Olivine remplacée par du pyroxène. — Cabbro normal

F B. Disparition des éléments leucokrates ou mélanokrates. L 1. Type mélanokrate. — Peridotite.

3 2. l'ype leucokrate. — Anorthosite.

III. Modifications dues au métamorphisme de contact. 1. Digestion de sédiments alumineux. — Norite à cordiérite. 2. Digestion de schistes siliceux ou de grès. — Gabbro quartzifère. 3. (?) Digestion d’une roche potassique. — Gabbro à orthose ”. - Enfin, la siicoferrolite paraît représenter une roche sédimentaire entièrement recristallisée sous l'influence exomorphe du gabbro, plutôt - qu'une partie intégrale de ce dernier. La silicoferrolite diffère du gabbro à tous les points de vue : elle est beaucoup plus dense, avec - une couleur très foncée. Après la magnétite, le minéral de beaucoup le plus abondant est la fayalite, qu’on trouve en grandes masses irrégulières renfermant de gros grains de magnétite, et étantelle-même entourée . partiellement ou totalement par du pyroxène. Beaucoup de grains de quartz arrondis sont englobés par tous les minéraux (plus rarement par la magnétite). Ainsi, de grenue la structure est devenue pæcilitique, bien que les masses de fayalite soient mutuellement xénomorphes. Minéralogie comparative. — Les minéraux qui se rencontrent dans la série de roches étudiées sont les suivants :

Quartz Tremolite Magnétite … Orthose Hornblende Hercynite Andésine Chrysolite Hématite Labrador Fayalite Gôthite Cordiérite Epidote Ilménite Muscovite {Séricite) Allanite Limonite Biotite (Anomite) Pennine Pyrite Enstatite Clinochlore Rutile Bronzite Antigorite Staurotide Diopside Bowlingite Graphite Augite Apatite Calcite Pectolite Sphène Mésolite Anthophyllite Zircon Scolécite Actinote Spinelle . Pseudomésolite

et un ou deux minéraux inconnus.

(1) Par altération il devient le « gabbro à hornblende ».

Les minéraux primaires sont : | «

Quartz Enstatite - Spinelle

Orthose Bronzite Zircon

Andésine Diopside Magnétite Labrador Augite Hercynite Cordiérite Chrysolite Staurotide | Apatite Fayalite Graphite (?) Allanite Fe

Les autres minéraux sont secondaires. Le quartz et la magnétite sont

souvent secondaires. L’anomite est d’origine primaire dans la norite

à cordiérite. La cordiérite, la fayalite, l'hercynite, la staurotide, le spinelle et le graphite (?) sont des minéraux très fréquents dans les régions de métamorphisme.

Le quartz ne se présente que comme un minéral secondaire dansles

gabbros normaux où il est rare. Sa présence dans les autres types (norite à cordiérite et gabbro quartzifère) me parait démontrer une influence modificatrice qui était dans les cas étudiés, l'absorption de roches préexistantes.

Parmi les feldspaths, l'or{ose est le minéral caractéristique du gab- |

bro à orthose. Il est rempli d’inclusions, spécialement d'hématite, qui donnent à la roche sa couleur rouge particulière. : L'andésine ne se trouve que dans les types ayant une tendance à

devenir plus acides que le gabbro normal. Il est rare dans le gabbro. non modifié par action de contact. Dans le type le plus acide de la

série (gabbro quartzifère), il est le seul feldspath qu’on ait trouvé. Il se rencontre en quantité moindre dans la norite à cordiérite et dans le gabbro à orthose.

Le labrador est certainement le minéral le plus abondant dans la série de roches étudiées : il constitue la plus grande partie des gabbros et ne manque que dans la silicoferrolite et le gabbro quartzifère où il est remplacé par l’andésine. Il est presque pur dans l’anorthosite qui fournit, par suite, d'excellents maiériaux pour une étude détaillée. En résumé, les principaux résultats obtenus sont indiqués ci-dessous.

La composition chimique ne diffère pas essentiellement de celle qu'exprime la formule Ab;An;. Le feldspath Ab;An, avait été jusqu'ici étudié bien moins que les plagioclases Ab, An, et Ab-An.. Ses caractères cristallographiques n’ont jamais recu une attention suffisante, la grande majorité des mesures faites jusqu'ici sur le labrador ayant été prises sur les feldspaths de la composition Ab,An, et Ab;An,. C’est pour cette raison que mes mesures cristallographiques, quoique nécessairement moins exactes dans des éléments isolés d’une roche que dans des

cristaux distincts, sont d’un intérêt exceptionnel. De plus, elles pré- .

bd 0 le

sentent une valeur de l’angle pg'(001)/\(010) qui est plus grande que

94° 10’, valeur de cet angle dans l’anorthite et valeur limite supposée selon la théorie de M. Tschermak.

