CHAPITRE H

CARACTÈRES GÉOfcNOSTIQUES ET MIN^RALOGIQUES DES TERRAINS VOLCANIQUES.

Les terrains volcaniques ne sont pas moins remarquables par leur mode de formation que par leur position géognostique et surtout par la nature des roches quil es composent, Cest de celles-ci surtout que je vais m' occuper dans ce chapitre ; mais , en raison des limites que je me suis imposées , il me sera impossible de présenter une histoire complète des roches volcaniques $ je me bornerai à exposer quelques généralités suffisantes pour le but que je me propose d'atteindre.

M. Cordier est celui qui s'est occupé avec le plus de succès de t étude de ces roches.- Avant son beau travail, Intitulé : Mémoire sur les substances volcaniques dites en masse {Journal de physique, 1816), nos connaissances sur cet objet étaient fort peu avancées. Il résulte de F examen profond que ce célèbre géologue a fait de ces masses minérales ,

i° Que le tissu homogène et uniforme dont ces substances semblent douées, lorsqu'on les examine à la vue simple , n'est , à l'exception <le certains cas déterminés très rares , qu'une fausse apparence 5

2 0 Qu'elles sont presque toutes mécaniquement composées de cristaux microscopiques , appartenant à un très petit nombre d'espèces minérales connues , auxquelles se mêlent, dans certains cas déterminés , des matières vitreuses plus ou moins abondantes ;

CARACTÈRES GEOGSOSTIQUES ET M1XÊRALOGIQUES. Jt

3° Que les cristaux microscopiques élémentaires appartiennent au felspath , au pyroxène , au pétidot , au fer titane , moins souvent à Yamphigène , et fort rarement au mica , à Xamplùbole ou au y£r oligiste ;

4° Que , dans une partie des substances volcaniques en masse , les cristaux microscopiques élémentaires , et les matières vitreuses , quand elles en contiennent , se trouvent souvent dans un état de décomposition plus ou moins avancé ;

5° Que , parmi ces substances , dont les éléments sont plus ou moins attaqués par la décomposition , certaines doivent leur consistance à des matières étrangères interposées en particules presque toujours indiscernables ;

6° Que , quelque soit F état de conservation ou d'altération de ces substances , les minéraux élémentaires ne forment communément que des associations ternaires ou quaternaires , au milieu desquelles , tantôt le felspath , tantôt le pyroxene , prédominent constamment , non-seulement par leur abondance , mais encore par Y influence des caractères qui leur sont propres ;

7° Que cette constante prédominance , combinée aux autres conditions que présente la composition mécanique , et aux caractères extérieurs qui en résultent, permet de diviser méthodiquement les roches volcaniques, à l'aide de coupures naturelles assez nettement circonscrites , et même , à la rigueur, de leur assigner des places de convention dans la méthode minéralogique ; mais qu'en attendant on pént les rapporter à seize types principaux 5

8° Que , proportions gardées des différences qui tiennent à l'ancienneté relative, les différents types se présentent avec les traits de l'identité la plus parfaite dans les roches volcaniques de tous les pays et de tous les âges $

9 0 Que le sol volcanique , considéré dans son ensemble et sous le point de vue le plus général , offre une composition toute particulière et une constitution que Ton ne retrouve pas dans les autres terrains.

