ROCHES ALTEREES PAR DES DYKES DE TRAIT

Fig. 683. — Dyke de greenstone, avec fragments de gneiss. Sorgenfri, Christiania.

[Gh.XXIX.

ou arrondies de gneiss, quelques-unes blanches, d'autres d'une légère couleur de chair, certaines sans lamelles,

comme le granité, d'autres, enfin, incrustées de lamelles qui, d'après leurs directions diverses et souvent opposées, ont évidemment été répandues au hasard à travers la gangue. Ces portions empâtées de gneiss mesurent de 2 à 20 centimètres environ de diamètre.

Roches altérées par les dykes volcaniques. — Après les remarques qui précèdent sur la forme et la composition des dykes, je dois décrire les altérations que ceux-ci produisent quelquefois sur les roches qui les touchent ou les avoisinent. Ces changements sont ordinairement ceux que l'on peut attendre de la chaleur intense d'une matière en fusion et des gaz qui s'y trouvent emprisonnés.

Plas-Newydd. — M. Henslow (J ) a décrit un exemple frappant de ce genre de phénomène, qu'il a observé aux environs de Plas-Newydd, Anglesea. Le dyke a 40 mètres de large ; c'est une roche composée de feldspath et d'augite (dolérite de certains auteurs). Les couches de schiste et de calcaire argileux qu'il traverse dans une direction perpendiculaire, sont altérées jusqu'à une distance de 9 mètres, et même, en quelques endroits, de 11 mètres au delà des bords du dyke. Le schiste, à mesure qu'il approche du trapp, devient de plus en plus compacte ; il atteint son maximum d'endurcissement au point de jonction. Là il perd en partie sa structure schisteuse, mais on distingue encore ses divisions en petits lits parallèles. En plusieurs points, ce schiste est converti en jaspe porcelanique dur. Dans la portion la plusen-

(1) Cambridge Transactions, vol. I, p. 40*2.

Ch.XXIX.] ROCHES ALTÉRÉES PAU DES DTKES DE TRAIT. 297

durcie delà masse, les coquilles fossiles, principalement les Productus, sont presque détruits ; cependant on reconnaît encore assez souvent leurs empreintes. Le calcaire argileux a subi des changements analogues : en approchant du dyke, il a perdu de plus en plus sa texture terreuse, et il a fini par devenir grenu et cristallin ; mais le phénomène le plus curieux, c'est l'apparition, au sein du schiste, de nombreux cristaux d'analcime et de grenat, qui sont limités de la manière la plus exclusive aux portions de la roche sur laquelle le dyke a produit son action (1). Les cristaux de grenat contiennent jusqu'à 20 pour 100 de chaux ; cette base provient de la décomposition des coquilles fossiles de Productus. M. Sedgwich a rencontré le même minéral, dans des circonstances très-analogues, à High-Teesdale, où le fait se produit également dans un schiste et un calcaire altérés parle balsate (2).

Antrim. — En plusieurs localités du comté d'Antrim, nord de l'Irlande, on voit la craie à silex traversée par des dykes basaltiques. La craie est convertie en marbre grenu dans le voisinage du basalte ; le changement s'étend quelquefois jusqu'à 2 ou 3 mètres de la paroi du dyke ; c'est près du point de contact qu'il est le plus prononcé, et, en s'éloignant de ce point, il s'efface graduellement jusqu'à ce qu'enfin l'action cesse d'être sensible. « Le produit le plus rapproché du dyke, » dit le Docteur Berger, « est un calcaire cristallin brun foncé, dont les cristaux se clivent aussi larges que ceux du calcaire grossier primitif (métamorphique) ; plus loin, la roche est saccharine, par conséquent à grains fins et arénacés. On y observe aussi une variété compacte présentant l'aspect de la porcelaine, et d'une couleur gris bleuâtre ; cette variété, devient vers sa limite externe, d'un blanc jaunâtre, et passe insensiblement à la craie non altérée. Les silex, dans la craie altérée, ont généralement acquis une

(1) Cambridge Transactions, vol. I, p. 410.

(2) Ibid.y vol. II, p. 175.

