JOINTS ET CLIVAGE

[Ch. XXXVI.

que les joints se distinguent des lignes de clivage schisteux, en ce qu'une roche intervenant entre deux joints n'offre plus de tendance à se cliver dans une direction parallèle aux plans de ces joints, tandis qu'elle est susceptible de sous-divisions à l'infini suivant le sens de son clivage schisteux particulier. Dans quelques cas où les couches sont courbes, les plans de clivage se montrent encore parfaitement parallèles. On en observe un exemple dans les roches schisteuses d'une partie des Galles (fig. 758); ces roches consistent en un schiste du?,

Fig. 758. — Plans parallèles de clivage coupant des couches recourbées (Sedgwich).

verdâtre (phyllade). Le véritable sens des couches de cette localité est indiqué par un grand nombre de bandes parallèles, les unes plus foncées et les autres plus claires que la teinte générale de la masse. Ces bandes sont parallèles aux véritables plans de stratification, partout où ceux-ci se manifestent par des ondulations ou des lits contenant des corps organiques particuliers. Quelques-unes des couches contournées montrent une structure mécanique grossière, et alternent avec des schistes chloritiques cristallins à grains fins ; alors le même clivage schisteux traverse les lits plus grossiers comme les plus fins, avec d'autant plus de netteté cependant que les matériaux composants de la roche sont plus ténus et plus homogènes. Dans le cas, seulement, d'éléments tout à fait grossiers, les plans de clivage disparaissent complètement. Ces plans inclinent d'ordinaire sous un angle très-aigu relativement à celui des couches. Dans les collines Welsh, par exemple, la valeur moyenne de l'incidence est à peine de 30 à 40 degrés. Quelquefois les plans de clivage plongent vers le même point de la boussole que ceux de stratification, mais plus fréquemment c'est dans des directions opposées.

(lu. XXXVI.] JOINTS ET CLIVAGE. 505

On peut établir la règle générale suivante : lorsque des lits de matériaux grossiers alternent avec d'autres lits composés de particules plus fines, le clivage schisteux se trouve limité à ces derniers, ou ne se montre que très-imparfaitement dans les premiers. Et cette règle est vraie, que le clivage soit parallèle ou ne le soit pas aux plans de stratification (1).

Quant aux joi?its, ce sont des fissures naturelles qui souvent traversent les roches en lignes droites et parfaitement nettes. Ces joints fournissent au carrier, ainsi que l'observe M. Murchison, parlant du phénomène tel qu'il se montre dans le Shropshire et les comtés environnants, le plus utile secours pour conduire l'extraction des blocs ; et si ces joints se croisent les uns les autres, en nombre suffisant, la masse entière de la roche se sépare en portions symétriques. Les faces des joints sont généralement plus unies et plus régulières que celles des véritables strates. Les joints sont des fentes étroites, souvent un peu béantes, passant la plupart nonseulement au travers de dépôts successifs, stratifiés, mais encore partageant des masses arrondies de calcaire ou d'autres matières qui ont été formées par voie de concrétion, postérieurement à l'accumulation des couches. Les joints, par conséquent, se sont probablement produits par suite de l'un des derniers changements qu'auraient subis les dépôts sédimentaires (2).

Dans le diagramme suivant (fig. 759), les surfaces planes des roches A, B, C, représentent des portions exposées de joints auxquels des faces d'autres joints, JJ, sont parallèles ; SS sont les lignes de stratification ; DD, celles de clivage schisteux, coupant sous un angle aigu les plans de stratification.

Dans les Alpes de la Savoie et de la Suisse, ainsi que l'a observé M. Bakewell, d'étroites solutions de continuité, presque verticales, coupent régulfèrement d'énormes masses

(l) Geol. Trans., 2e série, vol. III, p. 4G1. (2; Silurian System, p. 24G.

506 JOINTS ET CLIVAGE. [Gh. XXXVI.

calcaires ; les joints y sont quelquefois beaucoup plus sensibles que les divisions de la stratification, et un géologue

Fie. 759. — Stratification, joints et clivage. (D'après le Silurian System de Murchison, p. 245.)

non expérimenté les confond presque inévitablement avec celles-ci : il suppose que les couebes sont perpendiculaires, sur des points cependant où, de fait, elles se dirigent presque horizontalement (1).