C'est d'après ces principes que M. Cordier partage toutes les roches volcaniques en deux grands groupes , savoir ; les substances fefspathiques , dans lesquelles les particules de felspath sont très pridominantes , et les substances pyroxènées , dans lesquelles les particules de pjrroxène sont très prédominantes. Chacun de ces groupes est ensuite subdivisé en deux sections, Tune pour les roches non altérées, F autre pour celles qui le sout. lies principaux types de roches renfermées dans le premier groupe , c'est-à-dire les substances dans lesquelles le felspath prédomine , sont : le trachyte, le domite , la dolente , le phonolite , le pwnite ou ponce , Y obsidienne ou verre volcanique , et le spodite ou les cendres blanches et ponceuses volcaniques. Les types de roches du deuxième groupe , c està-dire les substances dans lesquelles le pyroxène prédomine , sont : le basalte , les scories , le gallinace , et les cinérites ou cendres rouges et grises volcaniques. Toutes ces différentes roches donnent lieu , par le$ altérations diverses qu'elles subissent , à une foule de substances nouvelles dont le nombre est infini et les caractères non décrits. Les principaux agents qui les modifient , de manière à leur faire acquérir ainsi des propriétés si différentes de celles qu elles avaient d'abord, sout principalement le feu , Tair, leau , les différent gaz acides qui se dégagent des volcans ou des solfatares, etc. C'est de ces nombreuses altérations que résultent les tufs volcaniques de toutes les couleurs , les pépérino, les wackes, les pouzzolanes, les tJiermantides tripoléennes et cimentaires > et une foule d'autres # produits qu'il serait trop long d'énumérer. Enfin , la réaction séculaire de l'air et des eaux sur ces nouveaux produits, finit par les décomposer entièrement et les transformer $n terré fertile , que les torrents entraîne»! dans les plaines sous forme d alluvions , et dont l'Auvergne et beaucoup d'autres localités nous offrent plus d'un exemple.

Les trois groupes de terrains volcauiques que f ai admis

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se distinguent assez nettement les uns des autres par la nature des roches dominantes qu'on y observe , et aussi par leur position géognostique à la surface du globe.

^ I. En général, le» terrains trachy tiques se composent de roches felspathiques ; ainsi on j trouve , parmi celles ducs à une cristallisation ignée , toutes les espèces de trachytes , le domite, Yargilolile , ï alunite , le pumite , le stigmite perlaire et le rétinite, Yeurite porphyrique , etc. j et parmi les conglomérats , les brèches trachytiques et pumites. Ces terrains, qui se montrent également, et dans Les pays où les forces volcaniques agissent encore, et dans ceux où elles sont éteintes , recouvrent immédiatement, ou les roches primitives , on les porphyres de transition , porphyres avec lesquels les trachy tes présentent la plus grande analogie de composition , et dans lesquels on renïarque que le fd spath véreux , Tamplubole , et quelquefois le pyroxène , deviennent plus fréquents à mesure qu'ils se trouvent plus près des roches volcaniques.

Ijds trachvtes suoernosés aux roches nrimitives paraissent tantôt sortir d'un granité postérieur au gneis, tantôt des micaschistes supérieurs à ceux-ci ; mais tout prouve , suivant M. de Ihunboldt , qu'ils sont sortis au dessous de m la croûte granitique du globe.

Les trachytes qui recouvrent les porphyres de transition appartiennent à deux formations bien distinctes , savoir : à celle des porphyres et siénites non métallifères superposés immédiatement aux terrains primitifs , et à celle des porphyres , siénites et diorites , souvent métallifères , reposant sur un schiste argileux ou sur des schistes talqueux avec calcaire de transition. Leur gîte principal est surtout dans ces terrains intermédiaires , et plus particulièrement dans la première de cesformationsporphyriques.

Ces trachytes sont , en général , peu répandus dans l'ancien continent (chaîne Caucase, Hongrie, Transylvanie, Auvergne, îles de la Grèce, Italie, etc.) ; mais ils acquièrent

l4 CONSIDÉRATIONS SUR LES VOLCANS.

tics développements énormes dans le nouveau , principalement dans l'Amérique méridionale , ( crête et lisières des Andes du Chili, du Pérou , de là Nouvelle-Grenade, de Sainte-Marthe, de Mérida , vallée de Mexico , etc. ) , dont ils occupent les parties les plus élevées. Leurs couches ont jusqu'à quatorze mille et même dix-huit mille pieds d'épaisseur , comme au Chimborazo et au volcan de Guagua- Pichincha.

Les trachytes ne sont recouverts que par d'autres roches volcaniques , très rarement par quelques formations tertiaires ou de petites formations de gypse et d'oolites in-^ tercalées ou superposées aux. tufs ponceux. Ils renferment des conglomérats qui varient beaucoup selon la nature des roches , et qui ont empâté des moules de coquilles , des troncs d'arbres qui se sont changés en quarz résinite , des fragments de ponces , des matières terreuses , etc. C'est dans ces terrains qu'on trouve les plus belles opales.

