ORIGINE DES ROCHES MÉTAMORPHIQUES

J'ai traité longuement de la composition minérale de roches métamorphiques ; il me reste maintenant à développer les détails de leur structure et leur histoire, à donner en même temps le précis des opinions qui ont été successivement émises sur leur origine probable. Mais, d'abord, je préviens le lecteur que nous mettons ici le pied sur un sol peu sûr, et que bientôt nous atteindrons les limites au delà desquelles devront cesser toutes les inductions positives, et ne commencer que de simples conjectures. Une hypothèse fut jadis très en faveur, et même encore aujourd'hui compte plusieurs partisans parmi les géologues : on suppose que la texture cristalline et l'absence de toutes traces d'origine mécanique ou de contenu organique au sein des roches métamorphiques proviennent d'une condition particulière et naissante qu'aurait présentée la planète à l'époque de la formation de ces roches. J'examinerai en détail les arguments qui combattent cette hypothèse, lorsque je montrerai, dans le dernier chapitre de ce volume, à combien d'âges différents se rapportent les formations métamorphiques, comment aussi

(1) On lui donne aussi le nom de talschiste. (Ibid.)

Ch. XXXV.] ROCDES MÉTAMORPniQUES. 4S7

ont été produits le gneiss, le micachiste, le schiste argileux et le calcaire hypogène (celui de Carrare, par exemple), et cela, non-seulement à dater de la première introduction des corps organiques sur la terre, mais encore longtemps après la succession de plusieurs des différentes races de plantes et d'animaux.

La doctrine qui a trait aux couches cristallines, comprises sous le nom de métamorphiques, doit trouver place immédiatement ici ; nous chercherons d'abord si réellement on est autorisé à donner à ces couches l'épithète de stratifiées, dans le sens strict de ce mot, c'est-à-dire de roches déposées primitivement au sein des eaux sous forme de sédiment, Cette épithète, que les géologues ont généralement adoptée pour désigner les roches métamorphiques, indique suffisamment la divisibilité de celles-ci en lits très-analogues, au moins quant à la forme, aux couches fossilifères ordinaires. La ressemblance, du reste, n'est point du tout limitée à l'existence accidentelle, dans les deux groupes de roches, de la même structure laminaire, mais elle s'étend à toute espèce de disposition en harmonie avec l'absence de fossiles, sable, galets, ondulations et autres caractères que la théorie métamorphique suppose avoir été anéantis par l'action plutonique. Ainsi, on trouve au sein des formations cristallines, aussi bien que dans les formations fossilifères, une alternance de lits variant beaucoup pour la composition, la couleur et l'épaisseur. Le gneiss s'y trouve entremêlé de petites bandes de schiste amphibolique noir, ou de chloritoschiste vert, ou bien encore de quartz grenu ou de calcaire; l'échange entre ces différentes matières peut se répéter un nombre de fois indéfini. Le micaschiste alterne de même avec le chlorito-schiste, ou avec des lits de quartz pur, ou des couches de calcaire grenu.

Nous avons déjà dit que, près du contact immédiat des veines granitiques et des dykes volcaniques, on observait des altérations profondes de la roche, plus spécialement au voisinage du granit. Il sera peut-être utile ici d'ajouter

4 8 8 COUCHES EN CONTACT AVEC LE GRANIT. [Ch. XXXV.

d'autres exemples pour démontrer qu'une texture, impossible à distinguer de celle qui caractérise les formations • métamorphiques les plus cristallines, a transformé des couches jadis fossilifères.