Or, on a cru voir dans ces joints des divisions analogues à celles qui séparent les roches volcaniques et plutoniques en masses cuboïdes ou prismatiques. On remarque, sur une petite échelle, que l'argile ou l'amidon se partagent, en séchant, sous des formes semblables ; la cause eu est due souvent à une simple contraction, soit que le retrait provienne de l'évaporation de l'eau, soit qu'il appartienne à un changement de température. C'est un fait parfaitement connu que divers grès et autres roches se dilatent sous l'influence d'une élévation modérée de température, et ensuite se contractent par le refroidissement ; sans aucun doute, aussi, de vastes portions de la croûte terrestre ont, durant le cours des âges, été soumises itérativement à des conditions très-variables de chaleur et de froid. Ces alternatives de température ont probablement contribué, dans de trèslarges proportions, à la production des joints à travers les roches.

Dans quelques contrées, par exemple, en Saxe, où les

(1) Introduction to Geology, chap. iv.

Ch. XXXVI.] • CLIVAGE SCHISTEUX. 507

masses de basalte reposent sur le grès, la roche aqueuse a pris, jusqu'à une distance de plusieurs décimètres à partir du point de jonction, une structure colonnaire semblable à celle du trapp. De même, certaines pierres de foyer exposées à la chaleur d'un fourneau, sans atteindre, cependant, le point de fusion, n'en sont pas moins devenues prismatiques. Des cristaux acquièrent, sous l'influence de la chaleur, une autre disposition moléculaire ; ils se clivent dans une nouvelle direction, leur forme extérieure restant la même (1).

Le Professeur Sedgwich, parlant des plans de clivage schisteux lorsqu'ils sont décidément distincts de ceux des dépôts sédimentaires (des lits, des couches, des strates), déclare, dans l'ouvrage que nous avons cité, que, suivant son opinion, ni retrait des parties, ni contraction dans les dimensions des roches passant à l'état solide, ne sauraient rendre compte du phénomène. Il le rapporte donc à des forces cristallines ou polaires agissant simultanément et avec assez d'uniformité, suivant des directions déterminées, sur de larges masses ayant une composition homogène.

Quant au clivage schisteux, Sir John Herschell pense que «. des roches chauffées à un degré suffisant pour commencer à cristalliser, c'est-à-dire portées à une température qui permette aux particules de se mouvoir, au moins chacune autour de son axe, de telles roches doivent obéir à quelque loi générale déterminant la position dans laquelle ces particules se grouperont en refroidissant. Probablement cette position aura de certains rapports avec la direction suivant laquelle se dégage la chaleur. Or, lorsque toutes ou presque toutes les molécules d'une même nature montrent une ten-

(1) Il en est ainsi de VOuralite, minéral décrit par M. G. Rose, et qui se rencontre en cristaux dans les diorites de l'Oural ; ses cristaux ont la forme du pyroxène (augite), mais ils possèdent un clivage de 124°, 30' propre à l'amphibole hornblende; leur structure intérieure aurait donc, ici, été modifiée postérieurement à leur formation, par vole de métamorphisme igné.

(Note du traducteur.)

508 CLIVAGE SCHISTEUX. [Ch XXXVI.

dance générale à un arrangement de ce genre, il doit naître un sens particulier de clivage. C'est ainsi que nous voyons des cristaux infiniment petits, récemment précipités du sulfate de baryte ou d'autres dissolutions analogues, se disposer d'eux-mêmes au sein du fluide qui leur a servi de véhicule ; lorsque, après, on agite le dépôt, on voit tous ces cristaux briller suivant une même direction parallèle et ressembler à des filaments soyeux. Certaines sortes de savons à margarates insolubles (1) montrent le même phénomène dans l'eau. Or, ce que fournissent nos expériences en petit doit se reproduire également dans la nature sur une plus grande échelle (2). » D'après les observations du Professeur Phillips, des coquilles et trilobites fossiles, au sein de certaines roches schisteuses, auraient été fortement déformés quant à leurs contours, et tordus suivant toute espèce de direction. Ce changement, ajoute-t-il, semble être résulté d'un mouvement « d'étirage » (creeping) des particules de la roche le long des plans de clivage ; la direction en est toujours uniforme pour une même localité, et l'on peut, dans quelques cas, mesurer l'étendue de la déformation, qui va jusqu'à 6 et même 12 millimètres. Les coquilles dures ne sont point affectées, mais seulement les plus minces (3). M. le Docteur Sharpe, poursuivant le même genre de recherches, est arrivé à conclure que les formes tordues actuelles des coquilles, au milieu de plusieurs roches schisteuses en Angleterre, peuvent s'expliquer par la supposition que ces roches auraient subi une compression perpendiculaire aux plans de clivage, et une expansion correspondante suivant le sens de plongement du même genre de division (4).