^ IL Le terrain basaltique se distingue du précédent err ce qu'il n'admet généralement dans sa composition que des roches pyroxèniques ou celles qui composent le second groupe des roches volcaniques de M. Cordier. Ainsi , on y reconnaît , parmi les roches formées par cristallisation ignée , le basalte et toutes ses variétés , la dolérite , le s pi lit e , etc. , et parmi celles formées par voie de transport, ou de sédiment, le vakite, les pépérino de diverses espèces , les breccioles , etc.

Le terrain basaltique se lie d'un côté aux trachytes , dans lesquels le pyroxène devient progressivement plus abondant que le felspath , et d'un autre , aux laves des volcans qui ont coulé sous forme de courants. On remarque que généralement les grandes masses basaltiques sont trèséloignées des masses trachy tiques ; qu'ainsi les pays qui abondent le plus en basaltes ( Hesse, Bohême ) , sont dépourvus de trachytes , et qu'il en est de même pour les pays trachytiques , comme les Cordillères des Andes , qui

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présentent rarement des basaltes. Ces deux terrains forment souvent des lignes parallèles , ce qui a fait penser à plusieurs géologues qu'il y avait eu une formation différente pour les basaltes et les tracbytes. Ils croient que ces derniers proviennent de granités altérés , tandis que les basaltes paraissent provenir de laves pyroxènées , dont les coulées ont été jusqu'à la mer ( alors voisine de ces volcans) , où elles ont pris , par le retrait , les formes prismatiques qu'elles présentent. Les terrains tracbytiqucs semblent cependant plus anciens que les basaltiques , et sont quel- „ quefois recouverts par ces derniers.

En général , les masses volumineuses de basaltes se trouvent immédiatement dans les terrains primitifs, intermédiaires et secondaires , tandis que d'autres masses bien moins considérables , à texture bomogène , et offrant le plus souvent l'apparence d'anciennes coulées de laves litboides , sont superposées au terrain trachy tique. Les unes et les autres enveloppent quelquefois des fragments de granité , de gneis ou d'une siénite très abondante en felspatb. Dans la dernière circonstance géologique que je viens d'indiquer, les basaltes gisent rarement auprès du sommet des volcans en activité ; ils sont placés a leur pied , et semblent les entourer de toutes parts ; cependant on en cite parfois près des cratères, comme au Fulcano. Ils sont toujours recouverts par les laves vomies par ces volcans, ce qui conduit naturellement à penser que leur origine est antérieure à celle de ces produits. Mais c'est surtout dans le voisinage des volcans éteints que s'observent les basaltes. On voit donc qu'ils sont entièrement liés aux terrains volcaniques à cratères ou aux terrains de laves , par leur disposition , leur forme , la nature des minéraux qu'ils renferment , et en ce qu'ils peuvent reposer aussi, comme eux, sur les terrains les plus modernes.

Le basalte, dont certains pays présentent des niasses d'une très grande étendue , forme presque toujours des pla-

l6 COlfSlDÊRATlOIfS SUR LES VOLCANS.

î eaux élevés , dénudés , on peu concaves dans leur milieu f à coupures absolument verticales. Ces plateaux sont souvent nombreux dans une même contrée , mais ils ne sont jamais disposés de manière à former des chaînes entières et cott* tinues. Ils sont formés , ou par des couches, ou par des colonnes prisnrfatoïdes , phis rarement par des sphères Ou des tables. Les couche», variables en inclinaison et enépw seur, alternent souvent avec d'autres couches; mais plus habituellement elles leur sont superposée* j sans leur être parallèles. Quelquefois , éoltfme dans les environs du toi* can de Jorullo, au Metitptè, le basalte sé montre en petits cônes , composés de boules h couches concentriques , a. sommets très convexes , et qui paraissent être sortis du terrain environnant par une espèce de soulèvement occasionne par une iorce élastique agissant ne i mieneur a i extérieur. Dans la localité que je viens de citer, tous lés environs de la montagne ignivôme sont cotrtêfis de ces petits cônes, appelés par lés indigènes Jbute Où kôrtîitâè, à cause de leur forme , et parce qu'il s exhale des crevasses qui les sillonnent des Vapeurs aqueuses mêlées d'acide sulfureux. Ces hôtfutoé , qui Couvrent par milliers la partie centrale de la plaine du Mdl-Pnis , où s'élève le grand volcan de Jorultô , sont tous isolés et disséminés, de manière que, pour s'approcher dû pied dû Volcan, on passe par des ruelles tortueuses. Leur élévation est dé sii. à neuf pieds» La fumée sort généralement un peu au-dessous de la pointé dû cône , êt resté visible jusqu'à Cinquante pieds de hauteur. D'autres filets de rainée sortent des larges crevassés que traversent les ruelles $ ils sont dûs au sol même de la plainé soulevée. En 1580 , la chaleur des hotnitùà était énfcôre Si grande, qu'on pouvait allumer tin eigarre én rattachant à Une perche , et en le plongeant à deux ou trois pouces (te profondeur dans une des ouvertures latérales. Én approchant l'oreiilè cf un dë cës cènes , on entend tin bruit Sourd qui parait celui d' une Cascade souterraine - y il est peut-être

