GH. XXXVII.] ROCHES MÉTAMORPHIQUES DES IIIGIILANDS

ques-unes des masses enveloppantes ont été emportées par la dénu dation.

Au Canada, ainsi que nous l'avons vu (p. 251, t. II), le Laurentien Inférieur composé de gneiss, quartzite et calcaire peut être regardé comme roche métamorphique, car on a découvert des débris organiques [Eozoon Canadense) dans une portion de l'une de ses masses calcaires. On ne saurait douter que le Laurentien Supérieur ou série du Labrador, consistant en gneiss, Feldspath-Labrador et schistes ardoisiers, et mesurant en totalité une épaisseur de 3,050 mètres, ne doive sa structure cristallisée à l'action métamorphique, puisqu'il repose en stratification discordante sur le Laurentien Inférieur. La conversion en gneiss de ces anciennes couches Laurentiennes du Canada remonterait à une date très-reculée, ainsi que le fait supposer la rencontre de cailloux roulés de cette roche dans la formation sus-jacente Huronienne, qui est contemporaine de la période Cambrienne Inférieure, si elle ne lui est pas antérieure (p. 251, t. II). En Ecosse, les plus anciennes roches stratifiées sont le gneiss amphibolique des Hébrides, et celui de même nature de la côte nord-ouest du Rosshire, que nous avons représenté à la base delà section donnée (p. 108,1. I, fïg. 90). Ce gneiss est identique au gneiss traversé de nombreuses veines de granité, qui forme les falaises du cap Wrath, dans le Sutherlandshire (voirfig. 743, p. 448, t. II) ; on suppose qu'il date de la période Laurentienne. Cette roche, comme on le voit dans la section de Mac-Culloch (fig. 90, p. 1 08, 1. 1), est recouverte par des lits discordants de grès rougeâtre et de conglomérat, en position presque horizontale et d'une épaisseur de 600 à 900 mètres. Ces grès grossiers n'ont fourni aucun fossiles, on les croit contemporains du Cambrien Inférieur, mais, dans tous les cas, ils n'appartiennent pas, comme on l'avait d'abord pensé, à la période du Yieux Grès Rouge. Sir Roderick Murchison, en effet, a démontré que dans' les Highlands du Nord, c'est-à-dire dans les trois comtés septentrionaux de l'Ecosse, ces grès passent sous des roches quart-

53 0 CARACTÈRE MINÉRALOGIQUE [Ch. XXXVII.

zeuses en stratification discordante qui forment, avec un calcaire subordonné, des couches sus-jacentes à cette formation. En 1854, M. Charles Peach trouva dans ce calcaire des traces obscures d'êtres organisés ; cette découverte détermina des recherches de la part de Sir Murchison, qui, éventuellement et sans hésiter, déclara que la formation calcaire en question correspondait au Silurien Inférieur. C'est là un des pas les plus importants qu'ait faits depuis plusieurs années la science géologique en Angleterre, car il nous conduit à une conclusion très-inattendue, à savoir : que toutes les couches cristallines d'Ecosse dans la direction de l'est, couches autrefois appelées primitives et recouvrant les calcaire etquartzite qui nous occupent, doivent être rapportés à une division de la série Silurienne. C'est à Durness et Assynt que l'on a obtenu de ce calcaire les coquilles les plus abondantes et les mieux conservées. Parmi ces coquilles, on peut citer trois ou quatre espèces d'Orthoceras et les genres Cyrtoceras et Lituites ; les mêmes couches ont fourni, pour les Murchisonia, deux espèces, et une seule, pour les Plearotomaria, Maclurea, Euomphalus et Orthis. Suivant M. Salter, plusieurs de ces fossiles seraient spécifiquement identiques à ceux du Silurien Inférieur du Canada et des États-Unis. La seule rencontre de Céphalopodes en telle quantité constitue un terrible argument contre l'hypothèse qui attribue à cette formation une origine Cambrienne, et les larges siphons de quelques Orthoceras indiquent clairement la période du Silurien Inférieur, car cette forme divisionnaire du genre caractérise éminemment, tant en Europe que dans l'Amérique du Nord (voir p. 224, t. II), les membres inférieurs du système Silurien (voir plus haut, p. 224, t. II). Aux roches fossilifères accompagnées de ces quartzites, que nous venons de mentionner, succède, en stratification concordante, une série de gneiss, micaschistes et schistes argileux ; ce gneiss plus récent dilfère beaucoup plus minéralogiquement de la roche fondamentale du même genre que nous avons signalée plus haut. On ne saurait mettre en question que ces formations

