CHAPITRE

d'eau, et commuoiquent dîfHcUement avec Pair, les effets sont beaucoup plus lents : la plupart des éléments ga-> zeuz restent dans les dépôts vaseux des marais ; les sels solubles sont enlevés , tandis que le carbone reste en abondance et constitue la masse do la tourbe.

La tourbe pvriteuse csl pénétrée de toutes parts de sulfuic de fer qui est cristalbsé, surtout dans les coquilles, dans les fentes ou les cavités des bois fossiles. Cette tourbe pyriteuse ne renferme point de bitume, ce qui tendrait à faire croire que la pvrite provient de ia réaction du bitiwne sur le sulfate de chaux.

Quand les tourbes pyriteuses sont exposées à Pair humide, les deux éléments de la pyrite s'oxydent. Il se sublime du soufre qui cristallise en filaments capillaires à sa surface, et il y a dégagement d'hydrogène sulfuré. L'acide -sulfurique, en réagissant sur l'argile, produit de Falun, et sur le calcaire du sulfate de chaux.

Sage a observé, dans du terreau de trcns ans qui uV vait pas encore servi à la végétation , une grande (pian* tité de cristaux de quartz dont il a pu suivre le déve* loppement; les particules de silice qu'abandonnent, lentement les végétaux en décomposition peuvent donc se grouper régulièrement , par cela même qu'étant à l'état naissant, elles se trouvent dans la position la plus favorable pour cristalliser. Quant au phosphate de fer, on le rencontre très-fréquemment a l'état pulvérulent ou formant des cristaux d'un beau bleu. La formation de ce composé exige le concours du fer et d'une matière animale qui existe ordinairement dans les tourbières. Nous ferons remarquer, à cet égard, que Sage a décrit un phosphate de fer trouvé à Luxeuil, dans un ancien canal de construction romaiue, au milieu d'une espèce de tourbe ligneuse, d'ossements altérés presque friables et pénétré^j^l^yde de fer.

^, û.pl^te ou nroto*sulfure de fer, renfermant la même àuantité de soutire et de fer que le proto-sulfete , il en raaits'qiie si ce dernier sel est en contact avec des corps tres-avides d'oxygène, qui puissent désoxyder en

Dh l'altération dks rochf.s.

même temps Tacide siilfuriqiie et le proloxyde de fer, il se formera naturelK iiient un proto-sulfure.

M. Fournet a trouvé des cristaux de ce sulfure dans un morceau de fer détaclié de l'arbre tournant d'une roue hydraulitjuc, où il servait à fixer le tourillon. On était dans l'usage dVnduire l'axe de matières grasses provenant de la purification des huiles par l'acide sulfurique; ainsi la réaction de ces matières et de l'acide suifuricjue sur le fer a déterminé la formation des pyrites : quelques années ont suffi pour cela. H faut donc que la matière organique ait désoxydé l'acide sulfuriquc de manière à mettre en présence le soufre et le fer.

Les pyrites se forment encore dans les eaux thermales, comme M. Ix)ngchamp l'a reconnu en examinant un dépôt recueilli dans le conduit de la principale source des eaux thermales de Chaudesaigues. Ce dépôt était nïamelonné et crevassé; sa surface, d'un rouge brun, avait l'aspect du peroxyde de fer; mais, en le brisant, on apercevait des plaques de fer sulfuré. Nous ajouterons, pour l'intelligence de ce fait, que les sources sortent des roches ù travers les fissures d*un filon de quartz, lesquelles sont ta|)issées de sulfure de fer. La température de la source est de 88" centigrades.

ISous mentionnerons encore un fait qui n'est pas sans intérêt relativement à la formation des phosphates. On a trouvé à Laon , dans un tombeau, le squelette d'un évêque posé sur des barreaux de fer; les os avaient éprouvé un genre de décomposition tel, que leur surface était recouverte de cristaux (pii ont donné à l'analyse , suivant M. Pelouze, pour loo d'une matière azotée, et 75 de phosphate de chaux hasicjue, présentant la même composition que celle des os. Us ne l enfermaient pas la plus petite quantité de carbonate de chaux. plupart de ces cristaux étaient colorés en violet par le phospliate de manganèse, dont la base existait probablement dans le fer.