(1) L'acide margarique est un acide oléagineux que l'on extrait de différentes matières grasses animales ou végétales. Un margarate est une combinaison de l'acide précédent avec la soude, la potasse ou autres bases, et tire son nom de l'éclat perlé qu'il présente.

j2) Lettre adressée à l'auteur, du Gap de Bonne-Espérance, en date du 20 février 183G.

(3) Report Brit. Assoc, Cork, 1843, Sect., p. GO.

(4) Quart. Geol. Jouni., vol. III, p. 87, 1847.

Ch. XXXVL] CLIVAGE SCHISTEUX. 509

Plus récemment (juillet 1853), M. Sorby a démontré jusqu'à quel point cette théorie mécanique est applicable aux roches schisteuses de la Galles du Nord et du Devohshire (1), districts où l'on rencontre de nombreuses occasions de- constater et mesurer l'étendue des changements de dimension, par la comparaison des différents effets qu'a produits la pression latérale sur des lits alternants de matériaux plus fins ou plus grossiers. On verra, par exemple (fig. 760), que le lit sableux, df, dont la résistance fut énergique, est cependant contourné sous les angles les plus aigus, tandis que les couches à grains fins, a, ô, c, sont restées comparativement intactes. Les points d et f, dans la couche d/", ont dû primitivement être quatre fois plus éloignés qu'ils ne le sont aujourd'hui.

Ils ont donc été fortement poussés l'un contre l'autre, en partie par le plissement, en partie par l'allongement, suivant la direction de ce que l'on peut appeler les axes plus longs de contorsion, et enfin, jusqu'à un certain point, par la condensation. Le résultat principal provient du plissement ; mais, comme preuve de l'allongement, nous ferons observer que l'épaisseur du lit

Fig. 760. — (Croquis par M. C. Sorby.) Coupe verticale de schistes dans les falaises des environs de llfracombe, Devon septentrional.

Échelles 1 pouce au pied (0™,025auOm,30). a, b, c, e. — Schistes à grains fins, dont la stratification, sur place, se distingue en partie par des teintes plus claires ou plus sombres, et en partie par des degrés différents de finesse des grains. — d,f. Schiste sableux, à grains plus grossiers, légèrement coloré, avec clivage moins distinct.

(1) On the Origin of Staty Cleavage, par Journ., 1853, vol. LV, p. 137).

H.-C. Sorby (Edinb. New Phil.

510 CLIVAGE SCHISTEUX. [Gh. XXXVI.

df est aujourd'hui environ quatre fois plus considérable dans les portions qui suivent la direction principale des flexions, que dans les portions perpendiculaires à cette direction ; et le même lit montre des plans de clivage parallèles au sens du mouvement le plus prononcé, bien que ces plans soient beaucoup moins nombreux qu'à travers les couches schisteuses siluées au-dessus et au-dessous.

Au-dessus du lit sableux, df, la couche c est un peu dérangée, tandis que la couche voisine b Test moins, et a pas du tout. Cependant toutes ces assises c, #, a, ont dû éprouver une pression aussi forte que d, les points a, g, étant aussi rapprochés l'un de l'autre que d, f. Les mêmes phénomènes se répètent dans les lits situés au-dessous de d, et l'on aurait pu s'en convaincre si l'on avait développé davantage la coupe vers le bas. Il semble donc que les assises à structure plus fine ont été réduites à un quart seulement de l'espace qu'elles occupaient précédemment ; un tel résultat doit être attribué, d'abord, à la condensation ou rapprochement de leurs plus minimes particules, qui expliquent la pesanteur spécifique beaucoup plus considérable de ces schistes; et ensuite à l'allongement opéré suivant la ligne de plongement de clivage, dont la direction générale est perpendiculaire à celle de la pression. « Ces cas et plusieurs autres, dans le Devon septentrional, dit M. Sorby, sont analogues à ce qui arriverait si une bande de papier était suspendue au sein de quelque matière plastique dont on modifierait ensuite les rapports et la valeur des diamètres. Le tout étant comprimé dans la direction de la longueur de la bande de papier, celle-ci se plisserait ou se contournerait, taudis que la matière plastique changerait bientôt de dimensions sans éprouver les mêmes contorsions ; et la différence d'éloignement entre les extrémités du papier, mesurée en ligne directe ou en diagonale, indiquerait le changement qu'auraient subi les diamètres de la matière plastique. »