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cristallines, tout à fait semblables à celles des Ilighlands du centre et du midi, y compris les roches des comtés du Perth, d'Aberdeen et du Forfar, par exemple, ne soient évidemment des couches altérées du Silurien (1). Cette opinion de Sir Murchison a été confirmée par les observations postérieures de trois éminents géologues, MM. Ramsay, Harkness et Geikie. Sur le schiste argileux, membre le plus récent de la série, repose le Vieux Grès Rouge Inférieur qui longe, en stratification discordante, la bordure méridionale des Grampians et contient les Cephalaspis Lyclli, Pterygotus Ang liais, Parka decipiens.

Dans l'île d'Anglesea, comme je l'ai dit ailleurs, et suivant M. Ramsay, le métamorphisme des schistes s'est accompli durant la période du Silurien Inférieur. Si l'on rapproche ces conclusions du fait qu'une texture hypogène s'est emparée, à travers les Alpes, des dépôts de l'Ëcocène Moyen (voy. t. II, p. 502), on ne doutera pas que plus tard les géologues ne réussissent à découvrir des schistes cristallins de presque tous les âges dans la série chronologique, bien que la quantité des roches métamorphiques visibles à la surface doive, pour des raisons que nous avons expliquées ci-dessus, diminuer rapidement parmi les monuments d'époques de plus en plus récentes.

Ordre de succession desrochesmétamorphiques. — Il n'y a pas d'ordre universel et variable de superposition pour les roches métamorphiques, mais seulement un arrangement particulier qui peut prévaloir à travers des contrées d'une va^te étendue, et qu'on détermine par des moyens semblables à ceux employés au classement des diverses formations sédimentaires, source naturelle des couches cristallines. Par exemple, nous avons vu dans les Apennins, près de Carrare, la série descendante fournir, sur les points où elle est métamorphique, d'abord un marbre saccharoïde, ensuite un talschiste, puis du quartz en roche et

(1) Quart. Geol.Journ., vol. XV, p. 353, 1S59. Siluria, 3e édition, Appendice, p. 553.

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du gneiss ; et, vers les endroits où il n'existait pas d'altération, nous avons observé en premier lieu un calcaire fossilifère, en second lieu un schiste argileux, et enfin un grès.

Mais, dans la plupart des chaînes montagneuses, les gneiss, micaschiste, schiste amphibolique, chlorito-schiste, calcaire hypogène et autres roches se succèdent entre elles, et alternent suivant toute espèce d'ordre. On rencontre plus habituellement, il est vrai, certaines variétés de schiste argileux à la partie supérieure de la série métamorphique; toutefois ce fait n'implique nullement, comme quelques géologues l'ont pensé, que tout schiste argileux ait été formé vers la fin d'une certaine période où le dépôt des couches cristallines aurait été suivi de l'accumulation des strates sédimentaires ordinaires. En réalité, les schistes argileux varient par leur composition, et quelquefois alternent avec les assises à fossiles ; on peut donc les rapporter presque aussi bien à Tordre des roches sédimentaires qu'à celui des formations métamorphiques. Il est probable que, s'ils avaient été soumis à une action plutonique plus intense, ils auraient passé à l'état de schiste amphibolique, de chlorito-schiste feuilleté, de talschiste pailleté, de micaschiste ou autres roches plus complètement cristallines, telles qu'on en voit souvent associées au gneiss.

