Synthèse dés minéraux et des roches j p
Ces faits ont été constatés par l’observation microscopique sur des lames minces taillées dans des culots obtenus par fusion ; on peut citer à l’appui des résultats annoncés par les auteurs, les témoignages formels de pétrographes dont personne ne récusera la compétence, tels que MM. les professeurs F. Zirkel et H. Rosenbusch.
Les auteurs de ces expériences sont partis de cette donnée préliminaire de l’observation, qu’une partie des éléments des roches volcaniques (microlithes) se forme pendant et après l’épanchement ; or il est facile, avec les moyens de chauffage dont disposent les laboratoires, d’atteindre la température des laves.
Les opérations de fusion s’effectuaient dans un four de Forquignon et Leclere chauffé par un chalumeau Schlœsing qu’alimentait une trompe Damoiseau. Nous avons fait représenter, dans une planche placée à la fin du volume, ces appareils construits par la maison Wiesnegg. On pouvait ainsi aisément porter un petit creuset au rouge blanc en quelques minutes et maintenir la température sensiblement constante au degré voulu pendant un temps illimité.
Afin d’éviter l’introduction d’éléments étrangers, la fusion était conduite dans un creuset de platine muni de son pouverele, ayant une capacité de 20 centimètres cubes environ. Suivant le réglage des orifices d’admission du gaz et de l’air, et suivant l’agencement relatif des diverses parties du fourneau, on pouvait obtenir des températures variant du rouge au blanc éblouissant.
1° Ainsi, si l’on se sert de l’orifice maximum de la tuyère, le creuset reposant au centre du fourneau sur son support de platine, et le tout étant recouvert du dôme, on atteint en quelques minutes la température du blanc éblouissant, suffisante pour fondre la leueite, l’anorthite, le péridot, et même le platine.
2° En découvrant le fourneau et se servant seulement de la tuyère moyenne, le creuset restant dans la position centrale, on atteint le rouge orangé suffisant pour la fusion du fer, de l’acier et des feldspaths, sauf 1 anorthite.
5° Si l’on place le creuset sur un triangle en fil de platine appuyé sur le bord du manchon du fourneau de telle sorte qu’il soit enfoncé jusqu’à mi-hauteur dans celui-ci, on a une température rouge cerise capable de fondre le cuivre, l’augite, la néphéline, etc.
4» En resserrant un peu le triangle, on fait sortir complètement le creuset du fourneau et il est facile, dans ces circonstances, de le porter à une température rouge pouvant encore liquéfier le cuivre.
Les orifices d’admission de l’air et du gaz permettent d’ailleurs d’obtenir le degré intermédiaire de température que l’on veut.
Les substances soumises à la fusion étaient soit des produits chimiques purs (oxydes ou carbonates anhydres), soit des minéraux typiques de roches choisis parmi les échantillons offrant les plus grandes garanties de pureté. Tantôt on employait les minéraux, tantôt les produits chimiques, mais dans leurs expériences répétées les auteurs se sont servis, au moins une fois pour chaque séné, des substances artificielles, afin de réaliser une synthèse totale. Ces dernières sont intime ment mélangées ; elles constituent une masse légère et très volumineuse que I on fond par petites portions avec ménagement, afin d’éviter les boursouflements. D’ailleurs les résultats sont identiques, à composition chimique égale, quelles que soient les substances d’où l’on est parti.
La fusion des éléments dans tous les cas, en opérant au rouge blanc, lourmi un
ENCYCLOPÉDIE CHIMIQUE, verre parfaitement isotrope, parfois un peu bulleux, plus ou moins coloré en brun, lequel, brusquement refroidi, conserve parfaitement son état vitreux.
Ceci posé, le procédé général employé repose sur le même principe que J. Hall avait déjà appliqué ; les substances silicatées cristallisées sont constamment un peu moins fusibles que les verres provenant de leur fusion ; aussi suffit-il de maintenir pendant quelque temps la masse vitreuse à une température légèrement supérieure à celle de sa fusion, pour y voir se développer des éléments cristallins.