L'extrémité méridionale de la Norwége comprend un large district qui occupe le bord occidental du fiordde Christiania, et, dans cette circonscription, le granit et la syénite percent, par places, à travers les couches fossilifères, ou bien, ce qui est plus habituel, envoient des veines au sein de ces couches, au point de contact. Les roches stratifiées de cet endroit, pétries de coquilles et de zoophytes, consistent principalement en schistes, calcaires et grès ; elles sont invariablement altérées près du granit, par exemple à 45 et jusqu'à 365 mètres. Les schistes alumineux ont durci et sont devenus siliceux ; ils ressemblent parfois à du jaspe. Le durcissement de bandes alternatives d'un schiste vert et brun-chocolat a donné lieu à un véritable jaspe rubané ; chaque nuance reproduit fidèlement les lignes primitives de stratification. Plus près du granit le schiste contient souvent des cristaux de hornblende que l'on voit même à une distance de plusieurs centaines de mètres du point de jonction ; ce hornblende de couleur noire s'y trouve tellement abondant, que des géologues éminents, voyageant dans la contrée, ont pris la roche pour le schiste amphibolique ancien, subordonné à la grande formation de gneiss en Norwége. Fréquemment aussi apparaissent dans la masse, entre le granit et le schiste amphibolique mentionné ci-dessus, des paillettes de mica et du feldspath cristallin ; cette association minérale ressemble soit à un gneiss, soit à un micaschiste. On découvre rarement des fossiles à travers ces schistes, et les quelques débris qu'ils pourraient fournir disparaissent à mesure que la roche devient plus cristalline, c'est-à-dire qu'elle se rapproche davantage du granit. En quelques endroits, la matière siliceuse du schiste est devenue du quartz grenu, et, lorsqu'il s'y ajoute du hornblende et du mica, la roche altérée perd sa stratification, et passe à une sorte de granit. Le calcaire qui,

Ch. XXXV.] ALTÉRATIONS DES COUCHES. 4 89

loin de cette dernière roche, offre une texture terreuse et une couleur bleuâtre, qui souvent aussi abonde en coraux, devient au contraire, en s'en rapprochant, un marbre blanc, saccharoïde, quelquefois siliceux; la structure grenue continue, en certains cas, jusqu'à plus de 365 mètres du contact. Les coraux sont, la plupart, profondément altérés quant à leur forme, mais cependant il en subsiste quelques-uns bien conservés, même dans le marbre blanc. Le calcaire altéré et

Fig. 757. — Zone d'altération des schiste et calcaire fossilifères près du granit Christiana. Les flèches indiquent le plongement, et les lignes droites la direction des lits.

lejschiste endurci contiennent tous deux des grenats assez fréquents; on y remarque, de plus, des minerais de fer, de plomb, de cuivre et un peu d'argent. Ces altérations existent, soit que le granit traverse les couches fossilifères parallèlement à leur direction générale, soit qu'il les pénètre perpendiculairement à cette direction, comme nous l'avons montré par le plan ci-dessus (1).

Les schistes endurcis et rubanés dont il a été question précédemment montrent une étroite ressemblance avec certaines argiles schisteuses du terrain houiller de Russel's Hall, près Dudley : en cette localité, le combustible a brûlé sous terre pendant des années. Des lits d'argile schistoïde, d'une épaisseur considérable, recouvrant la houille en ignition, ont été calcinés et endurcis à tel point, qu'ils ont acquis une

(1) Keilhau, Gœa Norvegica, pp. 61, 63.

490 ALTÉRATIONS DES COUCHES. [Ch. XXXV.

cassure siliceuse, et les petites bandes en sont devenues alternativement vertes et rouge-brique.

Le granit de Cornouailles envoie pareillement des veines au travers du schiste argileux grossier, appelé par les gens du pays killas. Ce Killas est converti en schiste amphibolique près de son contact aux veines. Le phénomène se voit très-bien à la jonction du granit et de la roche en question, à Saint- Michael's Mount (Mont Saint-Michel), petite île d'environ 90 mètres de haut, située dans la baie, à la distance d'environ 35 kilomètres de Penzance.

Le granit lui-même de Dartmoor, en Devonshire, se serait introduit, d'après Sir H. de la Bêche, dans les ardoises et grès ardoisiers appelés grauwackes, plissant et contournant les strates sur son passage, et leur envoyant des ramifications. Par suite, quelques-unes de ces roches schisteuses seraient devenues «. micacées; d'autres, plus endurcies, auraient gagné les caractères du micaschiste et du gneiss ; le reste, enfin, aurait été transformé en une roche dure, zonée, fortement chargée de feldspath (1). »

Il résulte des recherches de M. Dufrénoy que, dans les Pyrénées-Orientales, existent des massifs granitiques d'âge postérieur aux formations appelées lias et craie en ce pays, et que ces roches fossilifères sont fortement altérées dans leur texture et souvent imprégnées de minerai de fer au voisinage du granit. Ainsi, aux environs de Saint-Martin, près Saint-Paul de Fénouillet, le calcaire crayeux devient plus cristallin et saccharoïde à mesure qu'il approche du granit, et il perd toutes traces des fossiles qu'il contenait d'abord en abondance; sur quelques points aussi, ce calcaire devient dolomitique, et se montre tout pénétré de petites veines de carbonate de fer, ou tacheté de minerai rouge du même métal (fer oligiste). A Rancié, le lias, près du granit, est nonseulement imprégné d'oxyde de fer, mais chargé de pyrite, de trémolite, de grenat, ainsi que d'un minéral un peu ana-

(1) Geol. Ma?iual, p. 479.