Uniformité du caractère minéral dans les roches hypogènes. — Il est tout à fait vrai, comme M. de Humboldt a eu l'heureuse occasion de l'observer, que, lorsqu'on passe d'un hémisphère à l'autre, on voit apparaître des formes nouvelles d'animaux et de plantes et, de plus, des constellations différentes au firmament; mais, quant aux roches, ce sont les mêmes relies rappellent toutes d'anciennes connaissances, telles que granité, gneiss, micaschiste, quartz en roche et diverses autres. Il existe, sans aucun doute, une grande et frappante ressemblance entre les principales variétés déroches hypogènes, en tous pays, quelque différentes qu'elles soient d'âge ; mais chacune d'elles, ainsi que nous l'avons démontré, doit être regardée comme faisant partie

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de familles géologiques, et non comme une combinaison minérale définie. Leur aspect est beaucoup plus uniforme que celui des couches sédimentaires, car ces dernières sont souvent composées de fragments qui varient beaucoup par la grosseur, la forme et la couleur, elles contiennent des fossiles d'espèces et de composition différentes, et acquièrent des teintes variées par le mélange de diverses qualités de sédiment. Les matériaux de ces couches, si on les faisait fondre et cristalliser, obéiraient à des lois chimiques simples et uniformes dans leur action, les mêmes aussi dans chaque climat ; elles échapperaient complètement aux causes mécaniques et organiques.

Ce serait une grave erreur de prétendre, avec certains géologues, que les roches hypogènes, considérées comme agrégats de minéraux simples, sont réellement plus homogènes dans leur composition que les divers membres de la série sédimentaire. En premier lieu, les pays différents contiennent des groupes dissemblables de roches hypogènes; en second lieu, chaque district déterminé peut fournir des roches qui, désignées sous un même nom, sont cependant trèsvariables quant à leurs éléments constituants ou tout au moins quant aux proportions de ces éléments. Par exemple, le gneiss et le micaschiste, si caractéristiques desGrampians par leur abondance, manquent dans le Cumberland, les Galles et les Cornouailles ; en certaines parties de la Suisse et des Alpes italiennes, le gneiss et le granité sont talqueux, et non micacés comme en Ecosse; le hornblende (amphibole) distingue spécialement le granité d'Ecosse, la tourmaline celui du Cornouailles, Talbite est propre aux roches plutoniques des Andes, et le feldspath commun (orthose) à celles d'Europe. En certaines localités d'Ecosse, le micaschiste est rempli de grenats; en d'autres, il est tout à fait dépourvu de ces cristaux; dans l'Amérique du Sud, suivant M. Darwin, c'est le gneiss, et non le micaschiste, qui se trouve ordinairement grenatifère. Et non-seulement les proportions de feldspath, quartz, mica, hornblende et autres minéraux,

5 34 RARETÉ DU CARBONATE DE CHAUX [Ch. XXXVII

varient au sein de roches hypogènes portant le môme nom, mais encore, fait plus capital, les éléments du même minéral simple ne s'y montrent pas d'une manière constante, comme nous l'avons vu (t. II, p. 268, et tableau, t. I, p. 164).

Pourquoi les couches métamorphiques sont-elles moins calcaires que les strates fossilifères ? — Nous avons constaté que la quantité de matière calcaire, dans les lits métamorphiques, ou même dans les formations hypogènes en général, est beaucoup moindre qu'au travers des dépôts fossilifères. Par exemple, les schistes cristallins des Grampians, Ecosse, qui consistent en gneiss, micaschiste, schiste amphibolique et autres roches développées sur plusieurs mille mètres d'épaisseur, contiennent une proportion infiniment petite de couches calcaires, bien que celles-ci aient été, dans le pays, l'objet d'activés recherches dans un but d'exploitation. Néanmoins le calcaire ne manque pas d'une manière absolue dans les Grampians du Sud, dans le Perlhshire et le Forfarshire ; il s'y trouve associé, sur certains points, au gneiss, sur d'autres au micaschiste, et, en quelques endroits, à divers membres delà série métamorphique. Mais, lorsqu'il abonde, comme à Carrare, par exemple, et dans d'autres parties des Alpes où il se montre en rapport avec les roches hypogènes, il constitue habituellement l'un des membres supérieurs du groupe cristallin. Lescalcaires du Laurentien Inférieur, dans le Canada, se composent de plusieurs bandes distinctes; l'une d'elles, contenant YÉozoon canadense et d'une grande puissance (de 200 à 450 mètres), fournit une remarquable exception à la règle générale. Dans ce cas, en effet, l'augite, la serpentine et divers autres minéraux sont largement mêlés avec le carbonate de chaux.