298 ROCHES ALTÉRÉES PAR DES DYKES DE TRAPP. [Ch. XXIX

couleur gris jaunâtre (1). » Toute trace de débris organiques a disparu de la portion la plus cristalline du calcaire.

La figure suivante (684) représente trois dykes basaltiques traversant la craie sur une largeur seulement de 27 mètres. La craie, au contact de ces trois dykes, ou comprise entre

Fig. 684.

Dyke Dyke de Dyke

de 11 mètres. 0m,30. de 6 mèlres.

Dykes basaltiques dans la craie, en l'île de Rathlin, Antrim. Plan à découvert sur la plage (Conybeare et Buckland) (2).

eux, est convertie en marbre finement grenu, mm. Le contraste complet de composition et de couleur des roches intruses et des roches envahies rend, dans ces sortes de cas, les phénomènes excessivement clairs et intéressants.

Un autre dyke, dans le nord-est de l'Irlande, a converti une masse de grès rouge en hornstone (silex corné). Par l'action d'un troisième, un schiste du terrain houiller a pris, en durcissant, le caractère d'un schiste siliceux ; ailleurs, l'argile schisteuse du lias s'est transformée également en schiste siliceux, tout en conservant de nombreuses empreintes d'ammonites (3).

En présence de toutes ces métamorphoses, on devait s'attendre à rencontrer des couches de houille, substance essentiellement combustible, modifiées extraordinairement au contact de roches fondues. Effectivement, dans la même contrée d'Antrim, certain dyke de greenstone traversant une couche de houille a réduit celle-ci à l'état de cendre jusqu'à la distance de 2m,75 de chaque côté.

A Cockfield-Fell, nord de l'Angleterre, on remarque de

(1) Dr Berger, Geol. Trans., Ve série, vol. III, p. 172.

(2) Geol. Trans., Ve série, vol. III, p. 210, et pi. 10.

(3) Ibid., p. 213; et Playfair, Illust. of Huit. Theorij, p. 253.

Ch. XXIX.] ROCOES ALTÉRÉES PAR DES DYKES DE TRAPP. 299

semblables changements; des échantillons pris à une distance d'environ 27 mètres d'un trapp ne se distinguent pas delà houille ordinaire ; ceux que Ton recueille plus près du dyke sont à l'état de cendre, et ont tout à fait le caractère du coke; enfin, les échantillons pris au contact même du dyke sont convertis en une substance qui ressemble à de la suie (1).

On pourrait multiplier les exemples à l'infini ; pour terminer, j'en choisirai simplement deux ou trois.

La roche de Stirling Castle est un grès calcaire, fracturé et violemment déplacé par une masse de greenstone; celleci, évidemment, était à l'état fondu lorsqu'elle envahit les couches. Le grès a été endurci; il a pris au point de jonction une texture approchant de celle du silex corné. A Salisbury Craig et Arthur's Seat, près d'Edimbourg, un grès qui touche au greenstone se trouve changé en roche jaspoïde.

Les grès secondaires de Skye sont transformés en quarU solide sur plusieurs poinls où ils rencontrent des veines ou des masses de trapp ; un lit de quartz, dit le Docteur Mac- Culloch, observé près d'une masse de trapp, au milieu de couches houillères, dans le comté de Fife, fut jadis, suivant toute probabilité, un grès ordinaire, postérieurement endurci et converti en quartzite par l'action de la chaleur (2).

Cependant, bien que, dans un très-grand nombre de cas les couches qui avoisinent les dykes soient ainsi altérées, que le schiste argileux ait été métamorphosé en schiste siliceux ou en jaspe, le calcaire en marbre cristallin, le grès en quartz, la houille en coke, et les débris fossiles totalement ou partiellement détruits ou déformés, il n'est pas du tout rare de rencontrer les mêmes roches, dans les mêmes districts, absolument intactes au voisinage des dykes volcaniques.

Cette grande inégalité entre les effets produits par les roches ignées provient souvent d'une différence qui a existé

(1) Sedgwich, Cumb. Trans., vol. II, p. 37. 0») Syst. of GeoL, vol. I, p. 206.

