I II III IV V

Fer . 84,49 86.34 93,24 46,60 80,80

Fer (combiné) . » » » » 1,60

Nickel . 2,48 1,64 1,24 1,19 2,65

Cobalt . 0,07 0,35 0,56 0,47 0,91

Cuivre . . 0,27 0,19 0,19 » »

Alumine . » 0,24 » » »

Chaux . .,) 0,48 •» » »

Magnésie . 0,04 » traces » »

Potasse . » 0,07 0,08 » »

Hydrogène . »

Oxyde de fer magnétique . >>

Chlorure de calcium . »

Chlorure de fer . >'

Sulfate de chaux . »

Fig. lit. — Roche d’Ovifak renfermant des grenailles de fer natif et dont la structure est comparable à celle des météorites sporadosidères.

D’autres échantillons consistent en un mélange de dolérite et de fer natif ou plutôt en une roche doléritique remplie de grenailles métalliques toutes semblables à celles des météorites (flg. Hl). La figure 112 représente une lame mince de cette roche vue au microscope.

Les échantillons de ce type offrent le plus vif intérêt, car sans eux il n’y aurait pas moyen de résoudre le problème de l’origine des masses, tandis que leur examen critique conduit à élucider les points les plus importants de la question. Ils n’ont pas de caractère métallique à l’extérieur ni sur leurs surfaces de fractures, sauf dans de petits points disséminés ; mais, si on les polit, on y voit apparaître de nombreuses grenailles métalliques, variables de formes et de dimensions. II existe cependant une variété (flg. 113) dont la fracture est fortement métallique; la dolérite n y est qu’en faible proportion et la densité, en conséquence plus élevée : 5,70.

Une fois coupés et polis, les fers qui nous occupent présentent des lignes d’un brillant métallique et d’un caractère dendritique.

Les nodules rnétalliques, de même que la dolérite à fer natif, sont empâtés en

blocs plus ou moins volumineux dans les basaltes qui les ont arrachés à leur msement profond pour les approcher à la surface.

Fig. 112. — Dolérite à fer natif d’Ovifak. — Lame mince vue au microscope.

A cette circonstance qui rapproche ces roches singulières des météorites primitives s’en joint une autre relative à leur reproduction synthétique, dont j’ai fait l’objet de recherches spéciales.

Fig. 115. — Roche d’Ovifak dont les éléments lithoïdes sont reliés par un réseau de fer natif et dont la structure est comparable à celle des météorites syssidères.

Comme on vient de le voir, l’observateur est en présence de particules de fer

590 ENCYCLOPÉDIE CHIMIQDE.

anguleuses, ramifiées, évidemment non fondues, même lorsque de loin on croit apercevoir dans la dolérite des grenailles bien rondes ; si on les examine à la loupe on reconnaît qu elles sont constituées par des éléments anguleux associés à des mi nerais silicatés, disposition incompatible avec l’hypothèse d’une fusion.

Cette remarque interdit de voir, comme on l’a fait, dans les masses groënlandaises le produit de la réduction du basalte par les lignites tertiaires aux travers desquels elles ont fait éruption. Et j’ajouterai qu’on arrive à la même conclusion quand on compare la portion silicatée de ces roches métallifères, soit aux dolérites ordinaires qu’elles reproduisent exactement, soit au résidu de la réduction du basalte par le charbon dont elles diffèrent à tous égards.

Cependant, l’analogie intime des grenailles groënlandaises avec les grenailles météoriliques ne doit pas faire oublier une différence profonde au point de vue chimique. Le métal terrestre, nickélifère comme le métal cosmique, se distingue de lui, ainsi que Lawrence Smith et d’autres chimistes l’ont montré, par la forte proportion de carbone (|u’il renferme à l’état de combinaison, de telle sorte qu’on peut le considérer comme une véritable' fonte naturelle.

Ce fait intéressant avait d’abord été signalé par .M. Shepard, à propos du fer de Niakornak qui, d’abord classé avec les météorites, appartient évidemment à notre globe.

De pareilles particularités de composition tenant nécessairement aux conditions mêmes dans lesquelles la concrétion métallique s’est opérée, j’ai cherché à produire artificiellement un métal qui, pour la composition aussi bien que pour la forme extérieure et la structure interne, fût semblable à la fonte naturelle d’Ovifak et de 'Waigatt.