Ch. XXXV.] ACTION PLUTONIQUE. 491

logue au feldspath, et que l'on appelle Conzéranitc, d'après la localité où il se trouve plus spécialement.

Or, les altérations que nous venons de décrire comme ayant été produites dans les roches par des dykes volcaniques et parles veines granitiques, prouvent incontestablement que la nature possède des moyens de transformer des strates fossilifères en couches cristallines, de déterminer au sein des lits un nouveau caractère minéral, semblable, sinon tout à fait identique avec celui du gneiss, du micaschiste et d'autres membres stratifiés de série hypogène. La nature précise de ces causes d'altérations que l'on nomme provisoirement plutoniques est des plus obscures, des plus douteuses; mais la réalité des faits existe, et nous devons admettre que l'influence de la chaleur a eu des rapports avec la transmutation, si, pour les raisons que nous avons développées, on accepte l'origine ignée du granit.

Les expériences de Grégoire Watt, qui a fondu diverses roches dans son laboratoire pour les laisser ensuite se solidifier par un refroidissement lent, prouvent d'une manière péremptoire qu'une masse minérale peut très-bien, sans avoir subi une fusion complète, prendre un nouvel arrangement moléculaire, et acquérir une cristallisation partielle (1). Il est donc facile de comprendre que toutes traces de coquilles et d'autres débris organiques disparaissent, et que de nouvelles combinaisons chimiques aient lieu, sans supposer la masse injectée à un degré de fusion qui efface toute ligne de stratification.

Il ne faut pas croire, cependant, que la chaleur, agissant sur une masse pierreuse, à r'air libre, soit tout ce que peut fournir la cause plutonique ; nous n'ignorons pas que les volcans en éruption rejettent non-seulement de la lave fluide, mais encore de la vapeur et des gaz chauds qui s'échappent du cratère, en tourbillons énormes, et cela pendant des jours, des semaines ou même des années sans discontinuité,

(1) Philos. Tram., 1804.

492 ACTION PLUTONIQUE. [Ch. XXXV.

la vapeur et les gaz ne cessant de se dégager de la lave pendant toute la durée de sa consolidation.

On sait aussi que des sources thermales continuent à jaillir pendant des siècles sur divers points de la surface occupée jadis par des volcans, dont l'activité est depuis longtemps éteinte. Il en est de même dans les contrées sujettes à de violents tremblements de terre où l'on observe fréquemment des sources de même nature s'échappant des lignes de fracture, ou des failles produites par le déplacement des roches. Ces eaux chaudes sont le plus ordinairement chargées d'éléments minéraux très-variés ; leur température se conserve invariablement la même de siècle en siècle, et la composition des substances terreuses, métalliques et gazeuses dont elles sont saturées reste d'une uniformité remarquable. C'est un fait bien constaté que les sources chaudes ou froides, qui sont chargées d'acide carbonique et souvent d'une petite quantité d'acide fluorhydrique, sont, pour les roches dont elles pénètrent les pores, des causes puissantes de décomposition et de réaction chimique.

Les changements produits parles eaux alcalines de Plombières, dans les Vosges (1), ont été parfaitement décrits par Daubrée et leur étude offre un intérêt tout particulier. Ces eaux marquent 71° centigrades, température supérieure de 60° à celle qui caractérise en moyenne les sources ordinaires du département. Les Romains avaient amené ces eaux, au moyen de conduits prolongés ou aqueducs, dans des thermes, ou construction à bains, dont les matériaux des fondations encore visibles consistaient en chaux, grès et fragments de briques, le tout formant une masse compacte et résistante. Les eaux thermales s'étaient infiltrées pendant des siècles à travers ces diverses parties de la maçonnerie et avaient donné lieu à la production des zéolithes, apophyllite et chabasie, par exemple; des spaths calcaires, arragoniteetspath fluor, ainsi qu'à celle de minéraux siliceux tels que l'opale.