§ VIIL — Des (lécomposi lions produites par vi'menlalion. Des substances, même cristallisées, se forment quel-

CHAPITAK I. 64 3

quefoit par un diangemeat graduel de composition, sans que les formes extérieures éprouvent la moindre modification. Nous allons en citer quelques exemples :

La chaux sulfatée anhydi*e prend à l'air une certaine quantité d*eau, sans pour cela changer de forme. Qn trouve à Ghessy des cristaux de cuivre carbonate bleu, reoour verts de cuivre carbonaté vert fibreux; on suit très-bien les passages successifs indiquant que les cristaux, dans l'origine, étaient prives (rt-au. Dans cette transformation, le cuivre carhonalé bleu perd une portion de son acide carboni(pie, (pii est rtnnplacé par une quautité d'eau correspondante.

Les cristaux octaèdres de cuivre oxvdulé présentent les mêmes effets; on trouve ordinuiremeut au milieu des cristaux du protoxyde de cuivre.

{jfi cuivre sulfuré prismatiqueet les pyrites cuivreuses, tout en conservaut leur forme, éprouvent 4iss changements graduels.

Le fer apathique se change peu à peu en hydrate de peroxyde, et se présente sous la forme d*une masse terreuse brunâtre. Le persulfure de fer naturel se change en ifydrate sans que la forme soit altérée. Le plomb participe à des cbangemenfs analogues : |e plomb sulfuré hexaèdre, composé d'un atome de plomb et de deux atomes de soufre, est transformé en sulfate de plomb, dans lequel le plomb et le soufre fQQt dans l^es mêmes proportions.

On a trouvé au>si des (échantillons de sulfm e de plomb qui ne présentaient plus qu'un mélange de cai bonate et de sulfate du même métal. On sait aussi ((ue le plomb phosphaté se change en plomb sulfuré; le clivagt; p$t i^lui qui convient à la galène, il est cubique.

Les oxydes de manganèse participent « gaiement aux mêmes changements. Le double carbonate de chaux et de bar|te, composé d'un atome de chacun de ces composés, passe quelquefois k l'état de sulfate de baryte. Lçi carbonate de baryte se décompose d*tme manière analogue; raaiimoioe natif, en absorbant l'oiygène de Tairj^

644 L'ALléRATION DES ROCRCS.

se recouvre d'une couche blanchâtre d oxyde d*antinioioe plus ou moins profonde. De même, le sulfure d'antimoine qui appartient au système prismatique» et qui est com* posé d'un atome de niétal et de trois atomes de soufre» se décompose, se change peu à peu en oxy-sulfure hydraté ; la forme reste toujours la même. Les cristaux de earbonate de chaux sont souvent enlevés des substances qui les recèlfînt par suite des influences atmosphériques; la place laissée vide par ces cristaux est remplie par dautres cristaux.

Dans le Soniinerset-shire, on trouve la calamine sous la foi nie des cristaux métastatiques de chaux carbonatée. Cette substance paraît avoir remplacé peu à peu la chaux, et non s'être déposée dans un moule. On observe souvent que le quartz remplace les cristaux de chaux carbonat^ de chaux fluatée et de gypse. M. TIaidinger,

3ui a beaucoup étudié ces sortes de produits seconaires, pense que la silice ne s'est pas déposée dans les cavités comme dans un moule, et que le remplacement a eu lieu pat* une décomposition successive. Nous pourrions multiplier ces exemples» mais ceux qui précèdent suffisent pour donner Une idée des décompositions produites par cémentation.

$ IX. — Formation du minerai de fer des marais.

