MÉTAMORPHISME PAR LES COULÉES VOLCANIQUES
Î831* — Les coulées éruptives exercent une faible action sur les couches du sol qu'elles recouvrent, la faible quantité de minéralisateurs limitant leur pouvoir métamorphique aux seuls effets de leur température.
Mais, il en est tout autrement dans les profondeurs où, minéralisateurs et température se trouvent réunis et voient leur influence exaltée par la haute pi'ession qui règne dans le milieu.
Les débris du sous-sol entraînés, et que Ton retrouve englobés dans les coulées, nous permettent d'étudier leur transformation métamorphique sous l'action du magma lavique et Faction réciproque qu'ils exercent sur la lave englobante. Ces débris désignés du nom ^'enclaves sont de deux sortes ; des morceaux de lave d'une éruption antérieure et des débris du sous-sol.
Les premiers présentent rarement des modiflcations de constitution, mais ils nous font connaître la nature des produits d'éruptions antérieures dont les traces nous sont masquées, — les seconds, au contraire, présentent presque toujours des modifications profondes dans leur structure,
leur composition chimique centésimale, dans la série des minéraux élémentaires qui les composaient avant le cataclysme ; l'altération peul aller jusqu'à la disparition de
l'enclave.
Des minéraux nouveaux se rencontrent dans les enclaves ; les uns ont pour origine une réaction chimique et c'est le cas de la zircone, du diaspore, du corindon des basaltes du Velay. Les autres, arrachés aux profondeurs et charriés dans la lave, doivent leur conservation à leur point de fusion élevé : la cordiérite des lufs basaltiques du Velay, la sillimanite et la zircone du Plateau Central ont été ainsi amenées au jour.
11 convient, tout d'abord, de remarquer que raclioii réciproque de l'enclave et du magma est d'autant plus énergique que la camposition chimique — déterminée par la teneur en silice — de ces deux masses est plus différente.
Les dimensions des enclaves sont très variables dans un même gisement; on en trouve figurées par de simples grains, et d'autres d'un volume de plusieurs mètres cubes. La nature de l'enclave diffère naturellement d'une contrée à l'autre et cependant la série des produits métamorphiques connus à l'heure actuelle n'est pas très variée.
On conçoit facilement tout l'intérêt de l'étude des enclaves tant au point de vue de l'histoire de l'éruption, de la connaissance des couches du sous-sol cachées à nos yeux, que de la genèse de certains minéraux que nous ne savons encore reproduire artificiellement dans nos laboratoires.
Pour suivre un ordre logique, il convient donc de classer les roches volcaniques en séries produisant les mêmes effets et d'examiner l'action exercée par chacune d'elles sur les diverses enclaves que l'on y rencontra (*).
(*) Lacroix. — Encltives des roches volcaniques. Bull, C. G. f ., 11 (1890).
ENCLAVES iTo
S3!2. 1"^* séHe. Basalte, Labradorlte, Andésite augitique, l\^épbélînite, Lewcîtite, Basalte mellitique, Téphrlte, Leucotéphpîte basique, Lîmburgîte, Augitîte. — Enclave de quartz. — Le quartz est effrité et sur sa surface fondue on trouve des cristaux d'augite accompagnés quelquefois de magnétite, de spinelle; quelquefois Taugite est remplacée par le pyroxène rhom-
bique.
Enclave de grès, de quartzite. — La surface extérieure est vitrifiée et recouverte d'une couche à structure perlitique où Ton trouve, le spinelle et la cordiérite.
Si l'enclave subit une fusion complète, on voit à sa surface un verre foncé, la tachylite, souvent épigénisée i*a calcite ou en zéolilhes.
Autour de l'enclave, la lave montre souvent des cavités tapissées de porricine ou pyroxène vert, de lamelles de tridymite et plus rarement de quartz.
Enclave d'argile et de schiste argileux. — V\\q se présente sous la forme de blocs fondus, à surface vernissée, de couleur grise, bleue, rouge, de très grande dureté. C'est le Basait] aspis des Allemands.
On trouve dans la masse des cristaux de cordiérite souvent accompagnés de spinelle.
Les grains de quartz qui pouvaient préexister dans l'enclave se comportent comme il a été indiqué plus haut.
Enclave feldspathique, — Le feldspath fond et recristallise en microlithes et ses fissures sont pénétrées de tachylite.