J’ai été dirigé dans la disposition -des expériences par les considérations développées plus haut à l’occasion de la synthèse des fers météoriques et spécialement par cette remarque que si le fer groënlandais est aussi riche, au moins, en chlorures que les holosidères, cependant la chaleur rouge n’en chasse pas d’hydrogène comme elle en extrait de ceux-ci, mais un mélange d’acide carbonique et d’oxyde de carbone où ce dernier gaz prédomine beaucoup.

C’est donc à l’oxyde de carbone qu’il fallait avoir recours pour réduire le mélange de protochlorure de fer et de chlorure de nickel, comme lors des expériences antérieures, dans un tube de porcelaine où des fragments de roches auraient été préalablement disposés.

Par ce mode opératoire, un métal a été produit et il a été facile d’y reconnaître la présence d’iine grande quantité de carbone combiné : c’est donc un fer carburé ou une fonte. Celle-ci, riche en nickel, s’est présentée sous les formes obtenues pour les alliages déjà étudiés, c’est-à-dire : en filaments placés entre les fragments rocheux et les agglutinant entre eux; en grenailles dans les interstices des pierres; en végétations ramuleuses ; en enduits continus sur tous les corps placés dans le tube et sur les parois internes de celui-ci; enfin en petits boutons grossièrement sphéro'idaux dont l’examen pai aît spécialement intéressant. En effet, outre que pour la forme générale, ces boutons rappellent, à une échelle presque microscopique, les gros blocs recueillis à Disko, par M. Nordenskiôld, on y reconnaît une structure vermiculée due à l’alternance des particules métalliques et des particules charbonneuses, structure qui, rigoureusement semblable à celle de la grande plaque polie

de fer d'Ovifak, que l’on peut voir dans la galerie de géologie du Muséum (voy. la ligure 108), n'a jamais été signalée dans les holosidères.

Ces résultats conduisent, quant à l’origine des fers du Groënland, à une opinion très différente de celle qui a été généralement adoptée. Elle consiste à croire que les roches à fer natif représentent des échantillons de couches très profondes de notre globe. »

Quant au mécanisme de leur sortie, on peut le comprendre très simplement si l’on se rappelle qu’elles ne forment en définitive que des blocs plus ou moins volumineux, mais limités, empâtés dans du basalte absolument ordinaire; disposition qui avait conduit d’abord M. Nordenskiôld à y voir une « eukrite » tombée du ciel dans la roche plutonique fondue. Il suffit donc d’admettre que ce basalte sortant des profondeurs comme il a fiût, a pu exceptionnellement arracher des fragments d’une assise à fer natif et les charrier sans les fondre jusqu’aux régions superficielles. C’est exactement la reproduction de ce qui a eu lieu si souvent pour le péridot et la dunté, amenés au jour par les basaltes qui ne les ont pas fondus.

Si l’on admet cette opinion, on voit que l’étude des météorites, en nous révélant le procédé par lequel les grenailles métalliques se sont concrétionnées dans les roches d’Ovifak, contribue d’une manière des plus efficaces à la connaissance de notre propre globe. C’est un exemple de plus des secours mutuels que se prêtent les différents chapitres de la Géologie comparée.

Les fers d’Ovifak, par le véritable trait d’union qu’ils établissent entre les météorites et les roches terrestres, nous invitent à rechercher si d’autres relations du même genre ne pourraient pas être observées.

Or, les rapprochements déjà présentés un peu plus haut entre les météorites primitives, éruptives (et spécialement la chantonnite) et les roches terrestres dont le type est la serpentine, peuvent maintenant être précisés.

Les roches réunies sous le nom de serpentines présentent à côté de caractères communs des différences considérables. Elles constituent une famille plutôt qu’une espèce, et l’on peut distinguer parmi elles une certain nombre de types parfaitement tranchés.

Remettant à une autre occasion de décrire ces divers types et de faire connaître la classification dont ils me semblent susceptibles, j’examinerai seulement la con-. stitution minéralogique des roches qui rentrent dans le type des serpentines grises et grenues, si abondamment représentées dans les Alpes et que l’on retrouve dans beaucoup d’autres localités même très distantes les unes des autres.