On doit à M. Daubrée, ingénieur des mines, des recherches sur la formation du minerai de fer des marais et des lacs, qui n*est pas d'une date très-ancienne, puisqu'on y rencontre des produits de l'industrie humaine. Ce minerai se rencontre ordinairement dans le voisinage des cours d'eau ; quand il est enfoui dans le sol, il se trouve en général à une très-faible distance de la surface , qui ne va pas au-delà d'un mètre. 11 est recouvert de tourbe, de gazon , de bruyères» de sable ou de limon. 11 se trouve ordinairement en plaquettes , en veines ou en rognons. L'analyse qu'en a faite M. Daubrée indique comme principes constituantS| sui- YAut les localités , les oxydes ferrique , ferreux et man-

CUAPITA£ I.

ganîqite; la chaux, la magnésie, I*a1utntne; les oxydes de zinc, de cuivre, de cobalt, de chrome; les acides crénique et apocrénique; de Teau , du sable, de l'argile et des débris organiques qui y sont ni(*laugés mécaniquement. Les re( lierches de M. Daubrce l'ont conduit aux conséquences suivantes :

1° Le peroxyde de fer (jui se trouve dans des terrains superficiels et peu cohérents, renfermant des matières vëpétales eo décoin|>osition , est dis&ous par les eaux météoriques infiltrées sous l'influence de certains produits de la pourriture des végétaux. La décoloration de Targile et du sable ferrugineux, par les raciin s de plantes, s*obsenre sur de vastes étendues dans la vallée du Bhin et en Lorraine. Si le sol esf perméable , les eaux qui contiennent le fer en dissolution reviennent à la suiface du sol, et y forment des suintements ou de petites sources. Partout où ces eaux s'écoulent lentement au contact de l'air, elles abandonnent, particulière ment pendant Tété, une boue gélatineuse, riche en fer, qui vsl l'clénient de la formation du minerai de marais.

Les roches amphiboli(jues et pyroxcni([ues amenées à Vétat terreux, et d'autres i*ochcs ferrugineuses, lorsqu'elles se trouvent tlans les mêmes ciironstances que les sables ocreux des alluvions anciennes, se comportent d'une manière semblable.

a" L'acide carboni(|ue et l'acide crénique pai'aissent étreles dissolvants dans l'eau du peroxyde de fer, réduit au moins en partie à Tetat de protoxydepar la présence de la matière végétale qui Tavoisine.

3° Le précipité que les suintements ou sources abandonnent au contact de lair, consbte en une boue gélatineuse, d'un brun noirâtre, qui se compose principalement de protoxyde et de peroxyde de fer, combinés à de l'acide carbonique, de 1 acide crénique et de l'eau. L'oxyde de manganèse y manque rarement, et sa présence est probablement due aux mêmes réactions que celle de Toxyde de fer. L'acide carbonique se dégage à mesure que le protoxydc de fer passe à l'état de peroxyde^

646 DB L'ALTRR^TIOir OKS ROCHBft.*

et enfin, après que la substance a ëlé desséchée, il n*y reste plus cjue des traces de cet acide.

f\' Si le précipité a séjourné quelques jours dans le bassin ou dans la rigole de la source, il est en outre mélangé de beaucoup de carapaces siliceuses d'iufusoires.

L'acide phosphorique est fourni au fer, pour lequel il a beaucoup d'affinité, par les corps organisés qui vivent et meurent dans les eaux.

M. Daubrée a remarqué que les marais oii se déve- )op]}e le minerai de fer sont (|uol([uefois à proximité des terrains ferrugineux dont ils dérivent; que le mode de pré«:i[)italion de l'oxyde de fer (jue l'on vient d'indiquer ne paraît j);is êlre exclusivement restreint à l'époque aclnelle, allendn (jue dans beaucoup de régions de l'Europe les sables et graviers des albivions anciennes sont cimentés çlx et là par des veines ou des rognons d'oxyde de fer, dont le dépiU , (juoique aujourd'hui ai*rcté, est à rapprocher du minerai des marais.