300 INJECTIONS DE TRAPP ENTRE LES COUCHES. [Ch XXIX.

dans leur température et celle des gaz qu'elles contenaient ; la température est plus intense en certaines laves que dans d'autres, et pour la même lave elle se modifie à mesure que le courant s'éloigne de son point de départ. La conductibilité pour la chaleur a pu varier aussi dans les roches envahies, suivant leur composition, leur structure, les dislocations qu'elles ont subies, et peut-être encore selon la quantité d'eau (ainsi susceptible d'être chauffée) qu'elles recelaient. Dans certains cas, les éléments de ces roches ont dû se trouver associés en proportions voulues pour passer rapidement à l'état de combinaison chimique et former de nouveaux minéraux ; au contraire, dans d'autres cas, la masse a été plus homogène, ou les proportions des éléments moins aptes à subir l'association définie.

Il faut aussi tenir compte de cette circonstance, qu'une fissure, tantôt se remplit d'une lave qui commence immédiatement à se refroidir, et tantôt donne passage à un courant de matière fondue qui peut monter pendant des jours et des mois pour alimenter des coulées qui inondent la surface de la contrée sous-jacente, ou pour s'échapper sous la forme de scories de l'intérieur du cratère. De plus, si les parois d'une crevasse sont chauffées par la vapeur chaude avant que la lave s'élève, comme nous savons que cela arrive de nos jours sur le flanc de certains volcans, le calorique additionnel fourni par le dyke et ses gaz agira avec bien plus d'énergie.

Injections de trapp entre les couches. — Comme preuve de la force mécanique dont est doué le trapp fluide qui s'introduit dans les roches, je citerai l'exemple du Whin- Sill, où l'on voit une masse de basalte de 18 à 24 mètres de haut, représentée en a (fig. 685), engagée sous forme de coins entre des roches de calcaire b et de schiste c, lesquelles ont été séparées de la grande masse de calcaire et de schiste d à laquelle elles étaient primitivement unies.

En cet endroit, le schiste est endurci ; le calcaire qui, à distance du trapp, est de couleur bleue et contient des co-

Cil. XXIX.] STRUCTURE DUS ROCIIUS VOLCANIQUES. 30 1

raux fossiles, se trouve au contraire, au voisinage immédiat, converti en marbre grenu et dépourvu de fossiles.

Il n'est pas rare que des masses de trapp soient intercalées dans les couches, et conservent sur de larges étendues un

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Fie. 685. — Lave de la coupe d'Ayzac, près Antraigue, département de l'Ardèche.

parallélisme exact avec les plans de stratification. Ces masses ont dû, sur quelques points, se frayer latéralement un passage entre les divisions des lits, direction suivant laquelle le fluide en progression rencontrait une résistance moins considérable, surtout lorsqu'aucune fissure verticale ne communiquait avec la surface, et qu'une puissante pression hydrostatique s'exerçait au moyen des gaz chassant la lave vers la partie supérieure.

Structure colonnaire et globulaire. — L'une des formes les plus caractéristiques des roches volcaniques, et spécialement des basaltes, est celle de colonnes. On l'observe lorsque de grosses masses se sont divisées en prismes réguliers qui, tantôt se séparent facilement les uns des autres, tantôt restent fortement adhérents. Le nombre des côtés, dans ces prismes, varie de trois à douze; on en compte généralement de cinq à sept. Souvent il existe à intervalles presque égaux des séparations transversales qui rappellent les articulations d'une colonne vertébrale. On voit un cas de ce genre à la Chaussée des Géants (Irlande). La longueur et le diamètre des prismes varient aussi extrêmement. Le Docteur Mac Culloch en cite dans l'île de Skye qui mesurent en-

(1) Camb. Trans., vol. II, p. 180.