Le jeune géologue n'aura pas de peine à comprendre, lorsque la forme d'un fossile, ou d'un cristal, ou d'une cou-

Cil. XXXVI.] CONDENSATION DES ROCOES SCHISTEUSES. 51 1

crétion sphéroïdale a été modifiée par l'influence d'une pression latérale, que les contours extérieurs, nouvellement acquis, soient différents suivant qu'ils ont cédé à une ou plusieurs directions. Ils se seront allongés seulement dans le sens du plongement du clivage, ou bien ils auront obéi à une traction perpendiculaire à ce plongement ; enfin, dans quelques cas, les deux mouvements auront agi à la fois. D'après l'examen de très-petits cristaux, à l'aide du microscope, et par d'autres observations trop minutieuses pour devoir être relatées ici en détail, M. Sorby est arrivé à la conclusion que la condensation absolue des roches schisteuses peut aller en moyenne à la moitié environ de leur volume primitif. On doit attribuer cette diminution surtout au rapprochement des particules ; par l'effet de ce rapprochement ont disparu les vides qui existaient lors du simple contact des molécules. En dernier lieu, la modification est due sans doute à l'allongement qui a produit le clivage schisteux.

Presque toujours les paillettes de mica, dans certains schistes, sont, d'après l'étude qu'en a faite M. Sorby, disposées suivant le sens du clivage : tandis que, dans toute roche semblable, mais exempte de ce dernier mode de division, les lamelles micacées ne montrent plus le même genre de direction. Leur position au milieu des schistes n'a-t-elle point été déterminée par le mouvement d'allongement dont nous avons parlé ailleurs? Pour répondre à cette question, M. Sorby imagina une expérience : il mêla quelques lamelles d'oxyde de fer à de la terre à pipe molle, en ayant soin de les faire incliner dans toutes les directions. Il modifia ensuite, artificiellement, les dimensions de la masse, d'une quantité égale à celle indiquée par des changements analogues dans les roches schisteuses ; puis, il dessécha la terre à pipe, et la calcina. Après cette dernière opération, ayant tenté de produire une surface perpendiculaire à la pression et dirigée suivant la ligne d'allongement, ou, en d'autres termes, suivant un plan correspondant à celui du plongement de clivage, il observa que les particules s'étaient disposées de la même

512 CONDENSATION DES ROCHES SCHISTEUSES. [Ch. XXXVI.

manière que dans les schistes de la nature, et que la masse avait acquis des facilités de division en feuillets minces et plats suivant le plan dont il a été question, tandis qu'elle ne cédait point dans le sens perpendiculaire au clivage (1).

Le Dr Tyndall, répétant, en 1856, les expériences de M. Sorby, remarqua que la pression seule suffisait pour produire le clivage, et que l'intervention des paillettes de mica et des particules d'oxyde de fer, ou de toute autre substance à faces planes, était complètement inutile. A cet effet, il démontra expérimentalement qu'une masse de cire blanche et pure, après avoir été soumise à une grande pression, présentait un clivage plus net que toute autre roche schisteuse, et se séparait en lames d'une ténuité incomparable (2). Le même auteur fit observer que toute masse d'argile et de limon se divise et se subdivise en surfaces comparativement peu adhérentes entre elles. Sous une certaine pression, ces masses cèdent et s'élargissent dans le sens de la résistance la plus faible ; de petits nodules sont ainsi convertis en feuillets séparés les uns des autres par des surfaces peu coliésives, et en définitive la masse affecte un clivage perpendiculaire à la ligne suivant laquelle s'est exercée la pression. Les expériences de M. Sorby relatives au mode d'arrangement qu'adoptent, sous la pression, des paillettes de mica et d'oxyde de fer dans la terre à pipe molle, nous autorisent à admettre que la divisibilité laminaire du basalte, du trachyte et même de quelques variétés de gneiss, ainsi que de certains granités, est due à une cause mécanique, à un mouvement qui aurait eu lieu après le développement de cristaux au sein de la masse pâteuse.