(1) Daubrée, Sur le Métamorphisme, Paris, 1860.

Ch. XXXV.] ACTION l'LUTONIQUE. 49 3

Tous ces produits étaient logés dans les vides des briques et du mortier, ou formaient une partie constituante de ces matériaux modifiés dans la disposition de leurs éléments. La quantité de chaleur dépensée dans une suite de 2,000 ans, pour la production des phénomènes que nous venons de mentionner, a du être incontestablement énorme; mais quant à l'intensité de cette chaleur développée à chaque instant de sa durée, elle a toujours été insignifiante.

On peut conclure de ces faits, ainsi que des expériences et observations des Senarmont, Daubrée, Delesse, Scheerer, Sorby, Sterry Hunt et autres, que, lorsqu'il existe dans les entrailles de la terre des volumes considérables de matière en fusion, contenant sous une énorme pression de l'eau à une température élevée et divers acides, ces masses souterraines à l'état fluide abandonnent insensiblement une partie de leur chaleur par le dégagement à travers les fissures des vapeurs et des différents gaz, servant à la production des sources thermales; ou par le passage de ces mêmes produits aériformes à travers les pores des roches sous-jacentes et injectées. Les roches même les plus compactes, lorsqu'elles sont séchées et exposées à l'air, peuvent être regardées comme de véritables éponges remplies d'eau; car, d'après les expériences de Henry, l'eau, sous une pression hydrostatique de 29 mètres, absorbe trois fois plus d'aeide carbonique que sous la pression ordinaire de l'atmosphère. L'eau s'empare également de. bien d'autres gaz, et cela avec d'autant plus de rapidité que la pression qu'elle subit est plus grande. Bien que la matière gazeuse d'abord absorbée ne tarde pas à se condenser et à céder son calorique, cependant la succession continue des émissions venant d'en bas, additionnées pendant des siècles, finit par élever la température de l'eau et celle de la roche contenante. Dans ce cas, l'eau n'est pas seulement un véhicule de la chaleur, mais encore, à cause de son affinité pour les silicates, elle transforme en quartz, feldspath, mica et autres minéraux, les matériaux décomposés de roches qu'elle envahit. Quant au quartz, l'eau tenant en

494 ROCHES ALTÉRÉES [Ch. XXXV

dissolution des silicates alcalins, comme cela existe dans les sources de Plombières, l'eau, dis-je, peut le produire par la seule influence de la chaleur, sans le secours d'aucune réaction chimique. Suivant Daubrée, il faudrait une très-faible quantité d'eau, pour opérer des transformations importantes dans la structure minérale des roches, et quant à la chaleur, nécessaire à la production des silicates, il suffit, par la voie humide, de celle qui donne le rouge naissant, tandis que, par la voie sèche, le même résultat exige une température bien plus élevée.

M. Fournet a démontré, dans sa description du gneiss métallifère des environs de Clermont en Auvergne, que toutes les petites fissures de la roche sont complètement remplies de gaz acide carbonique libre ; le gaz sort abondamment du sol, sur ce point et en différents autres de la contrée voisine. Les éléments du gneiss se sont tous ramollis à l'exception du quartz, et de nouvelles combinaisons de l'acide avec la chaux, le fer et la manganèse, sont continuellement en voie de se former (1).

Les Stufasde Saint-Calogero, dans la plus grande des îles Lipari, nous fournissent un autre exemple de l'action des gaz souterrains. En cette localité, d'après la description qu'en a publiée Hoffmann, on voit, sur près de six kilomètres, le long de la côte, des couches horizontales de tuf formant des falaises de plus de 60 mètres de haut, et décolorées en divers endroits, ou profondément altérées par les vapeurs pénétrant la masse. Des argiles de couleur foncée sont devenues jaunes et souvent blanc de neige, ou bien ont acquis une structure bigarrée ou bréchiforme, traversées qu'elles sont de bandes ferrugineuses rouges. Sur certains points, les produits des fumerolles ont fourni, à l'analyse, des sublimés d'oxyde de fer ; mais il paraît aussi que des veines de calcédoine, d'opale et de gypse fibreux sont résultées des exhalations volcaniques (2).

(1) Voyez Principes, etc., Index : Sources chargées d'acide carbonique, etc.

(2) Hoffmann, Liparischen biscln, p. 38. Leipzick, 1832.