Les échantillons sur lesquels a porté mon examen sont au nombre de dix et je crois utile, au point de vue des vérifications, de les désigner ici par les signes de Catalogues qui leur sont affectés dans les collections du Muséum. Ce sont :

1“ Une serpentine du glacier des Bossons, vallée de Chamonix, Alpes du mont Blanc, donnée par Gillet-Laumont et portant le signe 6. T. 597.

2“ Une serpentine provenant des environs de Verrès dans la vallée d’Aoste, faisant partie de la collection de Drée, 8. N. f225.

3“ et 4» Deux échantillons recueillis par Cordier, entre Verrès et Saint-Vincent, dans la vallée d’Aoste, 8. S. 197 et 198.

5° Une serpentine de la Combe d’Alen, au mont Rose, collection de Drée, 8. N. 1208.

6° Une serpentine du glacier du Val Sorrey au grand Saint-Bernard, collection deDrée, 8. N. 1355.

7" Une serpentine d’Imbrunetta en Toscane, collection de Drée, 8. N. 595.

8“ Une serpentine du mont Temla, dans le Mârsthal, en Styrie, collection Sennoner, 5. M. 302.

9“ Une serpentine recueillie par la Commission scientifique de Morde, à Sikina île de Tynos, dans l’Archipel grec, 5. A. 105.

Enfin, 10“ une serpentine de Caéthé, province de Minas Geraës, au Brésil, rapportée par M. Claussen, 7. R'. 59.

La roche représentée par ces divers échantillons offre une couleur d’un gris verdâtre et une texture essentiellement grenue. Dans certains cas, elle tend à devenir un peu schistoïde, mais en général elle n’offre aucun délit. Elle n’agit pas sensiblement sur l’aiguille aimantée et cependant on peut, au moyen d’un aimant, extraire de la roche pulvérisée une proportion appréciable de substance attirable.

Sa dureté n’est pas grande, égale à 3 environ de l’échelle de Mohs, et voisine par conséquent de celle du spath calcaire. Son toucher est un peu onctueux. Sa ténacité est très grande et, sous le choc du marteau, on la brise en éclats anguleux, limités quelquefois par des surfaces offrant un poli naturel. Lorsque ces surfaces polies n’apparaissent pas, la cassure est un peu esquilleuse et cireuse.

La densité de cette roche est comprise, suivant les échantillons entre, 2,57 et 2,52.

L’analyse élémentaire d’un échantillon d’apparence moyenne m’a donné les nombres suivants :

Silice . 59,90

Magnésie. . . 38,10

Protoxyde de fer . 6,42

Eau : . 11,60

Je n’ai d’ailleurs exécuté cette analyse que pour avoir un point de repère avec les résultats obtenus par les minéralogistes qui se sont occupés des serpentines. En thèse générale, une analyse de ce genre n’a qu’un faible intérêt pour le lithologiste. J’ai concentré tous mes efforts sur l’examen minéralogique de la roche que j’étudiais, et voici comment cet examen a été conduit : la substance étant finement pulvérisée dans un mortier d’agate, une portion de la poudre est débarrassée au moyen d’un aimant de la matière magnétique qui peut s’y trouver mélangée. Si l’on veut en déterminer le poids, il faut opérer sur 10 grammes au moins et recourir bien entendu à tous les procédés de nature à procurer un triage aussi parfait que possible.

Le résidu de cette première opération est exclusivement formée de substances silicatées. Il est mis en digestion dans l’acide chlorhydrique pur et abandonne a une douce chaleur pendant un temps très prolongé. Beaucoup de mes attaques ont duré un mois, de l’acide étant ajouté chaque jour dans la capsule, afin de mamtenir le niveau constant. Au bout de ce temps, le résidu est débarrassé de la silice

proveuant de l’attaque, bien lavé, séché, pesé et soumis à l’analyse suivant la méthode ordinaire. La différence entre le poids de ce résidu et le poids de la serpentine examinée consiste évidemment en silicate attaquable.

Toutes les serpentines grises que j’ai traitées par ce procédé n’ont pas fourni exactement les mêmes nombres pour les proportions des diverses matières qui y sont mélangées, mais il y avait peu d’écart entre les résultats extérieurs et la serpentine du glacier des Bossons (6. T. 597), qui peut être considérée comme une moyenne, a donné :

Matière magnétique . 0,79

Silicate inattaquable . 0,80

Silicate attaquable . 98,41

Ce premier point une fois acquis, il convient de déterminer la nature des trois substances, ou groupes des substances que nous venons de distinguer.