M. Scrope, dans sa description des îles Ponza, attribue « la structure zonée de la perlite de Hongrie (trachyte semi-vitreux) à l'affaissement que cette lave aurait subi, en obéissant à la loi de sa pesanteur propre, le long d'un plan légèrement incliné, pendant qu'elle était encore à un état de

(1) Sorby, cité ci-dessus, p. 509, note.

(2) Tyndall, View of the cleavage of crystals and slate rocks.

Ch. XXXVI.] FEUILLETAGE DES ROCHES CRISTALLINES. 5t3

fluidité imparfaite. Aux îles Ponza et Palmarolo, la direction des zones est plus fréquemment verticale qu'horizontale, car la masse a été poussée de bas en haut (1). M. Darwin attribue aussi la structure laminaire et fissile de diverses roches volcaniques de la série trachytique, y compris certaines obsidiennes de l'Ascension (Mexico) et d'autres localités, à des mouvements qui les auraient disposées, pendant qu'elles étaient encore liquides, sous forme de lames. Les zones consistent quelquefois en petites bandes de cellules étirées et allongées dans la direction supposée de la masse en mouvement. Il compare cette division en zones parallèles, qui s'est produite ainsi par l'extension d'une masse pâteuse coulant avec lenteur vers le bas, à la structure zonée ou rubanée d'un glacier, que le Professeur James Forbes a si habilement expliquée par le fendillement d'un corps visqueux en mouvement (2).

Quelle que soit la cause du phénomène*, le résultat, ajoute M. Darwin, n'en est pas moins digne de l'attention des géologues ; dans une roche volcanique de la série trachytique, à l'Ascension, on voit souvent des bandes d'une ténuité extrême, pour ainsi dire de l'épaisseur d'un cheveu et de différentes couleurs, alterner entre elles un nombre infini de fois, quelques-unes composées de cristaux de quartz et de diopside (variété de pyroxène), d'autres parsemées de petites taches noires augitiques, avec granules d'oxyde de fer, et d'autres enfin remplies de feldspath cristallin. Il est à supposer, en pareil cas, que la force de cristallisation s'exerça plus librement suivant la direction des plans de clivage qui se produisirent lorsque la masse pâteuse s'étala, soit parce que les vapeurs contenues trouvèrent à s'épancher au travers de petites fissures, soit parce que les plus minimes molécules furent moins gênées dans leur mouvement le long des plans de tension moindre, soit enfin pour d'autres raisons encore inexpliquées.

(1) Geol. Trans., 2e. série, vol. II, p. 227.

(2) Darwin, Volcanic Islands, pp. 69, 70.

514 FEUILLETAGE DES ROCHES CRISTALLINES. [Ch. XXXVI.

M. Darwin, après une étude attentive des roches cristallines de l'Amérique méridionale, faite en 1835, a proposé le nom de foliation (feuilletage) pour indiquer la divisibilité en lames ou plaques des gneiss, micaschiste et autres roches semblables. Le mot clivage, observe ce géologue, doit s'appliquer à ces plans divisionnaires qui rendent une masse fissile, bien que paraissant à l'œil complètement homogène ou à peu près. On doit "employer l'expression de feuillets pour désigner ces bandes ou plaques alternatives, de nature minérale variée, dont se composent le gneiss et diverses roches métamorphiques. Les plans de clivage du schiste argileux de la Terre de Feu et du Chili conservent une direction uniforme sur des étendues de quelques centaines de kilomètres, en des contrées où ils sont tout à fait distincts de la stratification. Dans les mêmes pays, les plans des feuillets du micaschiste et du gneiss sont parallèles au clivage du schiste argileux ; d'où l'on serait porté, à première vue, à conclure que quelque cause commune,, n'ayant aucun rapport avec la sédimentation, a imprimé le clivage à l'un des groupes de roches, et le feuilletage à l'autre groupe. Mais une telle conclusion ne saurait être légitimement adoptée que pour les cas rares où l'on peut trouver, par une coupe continue, que non-seulement la direction, mais encore le prolongement du clivage schisteux, d'une part, et des feuillets, de l'autre, coïncident d'une manière absolue ; il faut, de plus, la condition que le clivage ne soit point parallèle à la stratification de la roche schisteuse. Dans quelques exemples cités par M. Darwin, et observés à la Terra del Fuego, aux îles Chonos et à La Plata, l'uniformité de plongement du clivage schisteux et du feuilletage est si nettement accusée, qu'évidemment elle milite en faveur de l'opinion dont il s'agit. Mais il est prudent de se tenir en garde contre les sources d'erreur, en suivant cette longue chaîne de raisonnements. Un fait est incontestable, c'est que, dans l'Amérique méridionale, comme en d'aulres pays, la direction de clivage du schiste argileux concorde avec l'axe d'élévation de cette roche, pour les

