sycnites, les lavcSy les trachytes, les basaltes.

Les granits, — Le granit est la roche éruptive la plus ancienne. Il entre, pour une bonne partie, dans la formation des Alpes et des Pyrénées, en Europe, et des Laurentides en Canada. On connaît, entre autres, les beaux granits de la Rivière-à-Pierre, de Métabetchouan et de Chicoutimi, dans la province de Québec.

Le quartz (en grains vitreux et gris), le feldspath (en cristaux plus grands, blancs ou roses), et le mica

(en paillettes noires ou argentées, pig. 2.-L'aspect du granit. brillantes), composent le granit.

Ces éléments, très serrés les uns contre les autres, font une roche très compacte et qui prend un beau poli, mais très dure à travailler. C'est dans certaines variétés de granit que les Egyptiens ont taillé des obélisques et des sphinx. Sous l'action de l'eau chargée de gaz carbonique le granit

Fig. 3. — Apparence du gneiss.

s'altère et se désagrège ; l'un de ses éléments, le feldspath, se décompose alors en matières solubles et en argile pure qui est le kaolin (donnant par la cuisson la porcelaine fine).

GEOLOGIE

Les gneiss. — Cette roche se compose, comme le granit, de cristaux de quartz, de feldspath et de mica. Mais ces cristaux, disposés en lames ou en couches assez régulières, lui donnent un aspect feuilleté.

Les micaschistes, — Ces roches ne sont composées que de quartz et de mica, disposés en lits brillants, parallèles, et souvent recourbés de diverses façons. On trouve beaucoup le micaschiste en Bretagne, dans les Alpes et, chez nous, dans les Cantons de TEst.

Les porphyres. — Ces roches ont la même composition que le granit (quartz, mica, feldspath); mais elles sont remarquables par le fait que, au milieu de leur masse, formée de cristaux microscopiques, il se trouve de grands cristaux. La masse Fig. 4. — Porphyre. ^^1 \^ pâte étant de

teinte sombre, rouge ou verte, et les grands cristaux étant colorés de teintes claires, on comprend que cette roche, lorsqu'elle est polie, est très décorative. Aussi, dès l'antiquité, on l'a utilisée pour l'ornementation. Les Grecs se servaient pour leurs monuments du " porphyre vert ", qu'ils trouvaient près de Sparte ; et les Romains apportaient de l'Eypte le '' porphyre rouge " qu'ils ont beaucoup employé. — Comme on constate que les porphyres existent en veines traversant le granit, on doit les regarder comme plus récents que lui.

Les dioriies. — Mélange de feldspath et d'amphibole (silicate, de couleur verte, brune ou noire, cristallisant en aiguillettes fibreuses), les diorites sont des roches blanches et noires, qui abondent dans la province de Québec.

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Les syénites. — Ces roches sont en réalité du granit où l'amphibole se trouve à la place du mica. Leur couleur rouge est due au feldspath qui entre dans leur composition. Leur nom lui-même vient de Syène, ville d'Egypte où elles se trouvent en quantité ; du reste, les Egyptiens les ont souvent utilisées pour les constructions.

Les laves. — On désigne par ce nom les substances minérales à l'état de fusion que les volcans projettent hors de leurs cratères. Ces matières, en se refroidissant lentement, prennent une structure compacte, au fond des courants ; mais à la surface, elles prennent plutôt une structure de scories ou poreuse. Les laves, au point de vue chimique, sont des silicates. Celles du Vésuve et de l'Etna sont noirâtres ; en d'autres volcans elles sont de couleur grise.

Les trachytes. — Ce sont des roches, âpres au toucher, de coloration tantôt blanchâtre, tantôt plus ou moins foncée, de consistance compacte — en apparence seulement : car sous le microscope on y voit une multitude de petits cristaux généralement allongés. Le Puy de Dôme, en France^ et les volcans des Cordillères, en l'Amérique du Sud, sont de nature trachy tique. De fait, les volcans rejetaient souvent, autrefois, de ces roches trachy tiques — qui se rencontrent beaucoup dans la région montréalaise, en notre Province. La " pierre ponce ", substance légère, friable, à poussière dure, à coloration blanchâtre, jaunâtre ou verdâtre, utilisée pour le polissage, se rattache aux roches trachytiques.