Ce procédé n'est pas le seul que la nature emploie pour former des députs ferrugineux; en elTet, dans la région volcanique de TEifel, les sources gazeuses de la vaUéc de Hrohl apportent le fer à Tétat de bi-carbonate, d'après M. Bischof , et le déposent à la surface sous forme de peroxyde mélangé de carbonate ferreux. D adtrès dépots peuvent résulter de la décomposition spontanée de la pyrite de fer, en présence de l'air et de 1 eau. Jels sont peut-être les amas ocreux des Pyrénées, renfermant de l'or, ainsi que le suppose M. François. Mais parmi les dépots contemporains des minerais de fer , ceux formés sous l'influence de la pourriture végétale dominent beaucoup eu Europe par la grande étendue qu'ils possèdent; ils sont d'ailleurs à citer comme un des chaînons vari('s (jui lient iiidire('tement aux êtres organisés la formation de graudcs masses miuéralcs.

$ X. — la minéralisation des débris organiques.

r.es coquilles et autres coi j^s or.;;anis(''S que l'on trouve dans les teiTaius de sédiment, se pi éseutent sous divers

cuAPixiiU' 1. 047

états : tantôt ils n^ont éprouvé d'autre altération que la

perte de leur matière animale; tantôt les corps ont disparu, et il ne reste qu'une empreinte de leur forme extérieure ou un moule de leur forme intérieure; tantôt enfin, on n'a (jue la conlre-empreiiite des corps, la matière dont ils se composaient avant disparu t ntièi-enient. Voici commeat ou peut interpréter ces phénomènes :

Lorsqu'on brise de la vase récemment retirée d'un étang, et qui a déjà atteint un certain degré de dessiccatiooi on voit que chaque coquille laisse Teropreinte de sa forme extérieure^en même temps qu'elle renferme un noyau qui représente sa forme intérieure.

Supposons maintenant que, dans cette même vase, la teste de la coquille ait été dissoute par des cauji chargées de gas acide carbonique et enlevée , et que l'espace compris entre le noyau et Tempreinte ait été rempli postérieurement par du calcaire, de la silice, de la pyrite, etc.^ on aura une représentation exacte des deux formes intérieure et extérieure; on dit alors que la co» quille est pétrifiée.

Il existe encore un autre mode de [)élrification, c'est celui en vertu duquel des coraux d'origine calcaire sont changés en silex, tout en conservant leur organisation interne, (juelque compliquée et petite qu'elle soit, ou bien d après lequel du bois se pi ésente à nous pétrifié, avec ses pores ou ses fibirs, (jui n'ont rien perdu de leur finesse. Pour expliquer cette métamorphose, il faut admettre que les corps qui réprouvent se laissent péné* trer par les eaux tenant en dissolution une des substances pétri6antes , et que iorscprils sont exposés aux influences atmosphériques ils Btiissent par se décomposer en« tièrement; les produits formés s'échappent dans Tatmosphèreou sontentraînés par les eaux. Dans l'eau^ la décomposition est plus lente; dans la terre, elle l'est encore davantage. Or, si à mesure qu'une molécule organique est mise en liberté^ elle est remplacée par une molécule de la substance minérale dissoute, on conçoit que l'on

648 DE L*ALT£RA.T10M DUS fiOCHKS.

finira parobtenir une métainorpliose complète du corps.

Le professeur Goppert, de Breslau , a reproduit ce phénomène avec des substances végétales, imbibées de dissolutions siliceuses, calcaires ou autres, dont il d('truisait les matières organiques à Taide delà chaleur. Il a fait tremper, pendant plusieurs jours, des branches verticales et très-minces de sapin d'Écossc dans une solution de ])rotO'Sulfate de fer; après dessiccation , il les a exposées à une chaleur rouge jusqu'à ce que la matière organique fût entièrement consumée : il n*est plus resté qu'un oxyde de fer ayant pris exactement la forme du sapin, et à un tel point, qu'au microscope on distinguait mcilement les vaisseaux pointillés particuliers à cette famille de plantes.