Ch. XXXVI.] FEUILLETAGE DES BOCHES CRISTALLINES. 515

mêmes districts. Il s'ensuit que les feuillets des gneiss, micaschiste, calcaire ou autres roches cristallines, même lorsque ces feuillets coïncident exactement avec les plans de stratification primitive, courent suivant le sens du clivage schisteux; en effet, les véritables couches plongent toujours à angle droit par rapport à l'axe d'élévation, et lui sont parallèles en direction. On ne peut, par conséquent, tirer de l'uniformité de direction des roches schisteuses et feuilletées aucune preuve en faveur d'une origine commune; il faut, en plus, la coïncidence de plongement : or, telle est la variation de plongement des schistes et des feuillets, que ce genre de preuve est difficile à obtenir.

Keilhau a depuis longtemps annoncé que les feuillets des schistes cristallins de Norvvége s'accordent généralement avec les plans originels de stratification (1). De nombreuses observations faites par M. David Forbes dans le même pays (le plus classique probablement en Europe pour l'étude de ce genre de phénomène sur une grande échelle) ont confirmé la manière de voir de M. Keilhau. De même, aussi, en Ecosse, M. le Docteur Forbes a signalé un cas remarquable où le sens de la division en feuillets correspond tout à fait aux lignes de stratification des roches ; on observe ce cas non loin de Crianlorich, sur la route qui conduit à Tyndrum, à environ 12 kilomètres de Inverarnon, comté de Perth. La même localité fournit un calcaire bleu, feuilleté par la présence de petites paillettes de mica blanc, et souvent il est difficile de distinguer la roche, à son aspect, d'un gneiss ou d'un micaschiste. La stratification se compose de lits épais et bandes colorées de calcaire, le tout plongeant, de même que les feuillets, sous un angle de 32 degrés vers le nord-est (2).

Dans les formations stratifiées de chaque âge existent de petites bandes de sable pénétrées ou dépourvues de mica, qui alternent avec de l'argile, des fragments de coquilles et

(1) Norske Mag, Naturvidsk., vol. I, p. 71.

(2) Mémoire lu devant la Société géologique de Londres, 31 janvier 1855.

5 1 G CLIVAGE DES ROCHES CRISTALLINES. [Ch. XXXVI.

de coraux, ou des veines minces de matière végétale ; on peut supposer que l'attraction mutuelle de telles particules a favorisé la cristallisation du quartz, du mica, du feldspath ou du carbonate de chaux, plutôt le long des plans d'accumulation originelle que suivant les autres, qui font des angles de 20 ou 40 degrés avec le sens de la stratification.

M. Darwin a remarqué, en Patagonie, que certaines bandes minces sédimentaires de tuf sont devenues porphyritiques, à peine altérées qu'elles étaient primitivement, et cela, par un processus particulier d'agrégation : de petits morceaux d'argile paraissent s'être condensés de manière à acquérir presque la forme de concrétions ressemblant à des amandes, et celles-ci, sur les points où la modification a été la plus avancée, sont devenues des cristaux de feldspath, ayant leurs axes les plus longs parallèles les uns aux autres. Au sein d'autres couches associées aux précédentes, des particules quartzeuses ont subi de semblables rapprochements pour donner lieu à des nodules de quartz hyalin (1).

On n'a donc pas tort de supposer qu'au travers des roches dépourvues de clivage, les feuillets et plans de stratification coïncideront habituellement, et qu'il en sera de même dans tous les cas où les clivages concorderont avec les joints originels de sédimentation, par exemple dans celui des schistes graphiques à fucoïdes du Niesen, sur le lac de Thoune, en Suisse. M. Darwin admet que « la disposition feuilletée représente le résultat extrême du procédé dont le clivage est le premier effet; » ou que la force de cristallisation a été très-énergique suivant la direction du clivage. Raisonnant d'après cette hypothèse, l'auteur ajoute : ce J'ai été vivement frappé, dans les parties orientales de la Terra del Fuego, du fait que les lames minces du schiste argileux, sur les points où elles coupent net les bandes de stratification, et sont ainsi incontestablement de véritables plans de clivage, se différencient légèrement l'une de l'autre par des teintes grisâtres et

(l) South America, p. 149.