Les painéraux qui l'accompagnaient dans la roche en place se sont également transformés ; Thypersthène et le pyroxène monoclînîque en augîte et spinelle englobés dans un verre — ; le mica et le grenat en spinelle et Thypersthène souvent en un verre brunâtre.
Enclave quartzo-feldspathique. — Généralement, l'enclave subit un commencement de fusion avec une recris-
iallisaiioQ du verre et production d*éléinents nouveaux aux dépens de la biotite et du grenat de la roche en place. I Ce n*est que plus rarement que Ton voit le feldspath
fondre et laisser un squelette en dent de scie.
La zircone, le diaspore, la cordiérile et la sillimanite, les moins fusibles des éléments de la roche, restent intacts.
La biotite se transforme eu : spinelle jaune, violacé ou vert, noyé dans un verre brun, et en hypersthène.
Le grenat se transforme en spinelle vert.
Des enclaves de cette nature se trouvent à Espaly (Haute- Loire).
Si Tenclave subit une fusion complète on trouve une ponce légère avec quelques minéraux infusibles et du quartz noyés dans une tachylite.
Enclaves calcaires. — Ces enclaves, généralement à grain fin, impriment aux couches voisines de la roche enclavante une texture franchement cristalline.
Les actions métamorphiques s'y manifestent peu intenses et restent limitées à la zone de contact ; elles produisent toujours les mêmes minéraux : woUastonite augite, grenat, et le plus souvent de la chaux et de la magnésie. Par la suite, ces deux oxydes se carbonatent, s'hydratent et engendrent des zéolithes, entre autres Tettringite et la chalcomorphite.
La scapolite et le sphène s'y rencontrent assez rarement.
Les orthophyres, porphyrites micacées, syénites, minettes, kersantites exercent une action similaire sur les enclaves de quartz, de feldspath.
333. 2^ série. Trachyte et Andésite acides^ Plionolithe» Leucitophyre» Leiicotéphrite à sanidine, Ryolitiie^ Dacite. — On admet que ces roches à orthose, à feldspath triclinique acide, ont été formées sous Tinfluence simultanée de l'eau, d'agents minéralisateurs et
de la pression, tandis que celles de la première série résulteraient de la simple fusion de leurs éléments suivie d'un refroidissement plus ou moins lent (*).
Enclave de quartz. — Avec l'andésite acide, elle est en partie résorbée avec formation d'inclusions vitreuses, d'un verre brun et de cristaux d'augite.
L'andésite de Santorin a donné de la woUastonite.
Le trachyte à hauyne produit un verre englobant des cristaux de pyroxène ; il a peu d'action sur les grès et les schistes.
Si Tenclave est de grandes dimensions, il y a formation de trydymite dans les fissures du quartz et dans le verre brun qui l'entoure : au Capucin du Mont-Dore, le quartz enclavé provient d'une pegmatite et montre une grande similitude avec les produits artificiels formés sur les briques siliceuses de hauts fourneaux.
Le gneiss à cordiérite enclavé dans le trachyte du Capucin y forme des traînées noires, caverneuses, tapissées de lamelles de tridymite associées parfois à des cristaux de quartz ancien.
Enclave quartzO'feldspatniqtie.^ Les enclaves sont rarement scoriacées dans les trachytes et andésites acides, la température ayant été plus basse que dans les cas précédents : aussi les minéraux cristallisés abondent-ils, notamment la cordiérite.
Le granité et le gneiss produisent, par leur biotite : du spinelle vert, de la magnétite, de Thypersthène vert, de l'augite ; souvent une partie de la biotite recristallise.
Le gneiss à cordiérite du Capucin, dans le trachyte, a conservé sa structure ; les feldspalhs attaqués par leur périphérie engendrent une orthose sodique ; le quartz est transformé en tridymite ; la cordiérite et l'andalousite
(1) FouQ«É et MicHBL Lévy. — Synthèse des Hoches et des Minéraux MiRON. — Les phénomènes volcaniques. 12
anciennes sont criblées de spinelles ; et dans ]es géodes on trouve en abondance la tridymite, Torthose, Thypersthène, roligisle C).
Rarement, Fandalousite, le dislliëne,la sillimanUe ont élé altérés avec formation de spinelle et de corindon : quelquefois le feldspath est transformé en un autre, récent, à texlure grenue.
Les phonolites exercent sur les gneiss une action similaire, mais très profonde.
Les feldspaths se transforment après fusion en orthose sodique grenu et le grenat engendre du spinelle et de la sillimanite.