Mais les divers silicates qui peuvent se former aux dépens d’un même magma vitreux ne possèdent pas la même fusibilité ; il en résulte que, si l’on soumet un verre à une série de températures décroissantes, r mais supérieures à celle de sa fusion, les divers minéraux qui peuvent se former prendront naissance les uns après les autres, les moins fusibles cristallisant aux températures les plus élevées. Ces derniers seront donc moulés par les éléments consolidés postérieurement.
Or l’examen microscopique des roches montre, ainsi que nous l’avons vu, que les éléments de celles-ci se sont consolidés successivement ; il est naturel de penser que ce sont les moins fusibles qui sont les plus anciens. Les expériences de MM. Fouqué et Michel Lévy ont pleinement répondu à cette assimilation, au moins en ce qui concerne les roches basiques.
Quels sont, dans celles-ci, les éléments caractéristiques les plus anciens? Ce sont le péridot et la leucite, c’est-à-dire précisément les moins fusibles. Parfois aussi on trouve de grands cristaux d’anorthite, espèce aussi peu fusible que les précédentes. D’autres fois au milieu d’une pâte andésitique (microlithes d’oligoclase) se détachent des cristaux plus anciens de labrador, lequel est moins fusible que l’oligoclase. On peut encore citer l’exemple des roches ophitiques où le pyroxène plus fusible moule à l’état de grandes plages les microlithes de feldspath plus réfractaires.
Ainsi donc, dans les roehes volcaniques comme dans les produits artificiels, les substances les moins fusibles se déposent les premières et se trouvent englobées par les autres éléments. Comment donc se fait-il qu’on observe fréquemment des inclusions de pyroxène, eorps très fusible, dans la leucite, minéral qui l’est beaucoup moins? 11 est aisé de répondre à cette objection. L’observation attentive montre que dans ce cas le pyroxène s’est développé aux dépens d’inclusions vitreuses, lesquelles se sont comportées, sous l’influence du recuit, de la même façon que le magma extérieur.
La règle que nous venons de poser est encore susceptible de quelques exceptions ; il est aisé d’expliquer ces anomalies apparentes. Ainsi nous voyons certains minéraux se former à des époques bien diverses de la consolidation. Il faut ici faire entrer en ligne de compte l’affinité et se représenter le magma vitreux comme un liquide complexe susceptible de donner naissance à divers composés, lesquels peuvent se transformer les uns dans les autres en obéissant auxloisde la dissociation. Ainsi diverses espèces montrent une stabilité remarquable comme le pyroxène, la mélilite, la magnétite. Cette dernière surtout se forme à la fois en gros cristaux de première consolidation inclus dans l’olivine ou la leucite, et en granules intercalés entre les microlithes feldspathiques et augitiques ; il en est de même d’un autre soinelle, la picotite. Celte production facile d’un même minéral à des températures
et à des époques très diverses s’explique, comme nous avons vu, par une réaction chimique entre les éléments en présence.
En somme, on obtient par un recuit avec le dispositif n° 2 (v. p. 211), laleucite, l’olivine, la magnétite, la pieotite, la pérowskite ; avec le dispositif n° 3, la magnétite, la pieotite, l’oligiste, le labrador, l’oligoclase, l’augite, l’enstatite, l’hypersthène ; avec le dispositif n° 4, ces trois derniers bisilicates ainsi que la néphéline, la mélilite, le grenat mélanite.
Après ces divers recuits, les culots sont entièrement transformés ; ils ne sont plus transparents et lisses, mais ils ont pris une cassure inégale, un aspect rugueux et contracté une forte adhérence aux parois du creuset ; la dureté, la ténacité et la densité Ont augmenté ; parfois, dans les soufflures s’observent des géodes formées de divers éléments déterminables cristallographiquement. La couleur est plus ou moins foncée suivant la composition.