CARACTÈRES GÊOGif OSTIQÎJES ET M1NÊRALOGIQUES.

causé par le* eaux du Rio-Cuitamba , qui s engouffrent dans le Mal-Pais. Il est probable, suivant M. de Humboldt, à qui J'emprunte ces détails, que c'est la force élastique des vapeurs qui a couvert de ces hornitos, en forme d'ampoules, la plaine bombée du Mal-Pais, tout comme la surface cTtm fluide visqueux se couvre de bulles par Faction des gaz qui tendent à se dégager. La croûte qui forme les petits dômes de ces ïiornilos est si peu solide, qu'elle s'enfonce sous les pieds de devant d'un mulet que l'on force d'y monter. Le soulèvement de ces basaltes ne remonte donc pas à une époque très reculée. ( Essai poli<~ tique sur le royaume de la Nouvelle-Grenade , liv. ni , ebap. Viii. )

Les pays qui offrent des formations basaltiques très développées sont, avec ceux que f ai déjà cités, ï Ecosse (côte occidentale ) , les îles Hébrides , parmi lesquelles se trouye File de Staffa , si fameuse par la belle grotte de Fingal, X Irlande (comté RAntrim , sur la cote septentrionale, ou l'on voit la célèbre chaussée des Géants), la Saxe , Y Italie, le Vtlay, ï Auvergne, le Forêt, le Fwarais, etc.

On observe aux parties supérieure et inférieure des masses de basalte , des scories provenant , à la partie inférieure , de l'air du terrain sur lequel passa la coulée, et à la partie supérieure, des bulles contenues dans la masse , et qui n'ont pu percer la croûte supérieure solidifiée. Ces masses de basalte présentent beaucoup d'altérations. Dans nombre d'endroits, les grandes coulées ont été dégradées , et il ne reste plus que les petites portions qui étaient assises sur des terrains primitife.

% III. Le terrain larifue, postérieur aux formations trachytîques et basaltiques dont je viens d'esquisser les principaux caractères , qui appartient aux volcans éteints et aux volcans en activité , et qui est le seul qui se continue encore de nos jours, est remarquable , non-seulement en ce que ses roches diffèrent sensiblement , par leur nature , de celles qui

!fc COHS1DÉHATIONS SUR LES VOLCAXS.

constituent les deux groupes précédents, mais encore par leur manière dètre à la surface du sol. Ces roches portent le nom général de laves ; elles présentent tous les caractères des matières qui ont été soumises à l'action du feu et tenues à F état de fusion presque toujours complète, quelquefois cependant simplement pâteuse. Elles ont une texture plus ou moins boursouflée , celluleuse ou scoriacée , un aspect grenu ou presque vitreux^ un toucher rude et âpre ; leur densité est très variable. Tantôt elles sont pures et ne différent entre elles que par le plus ou moins de vacuoles qu elles offrent ; tantôt elles contiennent des cristaux ou des fragments de divers minéraux , ce qui constitue une foule de variétés.