Cir. XXXVI.] CLIVAGE DES ROCHES CRISTALLINES. 5 17

verdâtres, par leur compacité et l'aspect plus jaspé de certaines d'entre elles. Ce fait montre que la même cause par laquelle s'est produite la structure très-fissile a légèrement aussi altéré le caractère minéral de la roche le long des mêmes plans (1). » Comme autre preuve du passage des plans de clivage à ceux de feuillets, le Professeur Sedgwicli nous apprend que, dans la Galles du Nord, des surfaces de schiste sont quelquefois encroûtées de chlorite « dont les cristaux n'ont pas seulement dessiné les plans de clivage, mais se sont répandus à travers la masse entière de la roche (2). » De même, dit M. Darwin, en quelques localités de l'Amérique méridionale, des cristaux d'épidote et de mica tapissent les plans de clivage.

Il n'y a pas, ce me semble, de difficulté à imaginer que, pour les roches de composition homogène, le feuilletage puisse avoir lieu suivant des plans primitivement formés par l'expansion de matériaux le long du plongement de clivage; car des géologues expérimentés ont inutilement cherché à déterminer, en plusieurs contrées, lequel des deux groupes de plans divisionnaires devait se rapporter au clivage, et lequel à la stratification. Après un doute prolongé,- ils ont fini par s'apercevoir qu'ils avaient, dans le principe, confondu les lignes de clivage avec celles de sédimentation ; en effet, les premières sont de beaucoup plus marquées que les dernières. Or, que de telles masses schisteuses deviennent trèscristallines et soient converties en gneiss, schiste amphibolique ou tout autre membre de la classe hypogène, et les plans de clivage deviendront beaucoup plus visibles que ceux de stratification. Le Professeur Henslow a constaté, dès l'année 1821, que la division laminaire des schistes chloritiques et autres schistes cristallins, à Anglesea, suivait approximativement les plans de stratification ; le Professeur Ramsay, en 1841 , a fait la même remarque quant au gneiss et au micaschiste d'iVrran. Le géologue que nous venons de citer en

(1) GeoL Observ., on South Amer., p. 155.

(2) Sedgwich, GeoL Trans., 2e série, vol. III, p. 471.

518 IRRÉGULARITÉS DANS LE FEUILLETAGE. [Ch. XXXVI.

dernier lieu pense qu'à Anglesea le métamorphisme s'est probablement exercé à l'époque où les volcans du Silurien Inférieur étaient en activité, et par conséquent longtemps avant le clivage des roches de Welsh ; en effet, ce clivage affecte à la fois les couches du Silurien Inférieur et du Cambrien. Dans le même mémoire, l'auteur, après avoir rappelé la théorie de M. Darwin sur la foliation, ajoute : « Si les roches ne furent point clivables lorsque le métamorphisme exerça son influence, les plans de foliation devinrent susceptibles de coïncider avec ceux de la stratification ; mais, s'il se détermina un clivage très-prononcé, les plans des feuillets durent se confondre en parallélisme avec ceux de clivage (1). »

D'après ce que j'ai vu moi-même dans les Grampians, comtés de Forfar et de Perth, M. Mac-Culloch a raison de classer le gneiss et le micaschiste parmi les roches stratifiées, et de regarder certains lits de quartz pur, de 30 ou 60 centimètres d'épaisseur, qui se prolongent sur des kilomètres entiers suivant la direction de leurs feuillets, comme indiquant des plans de stratification originelle; l'intercalation de masses calcaires et de schistes chloritiques, actinolitiques ou amphiboliques au milieu des roches précédentes, porte le cachet d'une origine semblable. J'admets complètement aussi que les bandes alternatives de quartz, ou de mica et quartz, de feldspath, ou de mica et feldspath, de carbonate de chaux, etc., sont plus distinctes, en certaines roches métamorphiques, que les bandes alternatives de beaucoup de dépôts sédimentaires; on peut supposer que, dans le premier cas, des particules semblables ont exercé une attraction moléculaire les unes sur les autres, et se sont rassemblées en bandes plus distinctes quant à leur composition minérale qu'avant la cristallisation des roches.

Nous avons vu jusqu'à quel point les plans originels de stratification pouvaient être dérangés ou même effacés par

(1) Geol. Quart. Journ., 1853, vol. IX, p. 172.