Ch. XXXV.] ^R LES GAZ SOUTERRAINS. 49 5

Le lecteur consultera aussi avec fruit la description que M. Virlet a faite de la corrosion de roches dures, siliceuses et jaspoïdes aux environs de Corinthe, corrosion exercée par l'action prolongée des gaz souterrains (1); il lira également avec intérêt les détails donnés par le docteur Daubeny sur la décomposition que les roches trachytiques, dans la solfatare près de Naples, ont subie sous l'influence du gaz hydrogène sulfuré et acide chlorhydrique (2).

Bien que ces divers exemples ne nous montrent que des phénomènes superficiels, il n'en est pas moins clair que les fluides gazeux ont dû traverser toute l'épaisseur des roches poreuses ou fissurées qui séparaient leurs réservoirs souterrains de l'air extérieur. La puissance totale de la croûte de la terre, que les vapeurs ont pénétrée ou sont en voie de pénétrer, peut aller jusqu'à plusieurs milliers de mètres, et l'action ignée, modifiante, de ces vapeurs s'étendre à travers la totalité de cette masse solide.

Nous savons d'après les recherches du Professeur Bischotï, qu'à Aix-la-Chapelle, la vapeur d'une source chaude, dont la température n'est cependant que de 57 à 75 degrés centigrades, a converti la surface de certains blocs de marbre noir en une masse pâteuse. Ce savant pense donc que la vapeur, au sein de la terre, jouissant d'une température égale ou même supérieure à celle du point de fusion de lave, et possédant une élasticité dont même la marmite de Papin ne donnerait qu'une faible idée, doit transformer les roches en matière liquide (3).

Les observations précédentes répondent d'avance à certaines objections spécieuses qui ont été faites contre la théorie du métamorphisme : on a invoqué pour les roches leur faible pouvoir conducteur du calorique ; en réalité, les masses pierreuses, une fois desséchées à l'air, diffèrent beaucoup, sous ce rapport, des métaux. On s'est donc demandé

(1) Voyez Principes de Géol., et Bull, de la Soc. Géol. de France, t. Il,

(2) Voyez Principes de Géol., et Daubeny, Volcano?, p. 167.

(3) James, Ed. New Phil. Joarn., n. 51, p. 43.

4 96 ORIGINE DE LA STRUCTURE MÉTAMORPHIQUE. [Ch. XXXV.

comment des changements qui ne sauraient s'éteindre qu'à quelques décimètres du contact d'un dyke, avaient cependant pénétré à travers des masses montagneuses de couches cristallines mesurant plusieurs kilomètres de puissance. Nous avons fait voir que l'influence plutonique de la syénite, en Norwége, avait quelquefois altéré des couches fossilifères sur une distance de 460 mètres, soit dans le sens de leur plongement, soit dans celui de leur direction (Yoy. fig. 757, p. 489, t. II). C'est ici véritablement un cas extrême; mais il est rationnel d'accorder à des influences analogues le pouvoir d'affecter, en certaines circonstances favorables, des masses d'un volume plus considérable. La théorie du métamorphisme n'assigne pas au granit exclusivement la faculté d'altérer par son contact les masses contiguës, mais elle suppose simplement une action résidant à l'intérieur de la terre, à une profondeur inconnue, que cette action soit thermale, hydrothermale, ou tout autre, pourvu qu'elle offre de l'analogie avec celle qui s'est exercée auprès des masses granitiques d'intrusion; cette action a, durant le cours de périodes infinies, et tirant peut-être sa source d'un vaste milieu en ignition, réduit, sur uneé paisseur de milliers de mètres, des strates à un état de demi-fusion, et ces strates, par le refroidissement, sont devenues cristallines comme le gneiss.

Le rôle important de l'eau dans la distribution de la chaleur intérieure à travers les masses montagneuses de couches superposées, celui non moins important qu'elle joue en servant de véhicule aux divers éléments minéraux pour les faire arrivera l'état fluide ou gazeux, dans ces mêmes masses ; tous ces faits nous dispensent de croire, comme autrefois, à la nécessité d'une température très-élevée pour la production de roches métamorphiques. Mais, d'un autre côté, si l'on songe au long espace de temps qui a dû s'écouler pour qu'une telle quantité de chaleur se dégageât de la matière en fusion, située à plusieurs kilomètres de profondeur au-dessous de la croûte solide, on n'a plus idée de l'intensité de température qu'a dû exiger, dans le principe, le passage à l'état

Cil. XXXV.] ORIGINE DE LA STRUCTURE MÉTAMORPHIQUE. 49 7

fluide de ces nappes de lave souterraine. Quelquefois ces couches mesurent une vaste étendue et atteignent une longueur de plusieurs centaines de kilomètres, comme semblerait le prouver l'observation des phénomènes éruptifs dans la région volcanique des Andes.