Les laves des volcans éteiuts diffèrent essentiellement de celles qui sont re jetées sous nos yeux par les volcans en activité. Les premières sont, en effet, généralement abondantes en felspalh , et se présentent sous forme de larges nappes, tandis <que les secondes sout presque toutes pyroxènées et sous forme de courants très étroits. Les premières ont donc beaucoup de rapport avec les tracby tes , les secondes avec les basaltes ; aussi • certains auteurs les distinguent-ils sous les noms de laves trachytiques et de laves basaltiques : il serait préférable de les nommer laves felspatliiques et laves pyroxèniques .

Le terrain lavique a des formes extérieures tellement remarquables, qu il est impossible de confondre les montagnes qui lui appartiennent avec aucune autre. Il est formé , non par la succession de couches régulières plus ou moins inclinées , comme les terrains que Ton suppose formés par voie de dépots, mais par la superposition d'un nombre illimité de coulées qui ont été produites à des époques plus ou moins éloignées. Ces coulées constituent des montagnes ou monticules plus on moins élevés, généralement très régulièrement coniques, offrant souvent à leur sommet une concavité qu'on appelle cratère, dont le milieu est criblé d'ouvertures

CARACTÈRES GÉOGSOSTIQUES ET MUfÉRALOGlQUE"*. IO/

qui, dans les Yolcans actifs, correspondent avec des canaux souterrains.

Les courants de laves , ou coulées , sont ordinairement plus compactes vers le centre de la masse qu à la partie supérieure et inférieure, qui sont boursouflées, souvent même assez légères , à cause des nombreuses cellules qui s y trouvent et qui sont dues à de l'air interposé. Ces cellules, plus ou moins nombreuses , varient beaucoup de formes , suivant la nature de la masse et la place où on les observe. Généralement elles ont une forme alongée dans V intérieur de la coulée et principalement vers sa partie la plus inclinée , tandis quelles sont plus rondes et plus multipliées vers sa surface et vers son origine.

Les coulées s'élargissent beaucoup à leur extrémité inférieure , qui est souvent horizontale. Leur épaisseur est très variable , selon l'état de liquidité que présentait la lave lors de l'éruption , et selon les obstacles qu'elle a éprouvés dans sa marche. Tantôt cette lave s'est épanchée dans la plaine , sous forme de larges nappes ; tantôt elle s'est arrêtée dans des vallées , où elle s'est solidifiée en énormes amas. La surface des coulées, quelquefois assez plane, est ordinairement parsemée de crêtes et d'irrégularités qui indiquent l'état pâteux du courant à l'époque de sa formation. Plusieurs coulées peuvent se recouvrir , mais elles sont toujours séparées par des matières plus ou moins terreuses , qui résultent de l'altération que la surface de la coulée extérieure a éprouvée.

Les roches qui appartiennent particulièrement au terrain lavique sont , parmi celles qui ont été fondues et ont ensuite été solidifiées complètement, la leucostine ou lave pétrosiliceuse , la téphrine ou lave proprement dite , et plus rarement le stigmite à base d'obsidienne, Y obsidienne et le pumite; et , parmi les roches d'agrégation formées par voie de sédiment ou transport , soit au milieu des eaux , soit au milieu des airs, tous les débris de roches et minéraux

volcaniques entraînés par des cours tVeau ou rejetés sous forme pulvérulente par les cratères, et transportés ensuite par les airs à des distances plus ou moins considérables , tels sont des pepérino, des brecciole$ volcaniques nommées trass , des brècfies volcaniques nommées tufa , des pouzzolanes , désignées , suivant la grosseur de leurs parties , rapilli et cendres volcaniques , enfin le moya , matière terreuse r d un noir brunâtre , contenant un principe combustible ( charbon) en si grande quantité que les habitants du Pérou s en servent comme d'une terre tourbeuse pour %e.