La matière magnétique consiste exclusivement en oxyde de fer, elle est anhydre et offre toutes les propriétés de la magnétite.

Le silicate, inattaquable est à base de magnésie et de fer avec traces très sensibles d’alumine. La faible quantité de matière dont je disposais ne m’a pas permis d'en faire une analyse complète, mais j’ai reconnu qu’il est absolument anhydre et j’ai pu y doser la silice. Celle-ci constituant 52 pour 100 du minéral, on doit comprendre celui-ci dans le groupe des pyroxènes : l’examen microscopique a pleinement confirmé cette conclusion.

Reste le silicate attaquable et ici, en même temps que l’intérêt augmente, la difficulté devient beaucoup plus considérable. En effet, dans l’analyse précédente, ce silicate a été complètement détruit et, par conséquent, il est difficile de se faire directement une idée de sa constitution. Toutefois un pi-emier résultat certain est (pie ce silicate est hydraté. La serpentine qui m’occupe renferme comme on l’a vu de 11 à 12 pour 100 d’eau, et ce qui précède montre que toute cette eau appartient à la substance attaquable.

L’idée simple, celle qui a été admise généralement, est de voir dans cette substance un composé défini d’eau de silice et de bases. Mais il est indispensable de s’assurer si cette supposition s’accorde avec les faits d’observation. Or, comme on va voir, il n’en est rien.

L’examen microscopique d’une lame mince de serpentine grise montre que la pâte de cette roche est loin d’être homogène. On y voit, si l’on opère dans la lumière polarisée, une substance cristalline extrêmement active 'formant des grains, réunis entre eux par une substance grise, et opalescente. Çà et là se montrent en outre des grenailles absolument opaques dont quelques-unes, dans la lumière réfléchie, manifestent l’éclat métallique.

11 résulte de cette nature complexe de la pâte la nécessité de tenter la séparation des diverses matières, également attaquables par les acides et qui peuvent se trouver en mélange dans la roche.

Je n’ai pas besoin d’insister sur les difficultés spéciales d’une semblable séparation. L’emploi des acides étant interdit, j’ai eu recours à celui des alcalis, dont

Delesse a signalé dans certains cas les propriétés, et le succès que j’ai obtenu m’en gage à résumer rapidement mes résultats.

11 s’agissait de savoir comment se comporterait la serpentine pulvérisée, mise en présence d’une lessive plus ou moins concentrée de potasse et maintenue à contact pendant un temps plus ou moins long. Dans ce but, plusieurs séries d’expériences furent instituées parallèlement et je me bornerai à en faire connaître la conclusion générale.

La serpentine des Bossons, déjà citée (6. T. 597), laissée pendant un mois à froid en contact avec une lessive concentrée de potasse, fut partiellement attaquée. Le résida, soumis à la lévigation dans le but de le débarrasser des flocons grisâtres provenant de l’attaque, ne contenait plus que 7,742 pour 100 d’eau au lieu do 11,60 que renferme normalement la roche.

En opérant à chaud (80 degrés environ), j’arrivai au bout de huit jours à- obtenir un résidu ne contenant que 2,517 pour 100 d’eau, et je ne doute pas que la déshydratation totale ne puisse être obtenue. Si je n’ai pas cherché à la réaliser, c’est qu’elle ne peut être atteinte sans que la portion anhydre de la roche soit ellemême à la longue attaquée par la lessive alcaline.

Quoi qu’il en soit, la substance lavée après son traitement par la potasse et soumise à l’action de l’acide chlorhydrique fut fortement attaquée avec production de silice gélatineuse et se comporta comme une matière fort riche en péridot et renfermant de très petites quantités de silicates pyroxéniques, inattaquables.

Ces expériences, recommencées plusieurs fois sur des échantillons de provenances très diverses, donnèrent toujours les mênjes résultats, sauf au point de vue de la proportion relative des substances attaquables hydratée et non hydratée, et il fut établi pour moi que la partie, attaquable aux acides, des serpentines grises est constituée par le mélange du péridot avec un hydro-silicate magnésien.

J’ajouterai que cette conclusion est pleinement confirmée par l’examen microscopique du résidu de l’attaque par la potasse qui montre bien dans celui-ci le péridot tout à fait prédominant. On doit avoir soin d’opérer dans l’eau, car les grains, superficiellement altérés, ne sont guère transparents lorsqu’ils sont secs.