Les rayons de chaleur brûlante que la lave émet dans un cratère en ignition, blanc et éblouissant comme le soleil, peuvent nous donner une idée de la température que doit posséder le même fluide à plusieurs mètres au-dessous ; elle doit dépasser de beaucoup toutes celles qu'on a pu observer à la surface du globe. En somme la composition uniforme, l'absence de stratification et le volume considérable des masses plutoniques sont en parfait accord avec la théorie Huttonienne qui attribue à une chaleur intense la formation de cette classe de roches.

Si donc l'on considère dans leur ensemble les diverses observations que nous venons de recueillir, savoir, les formes de stratification et la schistosité des roches métamorphiques, leur passage, d'un côté, aux couches fossilifères, et, d'un autre côté, aux formations plutoniques, ainsi que les conversions incontestables survenues au voisinage du granité, on est en droit de conclure que le gneiss et le micaschiste ne sont autre chose que des grès micacés et argileux altérés, que le quartz grenu a dû provenir de grès siliceux, et que le quartz compacte est peut-être résulté des mêmes matériaux. Le schiste argileux est une argile altérée, et le marbre saccharoïde fut d'abord un calcaire ordinaire rempli de coquilles et de coraux, plus tard transformé ; enfin les sables et marnes calcaires ont été changés en calcaires impurs cristallins.

« Le schiste amphibolique, dit le Docteur Mac-Culloch, paraît avoir été simplement une argile, car on observe des argiles ou argiles schisteuses converties par le trapp en Lydienne, substance qui ne diffère guère du schiste amphibolique (1)

(1) Les minéralogistes français entendent un peu différemment la II. 32

49 8 ORIGINE DE LA STRUCTURE MÉTAMORPHIQUE. [Ch. XXXV.

que par la compacité et l'uniformité de texture (1). Dans l'île Shetland, remarque le même auteur, le schiste argileux, au contact du granité, est parfois transformé en schiste amphibolique : le schiste est devenu d'abord siliceux, puis au contact immédiat, il en est résulté un véritable schiste à hornblende (2). »

L'anthracite et le graphite, que renferment parfois les roches hypogènes, ont sans doute été jadis de la houille : car celle-ci, comme nous l'avons remarqué, se convertit en anthracite non-seulement au voisinage de certains dykes trappéens, mais encore loin du contact des roches ignées, dans la région disloquée des Apalaches (3). A Worcester, à 72 kilomètres ouest de Boston, État de Massachusetts, existe un lit de plombagine (graphite) et d'anthracite impur alternant avec le micaschiste. Ce lit mesure environ 0m, 60 d'épaisseur ; on l'a exploité à la fois pour en tirer du combustible et pour en fabriquer des crayons. A la distance de 48 kilomètres de la plombagine, on observe, vers les confins de Rhode-Island, un anthracite impur en plaques qui contiennent des empreintes de plantes houillères des genres Pecopteris, Nenropteris, Calamités, etc. Ce minéral, pour son caractère, tient le milieu entre l'anthracite de Pensylvanie et la plombagine de Worcester, dans laquelle les matières gazeuses ou volatiles (hydrogène, oxygène et azote) sont au carbone dans la proportion de 3 à 100. J'ai parcouru la contrée suivant diverses directions, et j'ai acquis la certitude que les schistes carbonifères à anthracite et plantes, qui souvent, à Rhode-Island, passent au micaschiste, ont acquis, à Worcester, une texture complètement cristalline et métamorphique; l'anthracite a été partiellement transformé

Lydienne : ils la considèrent comme une sorte de jaspe noir, et par conséquent de composition assez éloignée de celle d'une roche à amphibole.

(Note du traducteur.)

(1) Syst. of GeoL, vol. I, p. 210.

(2) Ibid., vol.I, p. 211.