Il s’agit de spécifier tous les minéraux que renferment ces culots compacts, afin d’établir l’assimilation avec les roches naturelles. Le plus puissant de tous les moyens d’étude est l'examen microscopique des lames minces : nous en avons déjà parlé brièvement au début de ce livre (voy. p. 15).
Afin de bien fixer les idées du lecteur, et de lui montrer l’application de tous ces divers procédés d’investigation, nous allons, à l’exemple de MM. Fouqué et Michel Lévy, passer en revue les caractères micrographiques des principaux minéraux des roches reproduites artificiellement.
Feldspaths tricliniques ou plagioclases. — Incolores, lisses, dépourvus de relief. Allongement très marqué des microlithes suivant l’arête pg l . Polarisation gris-bleu pâle, un peu plus vive pour l’anorthite que pour les autres espèces.
- Les extinctions sont longitudinales pour l'oligoclase, elles atteignent 30° pour le labrador et 45° pour l’anorthite. Nous avons vu au chapitre des feldspaths (v. p. \ 27- 130) que la fusion ignée ne donne que trois sortes de microlithes (oligoclase, labrador, anorthite) et jamais les termes intermédiaires qui pourraient se déduire de la loi de Tschermak ; de plus l’albite ne s’obtient pas dans ces conditions.
Macles fréquentes suivant la loi de l’albite ; on trouve aussi celles du péricline et de Baveno.
L’emploi d’une lame de quartz à teinte sensible montre que les microlithes d’oligoclase et de labrador offrent un caractère négatif suivant l’allongement ; neux d’anorthite sont les uns positifs, les autres négatifs.
I^acide chlorhydrique n’exerce aucune action sur l’oligoclase, il attaque très difficilement le labrador, et très facilement l'anorthite, qu’il transforme en silice gélatineuse.
Néphéline. — Incolore, lisse, dépourvue de relief. Sections hexagonales ou rectangulaires raccourcies.
Polarisation plus faible que pour les feldspaths ; extinction longitudinale pour les sections rectangulaires. Double réfraction très faible uuiaxe négative.
Très attaquable aux acides avec production de silice gélatineuse.
Leucite ou amphigène. — Incolore, lisse, dépourvue de relief. Cristaux pseudocubiques, presque sphéroïdaux, formés des faces a 2 et a v
Teintes de polarisation excessivement faibles ; on distingue cependant de nombreuses lamelles hémitropes suivant b 1 , visibles surtout par interposition d’une lame de quartz sensible.
Attaquable par l’acide chlorhydrique.
Pyroxène (augite ). — Brunâtre ou jaune verdâtre, rugosité faible, relief assez marqué. Allongement suivant m ; clivages bien marqués suivant m, souvent interrompus.
Polarisation vive ; maximum d’extinction à 50° dans la zone mm. Dichroïsme nul. Plan des axes optiques parallèle à l’allongement.
Inattaquable à l’acide chlorhydrique.
Enstatite, — Jaune clair, rugosité faible, relief assez marqué. Allongement suivant mm, sections rectangulaires, cassures transversales et clivages longitudinaux m,g l : ce dernier donne aux cristaux une apparence cannelée.
Polarisation et axes optiques comme dans le pyroxène, mais extinctions longitudinales.
Inattaquable aux acides.
Hypersthène. — Mêmes caractères que pour l’enstatite, mais couleur brun rouge et dichroïsme prononcé.
•' Péridot (ôlivine ). — Incolore, rugueux, relief très sensible. Prisme rectangle pg l h l avec biseaux <fa l , formant un pointement aigu. Clivages rectangulaires g l h l j plus marqués que dans le péridot naturel.
Plan des axes optiques longitudinal, parallèle à h 1 , contrairement à ce qui a lieu pour l’augite.