302 STRUCTURE DES ROCHES VOLCANIQUES. [Ch. XXIX.

viron 120 mètres de long; d'autres, dans le Morven, ne dépassent pas 0m,025. Quant à leur diamètre, il atteint, à Ailsa, 2m,75, à Morven, O'n,025 ou moins encore (1). Ils sont ordinairement droits; quelques-uns cependant sont courbes. On signale des exemples des uns et des autres dans l'île de Staffa. Au travers d'un lit horizontal ou nappe de trapp, les colonnes sont verticales; dans un dyke vertical, elles sont horizontales. Comme exemple de ce dernier cas, je mentionnerai la masse de basalte appelée Chimney (cheminée) à Sainte-Hélène (flg. 686); c'est une pile de prismes hexago-

Fig. 686. — Dyke volcanique composé de Fig. 687. — Petite portion du dyke reprismes horizontaux. Sainte-Hélène. présenté figure 686.

naux, de 19 mètres de hauteur, qui, évidemment, indique le reste d'un dyke étroit, jadis encaissé par des parois rocheuses plus tard démantelées et abaissées jusqu'au niveau de la mer. Dans la figure 687, j'ai représenté sur une échelle moins réduite une petite portion de ce dyke (2).

Comme il est constaté que le trapp colonnaire a d'abord été à l'état fluide, on conçoit que les prismes soient toujours dirigés perpendiculairement aux surfaces de refroidissement. Par conséquent, si ces surfaces sont courbes, les colonnes, au lieu d'être perpendiculaires ou horizontales, devront être inclinées sous des angles de toute espèce. On

(1) Mac Culloch, Syst. of Geol., vol. II, p. 137.

(2) Seale, Geognosy of St. Helena, pi. 9.

Ch.XXIX.J structure des rocoes volcaniques. 303

peut admirer un magnifique exemple de ce phénomène dans une vallée du Vivarais, contrée montagneuse du midi de la France. Vers le milieu d'une région de gneiss, le géologue rencontre à l'improviste plusieurs cônes volcaniques de sable meuble et de scories. Du cratère de l'un de ces cônes, appelé la Coupe d'Aysac, un courant de lave est descendu vers le fond d'une vallée étroite. Ce courant ne s'interrompt qu'aux points où la rivière Volant et les torrents qu'elle reçoit ont coupé et enlevé des portions de la lave solide. L'esquisse suivante (fig. 688) retrace ce qui reste de cette lave

Fig. 688. — Trapp intercalé dans des couches disloquées de calcaire et de schiste, à Withe Force, Higli-Teesdale, Durham (Sedgwich) (1).

sur l'un des points où le torrent latéral rejoint la vallée principale du Volant. Il est évident que la coulée a rempli jadis la vallée entière jusqu'au niveau que j'ai marqué par une ligne ponctuée d, a; mais la rivière a graduellement tout entraîné au-dessous de cette ligne, et le torrent tributaire a, de son côté, ouvert une large brèche dans le sens transversal. La coupe nous montre en premier lieu qu'ici, comme dans le reste de la contrée, la lave se compose de trois parties : une supérieure, #, scoriacée ; une moyenne, ô, formée de prismes irréguliers, et une inférieure, c, à colonnes régulières, verticales et s'élevant en surplomb sur la rive du Volant, où elles ont pour support une base horizontale de gneiss; elles sont inclinées sous un angle de 45° en g, et horizontales en /. Leur direction, sur tous ces points, a été déterminée d'après la loi que nous avons établie, c'est-à-dire par la forme concave de la vallée originelle.

30 4 STRUCTURE DES ROCHES VOLCANIQUES. [Ch. XXIX.

La figure suivante (689) représente plusieurs de ces colonnes courbes et inclinées que l'on observe sur les versants

des vallées dans la région montagneuse du nord de Yicence (Italie), et vers le pied des montagnes plus élevées des Alpes (1).

Différents de ceux du Yivarais, les basaltes du Yicentin sont évidemment sortis du fond de la mer, et les vallées actuelles ont été, depuis, creusées par la dénudation.

La structure colonnaire n'appartient point du tout exclusivement aux roches trappéennes où l'augite domine : elle est commune au phonolite, au trachyte et à d'autres roches feldspathiques de nature ignée. Dans ces dernières, toutefois, elle fournit rarement des formes polygonales aussi régulières.

Nous avons déjà dit que les colonnes basaltiques se divi-

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