(3) Voyez ci-dessus, t. II, pp. 121, 130.

Ch. XXXV.] ORIGINE DE LA STRUCTURE MÉTAMORPHIQUE. 4 99

en cette sorte de carbone pur que l'on appelle plombagine ou graphite (1).

Suivant M. Delesse, les minéraux du calcaire hypogène varient suivant le degré de métamorphisme que la roche a subi : par exemple, lorsque la structure n'est que légèrement cristalline, le talc, la chlorite, la serpentine, l'andalousite et le disthène (kyanite) y dominent ; mais, si la texture est cristalline d'une manière plus prononcée, on remarque plus spécialement dans la masse les espèces grenat, hornblende, wollastonite, dipyre, couzéranite et quelques autres ; enfin, dans les cas où la roche est complètement cristalline, on observe, outre plusieurs des minéraux précédents, du mica et du feldspath, ce dernier se rapportant surtout aux variétés plus riches en alcali. Le même auteur ajoute : comme les dépôts calcaires contiennent habituellement de l'argile alumineuse, on peut naturellement s'attendre à rencontrer des silicates d'alumine dans ces roches, lorsqu'elles sont cristallines ; c'est effectivement ce qui a lieu fréquemment, et parfois aussi on y trouve de l'alumine pure cristallisée sous la forme de corindon (2).

M. Dana pense que l'acide phosphorique du phosphate de chaux et le fluor du spath-fluor, révélés si souvent par l'analyse dans les calcaires cristallins, dérivent de débris de mollusques et d'autres animaux ; de même, le graphite (qui est du carbone pur sous forme cristalline, avec ou sans mélange d'alumine, de chaux ou de fer) proviendrait de restes végétaux enfouis dans une gangue primitive.

Se fondant sur l'absence totale de toutes traces de fossiles au sein des couches cristallines, quelques géologues ont attribué l'origine de ces couches à une période antérieure à l'existence des êtres organisés. Dans les formations postérieures à la création des êtres, on peut admettre quelquefois, disent-ils, la destruction des fossiles par l'action plutonique ;

(l)Lyell, Quart. Geol. Journ., vol.I, p. 199.

[ï) Delesse, Bulletin de la Société Géol. de France, 2e série, t. IX, p. 126,

50 0 OBJECTIONS A LA THÉORIE MÉTAMORPHIQUE. [Ch. XXXV.

mais ne devra-t-on point découvrir plus fréquemment leurs dépouilles à travers certains systèmes anciens de schistes qui, par exemple dans le Cumberland, contiennent des conglomérats? En raisonnant ainsi, ces géologues paraissent avoir oublié qu'il existe des formations stratifiées d'une puissance énorme et d'âges différents, quelques-unes très-modernes, toutes produites après l'apparition des êtres vivants sur la terre, lesquelles, néanmoins, dans certains districts, sont complètement dépourvues de vestiges de corps organisés. Chez quelques-unes d'entre elles, les fossiles ont élé effacés par l'eau et les acides, à plusieurs époques successives ; il est clair alors que c'est dans la couche la plus ancienne que l'on a le moins de chance de trouver des fossiles, même en supposant que cette couche ait échappé à toute action métamorphique.

On a objecté aussi à la théorie du métamorphisme, que la composition chimique des strates secondaires diffère essentiellement de celle des schistes cristallins qui seraient résultés de leur transformation (1). Les schistes primaires, a-t-on allégué, contiennent habituellement une proportion considérable de potasse ou de soude, que n'ont pu leur fournir les argiles secondaires et les schistes, ces derniers étant le résultat de la décomposition de roches feldspathiques desquelles la matière alcaline s'est éloignée pendant le processus de décomposition. Mais ce raisonnement repose sur une base peu fondée et trompeuse, car un grand nombre de variétés de roches qu'on a l'habitude d'appeler schiste, marne, argile, schiste argileux et argile schisteuse, contiennent une certaine proportion, ou même, quelquefois, une quantité considérable d'alcali ; de telle sorte qu'il est difficile, en beaucoup de pays, de trouver de l'argile ou du schiste argileux assez libres d'éléments alcalins pour pouvoir être employés dans la poterie.

Les argiles et schistes argileux du Vieux Grès Rouge,

(0 Dr Boase, Primary Geology, p. 319.