Très attaquable aux acides avec formation de silice gélatineuse.
Mélilite. — Jaunâtre ou brune; rugosité et relief peu marqués; sections rectangulaires ou carrées ; clivage basique irrégulier et fines stries perpendiculaires.
Très facilement attaquable aux acides avec formation de silice gélatineuse.
Grenat mélanite. — Brunâtre, rugueux, relief prononcé. Dodécaèdres rhomboïdaux, isotropes.
Inattaquable aux acides.
Pléonaüe ou picotite. — Brunâtre, rugueux, relief très prononcé. Petits octaèdre? ou granules isotropes.
Inattaquable aux acides.
Magnétite ou fer oxydulé. — Noir, opaque avec éclat bleuâtre. Octaèdres souvent groupés en dendrites, souvent granules irréguliers.
Très attaquable à l’acide chlorhydrique, sans résidu.
EPRODUCTION ARTIFICIELLE DES il
tNÉRAUX. 215
Oligiste. — Rouge vif sans dichroïsme. Lamelles hexagonales avec double réfraction uniaxe négative.
Très attaquable à l’acide chlorhydrique, sans résidu.
Pérowskite. — Jaune de miel, rugueux, relief très prononcé.
Formes pseudo-cubiques simulant l’octaèdre régulier, souvent groupées en dendrites ; parfois granules irréguliers. Action sur la lumière polarisée tantôt nulle, tantôt sensible, avec lamelles hémitropes.
Difficilement attaquable aux acides.
Nous allons maintenant passer en revue les diverses roches reproduites par MM. Fouqué et Michel Lévy; nous nous servirons des dénominations employées dans le tableau général (v. p. 200-201) ; presque toutes sont des roches traehytoïdes.
Andésites augitiques et porphyriles andésitiques augitiques 1 2 3 . — On obtient aisément la pâte microlithique de ces roches bien cristallisée et avec sa structure normale, par fusion avec le dispositif n° 3 pendant trois jours d’un mélange de trois parties d’oligoclase pour une partie d’augite.
Il se fait un agrégat de microlithes d’oligoclase maclés suivant la loi de l’albite, disposés sans ordre, ou parfois en faisceaux parallèles ou sphérolithès; leurs dimensions moyennes sont de 0 mm ,25 sur 0 mm ,015.
A ce feldspath se trouve associée de l’augite en petits microlithes moyennement allonges, d’un jaune pâle, d’environ 0 mm ,06 sur 0 mm ,02,
On trouve aussi quelques octaèdres de magnétite formés aux dépens du pyroxène employé. Parfois aussi, il se fait une petite quantité de microlithes de labrador ; l’augite se concentre d’une manière remarquable autour de ces cristaux.
La même roche s’obtient par fusion d’un mélange de dix parties d’oligoclase et d’une partie de hornblende ; ce dernier minéral se transforme intégralement en augite, par voie de dimorphisme.
Labradorites et porphyrites labradoriques — La pâte microlithique de ces roches s’obtient avec la structure normale par fusion, dans les mêmes circonstances que plus haut, d’un mélange de trois parties de labrador avec une partie d’augite.
Les microlithes de labrador sont disposés comme ceux d’oligoclase dans l’andésite ; leurs dimensions sont de 0 m "‘,25 sur 0 mm ,025 ; ils sont moins déliés que ceux d’oligoclase, la macle de l’albite y est plus fréquente qne dans l’oligoclase.
Les microlithes d’augite sont jaune brunâtre, plus raccourcis que dans l’andésite artificielle ; leurs dimensions moyennes sont 0 mm ,05 sur 0 mm ,025.
On remarque de nombreux octaèdres de magnétite, de 0 mm ,01.
On obtient une roche semblable ’ par fusion et recuit de la roene à wernérite et amphibole d’Odegaarden, près Banale (Norwège) ; quelques lamelles brunes de mélilite appai'aissent dans le produit artificiel.