On trouve dans les Geohgical tnmsactions (vol. page 3a9, first séries), un fait observé par M. Pepys , qui rentre dans le précédent. Une cruche de terre remplie de sulfate de fer était restée pendant un an dans un laboratoire, sans qu'on y touchât. Au bout de ce temps, on aperçut à la surface du liquide une substance liuileusc et une matière pulvérulente jaune cpii était du soufi e. Au fond, on découvrit les os d'une souris, au milieu d'un sédiment composé de petits grains de |)yrites, d'oxyde de fer, etc. Ces produits étaient évidemment le résultat de la réaction de la matière animale sur le sulfate de fer. Dans les eaux minérales, il peut se produire également des pyrites, quand elles renferment du sulfate de fer et des matières organiques.

]>a silice peut être fournie aux bois et aux coraux par les eauk thermales ; celle qui se trouve dans le tripoli et le silex de la craie, par la décomposition des infusoiresy des éponges et d'autres coi*ps.

SECTION II

Ihf la reproduction des phénonièties de décomposilmi et de recomposition terrestres,

T(jus ces j)hénomènes sont le résultat d'actions lentes auxquelles concourent les forces de la nature inoiga-

CRAPinK I.

nique ; dès-lors nous devons les invoquer toutes pour essayer de les reproduire.

En chimie, on ne s'occupe en général de la réaction de deux corps l'un sur l'autre que lorsqu'il en résulte des composés appnM ial)les au bout d'un certain temps, et, Ton néglige entièrement les effets électriques résultant de cette réaction; cependant cette électricité, dans certaines circonstances, agit comme force chimique de manière à donner une nouvelle activité ou à diminuer l'action des affinités. Il peat alors en résulter, au bout d'un certain laps de temps, une foule de composés dont il n'est pas toujours possible de prévoir à priori \n natura. La chimie, en faisant abstraction des effets électro-chimitjues auxquels donnent lieu les faibles affinités quand elles s'exercent dans des circonstances que nous indiquerons, se prive d'un moyen puissant d'action. Nous diviserons le sujet que nous allons traiter en deux parties : la piemlère comprendra les phénomènes produits par le concours seul des affinités; la seconde, par le concours des mêmes affinités et de l'électncité agissant comme force chimique.

Pour montrer au lecteur l'influence que peut exercer réiectricité dans les actions lentes terrestres, nous serons forcés d'indiquer les procédés électro-chimiijues h Taide desquels on parvient à former divers composes analogues à ceux de la nature; de cette manière, il sera plus facile aux personnes qui veulent donner une origine électrique à certains phénomènes géologiques, de rattacher ces procédés à ceux qu'elle emploie pour les former.

S I. — Des doubles décompositions, ou des décoinpo*

siiions successives.

Les eaux minérales, en parcourant les divers terrains, s'infiltrent à travers les roches, réagissent sur leurs éléments et nous apportent en dissolution les parties solubles, tandis que celles qui ne le sont pas restent adhérentes à leur suiface. Pour montrer quelle peut être la nature de ces réactions, nous présenterons d'abord

65o DE l'altération d£s roches.