Ch. XXXV.] OBJECTIONS A LA THÉORIE MÉTAMORPHIQUE. 501

dans le Forfarshire et autres parties de l'Ecosse, sont tellement chargés d'alcali, provenant de feldspath trituré, que souvent, au lieu de durcir au feu, ils fondent en verre. Ils ne contiennent pas de chaux, mais paraissent composés de grains extrêmement fins de divers éléments du granité, que l'on distingue au milieu des variétés plus grossières et de la plupart des grès alternant avec ces dernières. Ces argiles et schistes argileux feuilletés ressembleraient certainement par la composition, s'ils cristallisaient, à plusieurs des couches primaires.

Il existe aussi de la potasse dans les débris de végétaux fossiles, et de la soude dans les sels dont les strates sont parfois fortement imprégnées, comme en Patagonie. Enfin des analyses récentes ont démontré que les couches carbonifères en Angleterre (1), les Siluriens Supérieur et Inférieur dans l'Est-Canada (2), et les schistes argileux (de date Cambrienne ou Laurentienne?) en Norwége (3), contiennent tout autant d'alcali que les roches métamorphiques en général.

On a déduit une autre objection de l'alternance de couches fortement cristallines avec d'autres qui l'étaient moins. La chaleur, a-t-on prétendu, dans son mouvemeat ascensionnel, doit avoir traversé les schistes moins altérés avant de parvenir aux lits qui sont aujourd'hui les plus cristallins. En réponse à cette objection, je dirai d'abord qu'un certain nombre d'assises, différant beaucoup l'une de l'autre par leur composition, et venant à être soumises à une chaleur ou action hydrothermale d'égale intensité, ne montreront pas, suivant toute probabilité, le même degré de fusibilité relative. Les unes, par exemple, contiendront de la potasse, de la soude, de la chaux ou autres éléments capables d'agir comme flux ou dissolvant ; d'autres seront dépourvues de ces mêmes éléments, et par conséquent se montreront tellement réfractaires, qu'elles seront très-peu affectées par les mêmes causes.

(1) H. Taylor, Ed. New Philos. Journ., vol. I, 1851, p. 140.

(2) Hunt, Philos. Mag., 4 e série, vol. VII, p. 237.

(3) Kyersly, Norsk. May. for Naturvidenp.t vol. VIII, p. 1T2.

5 02 ROCHES MÉTAMORPHIQUES. [Ch. XXXV.

Il ne faut pas non plus perdre du vue qu'en thèse générale, les masses les moins cristallines se rencontrent plutôt à la partie supérieure, et les plus cristallines au niveau inférieur de chaque série métamorphique.

De plus, le métamorphisme a dû souvent exercer sa force longtemps après que les couches avaient acquis leur position verticale ; il peut agir de même aujourd'hui, dans une sphère plus restreinte, et continuer son influence sur les nouveaux tout aussi bien que sur les anciens lits. Pour prouver la conversion partielle en gneiss de certaines portions de couches fortement inclinées, je citerai le Mémoire de Sir R. Murchison sur la structure des Alpes. Des schistes, que l'on désigne dans le pays sous le nom de Flysch (Voy. ci-dessus, t. I, p. 485), surmontant le calcaire nummulitique d'âge Éocène,, et contenant des couches arénacées et quelques-unes calcaires, alternent un grand nombre de fois avec des bandes de roche granitoïde analogue par ses caractères au gneiss (1). Dans ce cas particulier, la chaleur, la vapeur, ou bien l'eau à une température excessivement élevée, ont peut-être traversé les couches plus perméables et les ont altérées au point de déterminer un mouvement intérieur et un arrangement nouveau des molécules; les couches adjacentes n'ont point donné passage aux mêmes agents, ou, si elles leur ont laissé la voie libre, du moins n'ont-elles pas été influencées : elles rie contenaient pas de matériaux aussi fusibles ou aussi décomposables. Quelle que soit l'hypothèse que l'on adopte, les phénomènes établissent sans contestation la possibilité du développement, dans un dépôt tertiaire, de la structure métamorphique suivant des plans parallèles à la stratification.

Que ce parallélisme soit la règle, ou qu'on ne doive l'accepter que comme une exception pour le gneiss et pour le micaschiste ou autres formations de la même famille, c'est là une question importante que je discuterai en détail dans le prochain chapitre.

(1) Geol. Quart. Journ., vol. V, p. 211, 1848.

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