Les basaltes, — Ces roches volcaniques, de couleur noirâtre ou grisâtre, sont divisées en colonnes régulières, de forme prismatique et ordinairement hexagonale. Pour expliquer comment les amas épais de laves ont pu, en se refroidissant avec une très grande lenteur, prendre cette forme de colonnes, on cite les plaques assez régulièrement divisées, et ressemblant à des tuiles de parquet, qui se produisent dans la couche vaseuse se desséchant lentement lorsque les eaux se retirent. Et de fait, un terrain formé d'une masse basaltique à colonnes verticales présente à sa surface extérieure cet aspect d'un parquet régulier, Le.s

GEOLOGIE

colonnades basaltiques les plus fameuses sont celles de la grotte de Fingal (située dans l'une des îles Hébrides, près la côte occidentale d'Ecosse) : on voit là des colonnes régulières d'une hauteur de 45 pieds. Les basaltes existent aussi, parfois, comme en colonnes horizontalement empilées, en jBlons, ou même en masses isolées (ex., les monta-

Fig. 5. — Les colonnes basaltiques de la grotte de Fingal.

gnes de Belœil, de Montréal). — La structure des basaltes est compacte. On trouve dans leur composition la labradorite, l'augite, des carbonates et silicates, du fer titane et beaucoup d'oxyde magnétique (ce qui explique la déviation que leur approche produit sur l'aiguille aimantée).

IL Roches SÉDIMENTAIRES. — Ainsi que l'indique leur nom, les roches sédimentaires proviennent des ''sédiments'' ou dépôts, qui se sont faits au fond des eaux, des matières qu'elles tenaient en suspension. Ces matières n'ont pu que se déposer en couches horizontales, parallèles, stratifiées ;] et ces lits auraient toujours conservé cette position, s'il n'était survenu dans la suite des dislocations, des affaissements, etc., de la croûte terrestre, qui l'ont plus oumoins modifiée, ainsi que nous le verrons dans l'étude desterrains.

Les eaux, soit des mers, soit des cours d'eau de toutes sortes, démolissent, peu à peu et constamment, la partie

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solide de l'écorce terrestre avec laquelle elles viennent en contact ; et ce sont les parcelles ainsi désagrégées qui, après un état plus ou moins prolongé de suspension dans l'élément liquide, sont descendues par leur poids au fond des eaux. La plus grande partie des sédiments, ou des couches formées par les dépôts, ont cette origine. On peut ajouter encore, à l'action désagrégeante des eaux, celle des agents atmosphériques divers, qui désagrègent aussi, sous certaines conditions, les terrains solides exposés à l'air : les eaux ruisselant sur le sol entraînent ces parcelles ou débris vers les grandes masses liquides, au fond desquelles elles se déposent aussi. On peut dire que les roches qui se sont formées de la sorte, c'est-à-dire par dépôt, ont une origine mécanique. — D'autres roches sédimentaires ont une origine chimique. Par exemple, le gypse, qui est un sulfate de chaux, a dû se former par la combinaison de gaz sulfureux avec des sels calcaires dissous dans les eaux ; de même le sel gemme, qui est un composé de chlore et de sodium (chlorure de sodium). — Enfin, il y a aussi des roches dont l'origine est organique, autrement dit : vitale. Et comme la vie se présente, dans l'univers, sous la forme " végétale " et la forme " animale ", on constate aussi qu'il y a des roches dont l'origine est végétale : par exemple le charbon et la tourbe (produits, le premier, par l'altératon lente de végétaux soumis, au fond des eaux, à l'action prolongée de bactéries ou de ferments particuliers ; et l'autre, par la décomposition de certaines plantes, au fond de terrains marécageux) ; et des roches dont l'origine est animale : par exemple la craie, qui se compose de coquilles de tout petits mollusques, et les récifs formés dans la mer par les coraux.

On partage ordinairement les roches sédimentaires en trois groupes distincts, selon les éléments dont elles se composent et qui sont du calcaire, de la silice, ou de l'argile. Si l'on ajoute, comme il convient, les roches salines et les roches combustibles, on a les 5 catégories de roches sédimentaires qui suivent : les roches calcaires y siliceuses y argileuses, salines, combustibles.

1° Roches calcaires. Formées de carbonate de calcium, les roches calcaires ont pour caractère distinctif de faire effervescence sous l'action des acides, c'est-à-dire de laisser alors se dégager des bulles de gaz carbonique. Il suffit d'une goutte de vinaigre pour produire ce phénomène. En outre, la chaleur les décompose, en faisant échapper aussi le gaz carbonique : ce qui reste est la chaux vive. Enfin, ces roches sont rayées par le couteau.

Les principales roches calcaires sont :

Les *' marbres ", qui existent en quantité, mais généralement de qualité inférieure, dans le terrain laurentien, en Canada. Les marbres, parfois colorés par des matières étrangères, prennent un beau poli ; ceux de couleur blanche sont les plus précieux (marbres de Paros, de Carrare).

La " craie ", qui peut être blanche (blanc d'Espagne) ou colorée, est formée de débris microscopiques de mollusques, d'épongés, etc.

Le *' calcaire grossier ", qui est la pierre à bâtir, abondante à Beauport et en d'autres localités du Canada.

Le '' calcaire lithographique ", dont le grain est fin, et que l'on utilise pour la gra\ure sur pierre.

Les " marnes ", mélange de calcaire et d'argile en des proportions variables. (Saguenay, Anticosti, etc.)