quelques dévcloppenioiits sur 1rs transformations successives (|U(' Ton lait subir à divers conqjoses par le nmvcn dos doubles décompositions, pour arriver à former des conjposes send)!ables à ceux que l'on trouve dans la nature. Pour en donner une idée, prenons une dissolution salui ée ou non satiu'ée de nitrate ou de sulfate du cuivre, cette dernière se rencontrant fréquemment dans les mines de cuivre; plongeons dedans un morceau de craie ou de calcaire poreux : le sel niétaU lique réagit peu à peu sur le calcaire, il lui cède une .jtr' portion de son acide en chassant Tacide carbonique, et de là résulte du nitrate ou du sulfate de cbaux qui se dissout ou cristallise, et du sous-nitrate ou sous^ulfete de cuivre Insoluble qui se dépose en petits cristaux verts ou aciculaires sur le calcaire ; Faction continue dans l'intérieur. Il faut donc que, par deux effets dirigés en sens contraire, le nitrate de cuivre pénètre dans lei interstices, et que le nitrate de chaux ou le sulfate de chaux ainsi que Tacidc carbonicjue en soient expulsés. Le chlorure de cuivre donne également le sous-clilorure crislallisé. Avec le pioto-sulfate de fer on obtient un soussulfate concrétionné, rubigineux., qui a de l'analogie avec celui que Ton trouve dans la nature ; il se dépose en même temps une grande (juanlité de cristaux et de sélénites.

En examinant tous ces j)roduits, on sei ait tenté de les j-egardcr connue des nnncraux, tant ils en ont Faspecl. Ces piemières réactions obtenues, si ou laisse séjourner un morceau de calcaire dont la surface est ainsi recouverte de cristaux de sous-nitrate de cuivre, dans une solution de bi-carbonate de potasse étendue d*une ou de deux fois son volume d'eau , on ne tatxle pas à s'apercevoir que ces cristaux prennent une teinte plus foncée I et qu'ils se changent peu a peu en un double carbonate de cuivre et de potasse qui cristallise en aiguilles. Dans lai*éactiott lente du bi-carbonate sur le sousnitrate^ le premier cède une portion de son acide à l'oxyde de cuivre; il en résulte un carbonate de potasse qui se combine avec le carbonate de cuivre*

CIIA.PITRI: I. 65i

Quant à l'acide nitrique , qui devient libre, il réagît immédiatement sur le carfafonate de chaux en contact avec le sous-nitrate; il le décompose, et forme un nitrate de chaux qui est expulsé en même temps que Tacide carhonique. Aussitôt que ce nitrate est en contact avec le hi-carbonate alcalin , il s^opère encore une nouvelle décomposition, d'oîi résulte un carbonate de chaux qui cristallise en très-petits rhomboïdes, l a manière dont le carbonate de rhaiix est produit indique son origine; car il foriiiL' des traînées luberculeuses dont le bout correspond toujoin s à im interstice du calcaire, l.a foriue tuberculeuse est duc au dégagement du gaz venu de l'intérieur avec la dissolution de nitrate de chaux, qui est décomposée inunédiatement par le bi-carbonale.

On voit donc quavec du calcaire poreux et des dissolutions de nitrate de cuivre et de bi-carbonate de po* tasse on obtient successivement des cristaux de sousnitrate de cuivre, de double carbonate de cuivre et de potasse, et des cristaux rhomboiidaux de carbonate de chaux. Poursuivons les transformations, pour arriver au carbonate hydraté de cuivre. Si, après avoir retiré de la dissolution du bi-carbonate et lavé le morceau en expérience, on le plonge dans une solution de sulfate de cuivre, Àe nouvelles reactions se manifestent insensiblement. D'une part, il y a formation à\m double sulfate de potasse et de cuivre qui est dissous, et de sous-sulfate de cuivre, qui cristallise en aiguilles; de Tautre, le carbonate vert, qui piovicnt du double carbonate, se dépose en cristaux verts aciculaires; mais on con^^oit qu'il est nécessaire d'arrclcr l'cxpt'rience à temps, pour ne pas décomposer ensuite le carbonate de cuivre. Il nous est arrivé quehjuefois de trouver sur un des échantillons de petits cristaux bleus de carbonate de cuivre. Voilà donc des composés insolubles qui cristallisent en se formant, par cela même que les forces qui les produisent agissent lentement et sans itaterruption.

Le sous-sulfate soumis au même mode d'expérimentation produit des effets semblables. L*art consiste donc^