La rareté du carbonate de chaux au sein des roches plutoniques et métamorphiques semble généralement être résultée de quelque cause universelle. A l'époque où l'on considérait les roches hypogènes comme antérieures à la création des corps organisés, il était facile d'attribuer l'absence de la chaux à la non-existence des mollusques et

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zoophytes qui sécrètent les coquilles et les coraux ; mais, aujourd'hui que l'on rapporte les formations cristallines à Faction plutonique, il est naturel de s'enquérir si cette action elle-même n'a point dû expulser l'acide carbonique et la chaux des matériaux qu'elle a réduits à l'état de fusion ou de demi-fusion. On ne peut descendre, il est vrai, jusqu'aux régions souterraines où se développe la chaleur volcanique, mais on observe dans les pays à volcans éteints, par exemple en Auvergne et en Toscane, des centaines de sources, froides ou thermales, sourdant du granité ou d'autres roches, et fortement chargées de carbonate de chaux. La quantité de matière calcaire que ces sources apportent, à la longue, des plus bassesprofondeurs de l'écorce terrestre aux divisions les plus supérieures ou les plus nouvellement formées, cette quantité, disons-nous, doit être considérable (1).

Si la proportion d'éléments siliceux et alumineux fournis par les sources précédentes était aussi forte que celle des principes calcaires, au lieu de se montrer comparativement insignifiante, on pourrait contester à la matière minérale ainsi rejetée une origine liée à la décomposition de roches souterraines ordinaires; mais, d'après la prédominance très-prononcée du carbonate de chaux sur tout autre élément, la croûte terrestre devrait, avec le temps, perdre la presque totalité des composants calcaires de ses parties inférieures ; nous savons, au contraire, qu'elle continue à fournir, journellement, à de nouveaux dépôts sur le fond des mers et des lacs, un excès de carbonate de chaux. Ce composé arrive dans ces lacs et dans l'océan par des milliers de sources et de rivières, et ainsi, toute nouvelle roche calcaire précipitée chimiquement, de même qu'un grand nombre des récifs coquilliers ou coralliens qui se forment de nos jours, dérivent en partie de la substance minérale produite par l'action plutonique, et chassée par le gaz ou la vapeur hors des roches fondues qui bouillonnent dans les entrailles de la terre.

(1) Principes de géologie, Index : Sources calcaires.

5 36 RARETÉ LU CARBONATE DE CBAUX, ETC. [Ch. XXXVII.

Non-seulement du carbonate de chaux, mais encore du gaz acide carbonique libre, s'échappent abondamment du sol et des crevasses souterraines, dans les régions à volcans actifs ou éteints, par exemple aux environs de Naples et en Auvergne. D'un autre côté, les coquilles ouïes coraux fossiles ont souvent perdu leur acide carbonique, et la chaux qui restait est entrée peut-être dans la composition de l'augite, du hornblende, du grenat et d'autres minéraux hypogènes. On observe des exemples très-fréquents de matière calcaire ainsi dégagée : les débris organiques sont souvent remplacés par de la silice ou d'autres substances minérales ; quelquefois aussi l'espace occupé jadis par le fossile est devenu vide, ou ne se trouve plus représenté que par une obscure empreinte. Il ne faut donc pas s'étonner de l'absence générale de ces débris au sein des couches cristallines : rappelonsnous l'altération fréquente, totale ou partielle, des fossiles, même dans les formations tertiaires ; — ces vastes masses de grès ou de schiste,, de différents âges et de milliers de mètres de puissance, dépourvues de corps organisés, — certaines couches privées d'une partie de leurs fossiles, qu'elles ont peut-être perdus en devenant cristallines, ou, suivant l'expression de Werner, en passant à l'état de roches de transition, — enfin la destruction des dernières traces d'êtres animés au sein des strates franchement métamorphiques. .Les formations qui portent cette dernière épithète ont de plus, quelquefois, été soumises à des renouvellements itératifs de l'action plutonique.

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