C’est manifestement le silicate hydraté qui apparaît au microscope dans les lames minces sous l’aspect d’une matière opalescente, tandis que le péridot se reconnaît à sa transparence et à son activité. Dans un échantillon, ce silicate hydraté constituait à très peu près la moitié en poids de la substance attaquable aux acides et devait par conséquent renfermer environ 25 pour 1 00 d’eau, ce qui est la proportion contenue dans beaucoup de variétés de magnésite.

En résumé, les serpentines grises et grenues consistent essentiellement dans le mélange des quatre minéraux suivants :

Magnétite

Pyroxène

Péridot

Magnésite.

Ceci posé, nous avons vu que l’aumalite est formée de fer métallique, de pyroxène et de péridot. La différence consiste donc dans une plus grande proportion d’oxygène et dans la présence de l’eau.

Or, remarquons aussi que la structure des deux roches, malgré la distance de leur gisement respectif, est remarquablement identique. Dans l’une et l’autre la cassure est ünement grenue et la masse est traversée souvent par des surfaces de frottement. Même au microscope cette ressemblance se soutient : des deux parts dans la masse cristalline et active sur la lumière polarisée apparaissent des grenailles formées pour l’aumalite de fer métallique et, pour la serpentine, de magnétite, mais ils sont toujours sous forme irrégulièrement tuberculeuse et tout à fait caractéristique.

Cette identité, qui ne peut être fortuite, conduit à se demander si ces roches, malgré leurs différences, n’auraient pas de réels rapports de parenté, si par exemple, la serpentine ne dériverait pas de la chantonnite par oxydation et hydratation à peu près comme le kaolin dérive du feldspath.

Dans ce cas, les filons de serpentine représenteraient les têtes des filons constitués dans la profondeur par la chantonnite ; — comme les filons d’oligiste ou de limonite seraient les chapeaux de filons qui dans la profondeur seraient constitués par du fer métallique.

M. Rammelsberg ‘ a comparé la composition de minéraux péridotiques et pyroxéniques des météorites avec ceux des roches terrestres.

Pour le péridot, il pense retrouver la variété contenue dans la météorite de Stawropol et qui est caractérisée par des proportions de fer et de magnésium qui sont entre elles comme 1 est à 5 dans la Ibcrzolite. Le i-apport FeMg^ qui se trouve dans les météorites de Hainholz, Borkut, Saint-Mesmin, Tourinnes, etc., est offert par certaines olivines du Canada. Enfin le péridot des météorites de Chassigny, de Luotalaks, d’Alais, de Montréjeau, de Parnallee, etc., qui renferme 1 de fer par 2 de magnésium, est l’hyalosidérite de Sasbach et d’ailleurs.

Pour la bronzite, M. Tschermak retrouve celle du Groënland et du Texas (FeMg'*) dans les météorites de Lodran, de Bachmut, de Blansko et de Pulstuk. Celle de Steiermark (FeMg4) existe dans Breitenbach, Ensisheim, Chantonnay, Montréjeau, Richmond, Stawropol. FeMgS serait commun à la bronzite terrestre de Farsund et aux météorites de Hainholz, de Shalka, de Borkut, de New Concord, de Tourinnes, d’ütrecht, etc. Le rapport FeMg se retrouve à peu près dans les roches du lac de Laach et dans les météorites du Tadjera et de Luotalaks.

Enfin, pour les silico-aluminates plus ou moins voisins de l’hypersthène, l’auteur trouve le rapport Al R' ® également dans des roches de Farsund et dans les météorites de Château-Renard, de Nashville, d'Uden ; le rapport Al R‘* dans l’île Saint-Paul et dans les météorites de Blansko, de New Concord, de Montréjeau, d’ütrecht; enfin le rapport A1R‘® également au lac de Laach et dans les météorites de Borkut, de Kakowa, de Shergotty, de Tadjera, etc.

Comme conclusion des études résumées dans ce chapitre et dans le précédent, il convient de combiner les notions fournies par la Géologie à l’histoire des météorites avec celles que l’étude des roches cosmiques procure à la science de la Terre. Le résultat de ce rapprochement est résumé par la figure suivante (fig. 114) qui peut être considérée en définitive comme représentant la coupe idéale du globe terrestre.