2° Roches siliceuses. Comme l'indique bien leur nom, les roches siliceuses sont principalement formées de silice. Etant très dures, elles ne sont pas rayées par le couteau. Elles ne font pas effervescence, lorsqu'on les met en contact avec les acides. Enfin, elles font feu au briquet, ce qui signifie que, lorsqu^on les frappe avec un morceau de fer, les paillettes qui s'en détachent produisent des étincelles.

Voici quelles sont les principales roches siliceuses :

Le '^quartz", qui n'est autre chose que la silice cristallisée.

Le " silex ", nommé aussi pierre à fusil, et qui est de couleur brune, grise ou noire.

Le " sable ", qui se compose de petits grains arrondis de quartz, et dont l'on se sert pour les mortiers et pour la fabrication du verre.

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Le '' grès ", formé de grains de sable unis ensemble par une pâte qui en fait une roche plus ou moins dure.

Le '' poudingue ", masse résistante où la pâte rocheuse est entremêlée de petits cailloux arrondis. Lorsque ces petits cailloux sont plutôt anguleux, le poudingue se nomme " conglomérat ". Ces deux sortes de roches siliceuses se trouvent beaucoup dans la sorte de terrain dite groupe de Québer*.

3° Roches argileuses. Des roches assez tendres pour se laisser rayer par l'ongle, qui ne font pas effervescence sous l'action des acides, et qui font pâte avec l'eau au point d'être imperméables : telles sont les roches argileuses. Formées de silicate d'alumine plus ou moins pur et hydraté, elles constituent ce qu'on nomme les terres glaises. Soumises à une forte chaleur, ces roches deviennent dures et prennent la couleur rouge : c'est la brique bien connue.

Les principales roches argileuses sont les suivantes :

L'" argile plastique ", qui tient son qualificatif de la propriété qu'elle a de se pétrir facilement. Généralement, elle contient des impuretés qui lui donnent des teintes jaunes, rouges ou vertes. La pâte qu'elle forme avec l'eau est utilisée en sculpture, pour la fabrication de la brique et celle des poteries et faïences.

Le " kaolin ", argile pure, que l'on trouve abondamment en France, en Chine, au Japon. La cuisson en fait de la porcelaine fine.

Les '' schistes ", que l'on divise aisément en feuillets parallèles. L'ardoise est l'un de ces schistes ; à la propriété de se fendre facilement, elle joint celle d'une résistance assez grande.

La '' marne ", composée d'argile et de calcaire, est de grand usage pour l'amendement des terres, auxquelles elle donne l'argile ou le calcaire qui leur manque. Far la cuisson de certaines marnes, on obtient de la chaux hydraulique (dont le ciment n'est qu'une variété), qui durcit rapidement dans l'eau, et que l'on utilise, à cause de cette propriété, pour la fabrication de mortiers employés dans la construction des ponts, des digues, etc.

— Il convient de faire observer ici que les trois sortes de roches, calcaires, siliceuses, argileuses, peuvent se combiner pour former des roches composées, ainsi qu'on a dû le remarquer dans les pages précédentes. On a vu, par exemple, que le grès est composé de grains de sable réunis ensemble par une pâte, calcaire ou non ; et que la marne est un mélange de calcaire et d'argile. En outre, ces trois sortes de roches se rencontrent si souvent dans la composition des roches que l'on trouve dans le sol, qu'on peut les considérer comme formant, pour ainsi dire, l'ossature de la croûte ou de l'écorce solide du globe terrestre.

4° Roches salines. Les roches salines peuvent se rayer à l'ongle, et elles sont solubles dans l'eau : tels sont leurs caractères distinctifs.

Le gypse, le sel gemme et les phosphates sont les principales roches salines.

Le " gypse " (sulfate de calcium hydraté) est généralement compact et blanc. Il est dit aussi " pierre à plâtre ", parce que, soumis à une chaleur modérée, il passe à l'état de matière blanche et pulvérulente, qui est le plâtre. Celui-ci, mélangé d'eau gommée, devient le stuc. Les usages du plâtre et du stuc sont assez connus.

Le '' sel gemme " (chlorure de sodium) a la même composition chimique que le sel marin et sert aux mêmes usages. En divers pays, on trouve le sel gemme en amas considérables. Il est incolore quand il est pur ; et coloré diversement, quand il contient des matières étrangères.

Les '' phosphates " (de calcium) ont grande importance au point de vue agricole, pour l'amendement des terrains cultivés. On en trouve de riches dépôts dans la région d'Ottawa.

5° Roches combustibles. Ces roches proviennent généralement de plantes qui, à l'abri de l'air, se sont lentement décomposées. Leur faculté de brûler tient au charbon qu'elles contiennent sous une forme ou sous une autre.

Les plus importantes de ces roches sont les suivantes :

La " tourbe ", formée par la décomposition de végétaux, qui sont surtout des mousses, et contenant de 50 à 60 pour