Quand le phonolile a pu pénétrer les fissures de Tenclave, il y a formation d'augite et de sa variété œgyrine, mais la présence de Thypersthène n'a pas encore été constatée.
Le verre subsiste rarement, il est presque toujours épigénisé en zéolites : analcime, mésotype, Ihomsonile, souvent accompagnés d'œgyrine et de woUastonite.
L*andésite à augîte, à hornblende, enclavée dans le trachyte à biotite et à hornblende donne comme produits métamorphiques : zircone, augite, hornblende, hypersthene, mica, fayalite, tridymite, oligiste, pseudobrookite, diopside.
Le pyroxène dominant est l'augite, tandis dans les roches de la première série c'était l'hyperslhène.
A Krakatoa, une enclave dediabase quartzifère, dans une ponce andésitique a montré : augite, amphibole vert clair provenant de l'ouralilisation de l'augite ; quartz avec épidote et magnélite ; feldspath avec augite, magnétite, et montrant de nombreuses inclusions vitreuses indice de la haute température qui régna dans la profondeur.
Le trachyte transforme la pegmatite en Sanidinite à orthose, anorthose, feldspath calcosodique, mica, hornblende,
(0 Lacroix. — G. R., CXII, p. 253.
pyroxène, zircon, sphène, corindon. Les géodes sont tapissées de : zircon, sphène, apatite, wernérite, sodalite formés par les minéralisateurs.
Enclave calcaire, — Les andésites et les phonolites silicatisent imparfaitement les enclaves calcaires en donnant naissance à : wollastonite, pyroxène, grenat, anorthite, apatite, humboltilite, landis que des réactions secondaires engendrent : zéolites, pectolite et parfois anhydrite, péridot, sphène dans les boursouflures formées dans le calcaire par le dégagement du gaz carbonique.
Fréquemment, une zone fibreuse de wollastonite sépare l'enclave du magna volcanique.
Les trachytes et les.leucilites ont une action variable d'un centre à Vautre, sur les enclaves calcaires.
Quand la réaction est profonde, on constate la formation dans le calcaire devenu cristallin de : périclase, olivine, forstérite, spinelle, pyroxène, wollastonite, anorthite, grenat, idocrase, hauyne, outremer, humite, meïonite, amphibole, leucite, sanîdine, sodalite, népheline.
Au col de la Somma, sur le liane du Vésuve, les enclaves calcaires particulièrement nettes, renferment des géodes quelquefois tapissées de mica planté perpendiculairement à la paroi, puis une couche de calcite, puis une autre de péridot ou d'humite : plus profondément, des lits de péridot ou d*humite mélangés de spinelle alternent avec des lits de calcite et enfin une masse confuse des minéraux précédents.
M. Lacroix (^) explique cette formation par l'action des minéralisateurs et de la vapeur d'eau sur le calcaire fissuré.
L'intensité du phénomène métamorphique diminue au fur et à mesure que l'enclave se rapproche par sa composition de celle du magma englobant.
Les enclaves d'andésite aiigitique, de labradorite, de ba-
(i) Lacroix. — Enclaves des roches volcaniques, p. 258 et C. R. CXIV, p. 1250.
salie dans les roches volcaniques de la première série renferment de l'hornblende brun rouge, formé sous pression, dans les profondeurs, de Taugite, de Tapalite, de la magnélile, du feldspath basique.
Les amas (f hornblende ou (Taiigite sont fréquents, surtout dans les tufs basaltiques; souvent, même, ils forment des bombes où ces deux minéraux sont associés entre eux et à Tolivine (surtout l'hornblende), à la magnétite, au fer titane et très rarement à la biotile. Us sont quelquefois accompagnés d'un verre.
L'hornblende et l'augite formés dans les profondeurs ont été amenés au jour, dans Tétat sous lequel nous les trouvons.
334. •— La plus grande incertitude règne sur le mode de formation des bombes et des amas d^olivme. Ces derniers forment le centre de bombes, remplissent des poches dans les dykes basaltiques peu épais^ sur les bords des coulées^ partout, enfin, où le refroidissement a été rapide.
L'olivine y est accompagnée d'enstatite, de diopside chromifère, et d'un spinelle également chromifère.
Sous l'influence des agents d'altération, l'olivine se craquelle, se tache d'oligiste et souvent elle est épiÉçénisée par des carbonates rhombiques.