Les roches volcaniques , quelles que soient l'époque de leur formation et la mauière dont elles ont été produites , renferment presque toujours, au milieu de leur masse, des matières étrangères à leur composition. Ces matières sont, ou des espèces minérales déterminées, ou des fragments de roches dune autre sorte et d'une autre origine. Ces matières s y trouvent de plusieurs manières. Certaines espèces minérales cristallisées régulièrement, telles que Yolivine, Yamphigène , le fclspath vitreux , ï amphibole , le fer titane , le pyroxhie augite , Yhauyne , etc , sont disséminées au milieu même de la roche volcanique , et paraissent avoir cnstaU * lise lorsqu'elle était en fusion complète. D'autres, offrant les mêmes caractères d'intégrité , sont rassemblées dans les couches de la roche ou tapissent ses cavités, et semblent avoir été formées au moment ou après sa consolidation : telles sont principalement, la mésotype, la stilhite , X analcime, Y hy alite, les agates calcédoines, les jaspes , la barytine , la célestine. le calcaire spathique, Yarragonite, le mica , Y arsenic sulfuré, le sel marin , le sel ammoniac, le soufre , etc. Enfin, plusieurs minéraux et quelques roches étrangères se montrent simplement engagés roches volcaniques de cristallisation ou de transport *. tels sont , parmi les premiers , le zircon , le corindon , le spineUe pléonaste, Yidocrase 7 \a cordiérie , les grenats, la f}é-

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phéline , la sodaUte , le mellilite , la woUastonite , la gismondine, etc ; et, parmi le» secondes , le granité , la siénite, le gneis , divers calcaires , des galets de quarz , le trachyte luimême f des fragments de thermantide , etc. Chaque terrain volcanique a des minéraux qui , sans lui être particuliers , servent néanmoins dans bien des circonstances à le caractérise; . Il n'entre pas dans mon plan d'énumérer ici ces minéraux ou ces roches étrangères, dont il est d'ailleurs assez difficile de dresser une liste complète. Je présenterai seulement quelques réflexions sur la présence de plusieurs d'entre eux au mi ieu des laves tant ancienues que modernes.

J'ai cité quelques-unes drs espèces minérales qui se trouvent implantées ou empâtées dans les laves. lies minéralogistes ont discuté pendant long-temps pour se rendre compte de la présence de cristaux aussi nettement configurés dans ces produits du feu , et surtout de ceux, qui , comme le felspath et les pyroxènes , sont presque aussi fusibles et même plus /usibles que la matière qui les enveloppe.

Deluc et Dolomicu ont prétendu que ces minéraux cristallisés préexistaient , à répancliement de la coulée , dans les roches où se trouve le foyer volcanique ; qu'ils ont été entraînés par la lave hors du sein de la terre 9 sans avoir éprouvé la fusion ; et enfin que la température nécessaire à celle des autres parties de la roche qui ont fourni la base de la lave était très basse et n'était pas opérée seulement par le calorique. D'autres géologues , tels que Breislack , Hall , MM. Fleuriau de Bellevue , de Buch , Al. Brongniart, etc. , admettent avec beaucoup plus de raison que ces minéraux cristallisés se sont formés par voie de combinaison chimique et de cristallisation , dans la masse lavique même en fusion , soit dans le foyer volcanique , soit après son épanchement à la surface du sol , de la même manière que les cristaux de felspath ont du se former dans la pâte du

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porphyre , les grenats dans celle de la serpentine ou de l'amphibole , de la même manière enfin que se produisent les cristaux au milieu de masses de verre tenu en fusion. Ce qui fortifie cette opinion , c'est que MM. Fourmy et Misfcherlich sont parvenus à faire , artificiellement, à laide d'un feu de porcelaine , du mica et du pyroxène cristallisés et semblables à ceux qu'on trouve dans la nature. Et d'ailleurs, il serait bien difficile , pour ne pas dire impossible , d'expliquer autrement que par cette théorie la présence de la matière même de la lave au milieu de

plusieurs de ces cristaux. D'après cela , les laves compactes à structure presque cristallisée sont des laves cristallisées confusément , comme les expériences de Hall et de Fleuriau de Bellevue , sur l'effet d'une fusion à haute pression ou d'un refroidissement lent , semblent le prouver.

Il ne serait pas logique, cependant, d'admettre que tous les cristaux qui sont disséminés dans les coulées ont été formés à la manière des minéraux dont je viens de parler. Plusieurs , comme les corindons , les zircons , etc. , ont été , sans aucim doute , arrachés aux roches granitiques dont ils faisaient partie , et enveloppés par la matière làvique sans éprouver presque aucune altération , à la manière des fragments § de roches plus ou moins volumineux qui se trouvent presque toujours empâtés dans la lave.

POSITION GfcOGNOSTIQUE DES VOLCANS, etC. iZ