Ch.XXXVI.] irrégularités DANS LE FEUILLETAGE. 519

l'action de concrétion à travers les dépôts conservant encore leurs fossiles, par exemple dans le calcaire magnésien (Yoy. t. I, p. 61). De là, des causes d'erreur lorsqu'on essaie de déterminer si le feuilletage concorde ou ne concorde pas avec cet arrangement que la gravitation, combinée avec l'action de courant, a imprimé à tout dépôt aqueux. De plus, dans la stratification des roches cristallines, il ne faut pas s'attendre à rencontrer beaucoup de régularité. La présence de masses enclavées au sein des accumulations de sable grossier et de cailloux roulés, — la division laminaire diagonale (Yoy. t. 1, p. 27), — les ondulations, — la stratification discordante (t. I, p. 27), — les plis fantastiques produits par la pression latérale, — les failles de différentes largeurs, — les dykes de trapp, les corps organisés de diverses formes, — et d'autres causes d'inégalités dans les plans de sédimentation, sur une grande ou sur une petite échelle, sont tout autant de causes perturbatrices du parallélisme. Sans formes complexes et énigmatiques de ce genre, le métamorphisme ne serait pas facile à soutenir.

M. Sorby a montré que la structure particulière des sables ondulés, ou l'arrangement qui s'est produit lorsque des ondulations se forment pendant le dépôt des matériaux, se reconnaît parfaitement dans plusieurs variétés de micaschistes en Ecosse (1).

Dans le diagramme ci-dessous, j'ai représenté avec soin

Fig. 761. — Division laminaire du schiste argileux; montagne de Seguinat, près Ga\arnie (Pyrénées).

la division laminaire d'un schiste argileux grossier, que j'ai

(1) H.-C. Sorby, Quart. G col. Journ., vol. XIX, p. 401.

52 0 DIVISION LAMINAIRE. [Ch. XXXVI.

observée, vers 1830, dans les Pyrénées. Le schiste est en partie à l'état d'ardoise verte et bleue (phyllade), et en partie à l'état extrêmement quartzeux; l'ensemble passe intérieurement à un micaschiste. La coupe verticale que l'on voit ici mesure environ 90 centimètres de haut, et certaines bandes y sont si minces, que l'on peut en compter jusqu'à cinquante sur l'épaisseur de 2o millimètres. Quelques-unes sont de quartz pur.

On trouvera de la ressemblance entre ces divers cas et la division laminaire diagonale que l'on voit dans les roches sédimentaires, bien que les bandes de quartz et mica, ou de feldspath et d'autres minéraux, soient plus distinctes dans les feuillets alternatifs qu'elles ne l'étaient primitivement

M. Élie de Beaumont, qui considère la majeure partie des gneiss et micaschistes des Alpes comme des couches de sédiment altérées par l'action plutonique, admet aussi que certains gneiss de la même chaîne sont des produits d'éruption, ou5 en d'autres termes, des sortes de granités sortis des profondeurs de la terre, qui se seraient disposés en lames parallèles à la manière des trachytes dont nous avons parlé (1).

Si l'on suppose qu'une masse ait été comprimée et allongée suivant une direction déterminée, postérieurement au développement des cristaux de mica, de talc ou de divers autres minéraux en petites paillettes, peut-être celles-ci se seront-elles disposées d'elles-mêmes en plans parallèles à ceux du mouvement; un procédé de ce genre rendrait compte de ce que les carriers appellent le grain dans certains granités (en Angleterre), c'est-à-dire la tendance de la roche à se fendre dans un sens plutôt que dans un autre. Mais, en thèse générale, le degré de fusion des schistes cristallins ne parait pas avoir été tel, qu'il ait comporté un mouvement analogue à celui de la lave ou du granité, et c'est

(1) Bulletin de la Soc. Géol. de France, 2e série, vol. IV, p. 1301.

Gh. XXXVI.] DU SCniSïE ARGILEUX. 521

pour cela que les roches de leur classe n'envoient point de veines à travers les masses environnantes. Dans le chapitre suivant, je rechercherai les différentes périodes auxquelles on peut rapporter l'origine des schistes hypogônes et métamorphiques, et j'examinerai pourquoi, pendant si longtemps, les géologues ont regardé ces périodes comme méritant le nom de primitives.

522 AGE DES ROCHES MÉTAMORPHIQUES. [Ch. XXXVII.