L'angle pg(001)/A\(010) paraît croître avec une rapidité remarquable quand le labrador devient plus basique et les deux extrêmes de la série labradorique semblent montrer les valeurs en discordance avec la théorie de Tschermak. Cette discordance est prouvée non seulement par les mesures que j'ai faites sur une série de labradors de gisements différents, mais aussi par un examen critique et une étude com-

Composition Bissectrice Réfringence Angles Angle chimique. aiguë. et biréfringence |d'extinction des clivages. MS10 —53:38 Fu LS RE) Sng = 31° | pg (001) À (010) ALO, — 29.70 > lim — 1.566 Try — 3740 9h01 FeO: 0.21 ny — 1.563 Parallèle à:

parative de toutes les mesures de l’angle »4(001)/\(010) faites jusqu à ce jour sur le labrador dont la composition exacte à été déterminée. Les mesures &es indices de réfraction montrent qu'un accroissement distinct se rencontre entre AB,An, et Ab,An, en parfaite harmonie avec les valeurs obtenues jusqu’à présent et j’accroissement montré par tous les membres de la série des plagioclases quand la basicité augmente. Les valeurs obtenues sont un peu plus grandes que celles données pour le même minéral, extrait des roches volcaniques. La sure directe de la biréfringence montre pareillement une valeur plus grande que celle trouvée dans les roches volcaniques. L’angle des axes optiques est environ de 6° plus grand dans le feldspath du Minnesota que dans les labradors de même composition, provenant des roches volcaniques, étudiées par M. Fouqué. Il semble donc exister quelques différences dans les propriétés optiques du labrador provenant des roches de profondeur et des roches volcaniques. La cordiérite ne se trouve que dans une seule roche de la série, mais elle y est abondante et caractéristique. Sa présence est très significative; elle est la résultante d'une composition chimique peu fréquente et fournit la démonstration de l’origine de la roche. En outre, il faut noter

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que c’est la première fois qu’on l'a rencontrée dans une roche basique

grenue de la série labradorique.

La cordiérite contient un grand nombre d’inclusions de magnéiite (Souvent recouvertes de spnelle), de liquides, et de staurotide. Cette

dernière a une orientation définie dans le minéral englobant. Mais on

n'y trouve point d’auréoles pléochroïques.

La muscovite ne se rencontre que comme produit d’altération, elle

est par suite très rare à cause de la grande fraîcheur des roches. La biotite ne se rencontre comme minéral primaire que dans la norite

à cordiérite, dont il vient d'être question: elle y appartient à la variété .

# = . * . L , anomite. Dans quelques-uns des gabbros et des diabases, la biotite n’est

pas rare, mais elle semble être invariablement d'origine secondaire

(Souvent mésogène). J'ai étudié en ‘détail les auréoles pléochroïques de

toutes ces biotites.

La bronzite et l'enstatite ne se trouvent que dans la norite à cordiérite.

Elles y remplacent le pyroxène monoclinique des autres types pétro-

Q 1 0 . . 1 4 graphiques à cause de la diminution de Ja teneur en chaux de la roche :

La bronzite prédomine de beaucoup. Elle fournit un exemple d’un nouveau type d’ouralitisation par son altération à l’'anthophyllite.

La diopside ne se rencontre que dans la diabase à olivine de Pigeon .

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Point, et peut-être dans le gabbro à orthose. Dans la première de ces :

roches, elle présente des anomalies très remarquables, consistant essentiellement en une valeur très faible de l’écartement des axes optiques,

bien que ce pyroxène n'offre pas de composition chimique bien spé-

ciale, autre qu'une grande richesse en titane.

L'augite se trouve fréquemment dans les diabases et les gabbros

du Minnesota, et en très petite quantité dans les anorthosites, les troctolites et les silicoferrolites. Elle devient souvent diallagique, puis s'ouralitise et se transforme en biotite, chlorite, etc. L’augite, aussi

bien que le diallage, présente souvent des inclusions lamellaires brunes

souveni titanifères que j'ai considérées comme d’origine primaire.

La pectolite se rencontre en petite quantité dans le gabbro à olivine .

où il se produit par l’altération du feldspath.

L'anthophyllite est également un produit secondaire, il dérive de l’enstatite ou de la bronzite de la norite à cordiérite ; j'ai pu suivre tous les stades successifs de cette tranformation.

1. La roche du voisinage de Harrismith (Etat libre d'Orange), décrite par M. Molengraaf (N. Jahrb., I., 1894, p. 79) présente une exception à tous les points de vue. Elle se compose essentiellement d’un verre riche en cristaux de cordiérite et de Spinelle, avec de petits cristaux d'augite et de magnétite. M. À. Lacroix a décrit également des roches de fusion ignée, résultant de la fusion spontanée des schistes des houillères embrasées, dans lesquelles la cordiérité est associée à de l’ancrthite et de l’augite. (C. Rendus, CXII, p. 1060, 1891).

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L'actinote et la érémolite sont des produits d'altération rare ren-

contrés dans la silicoferrolite et le gabbro à orthose.

La hornblende au contraire abonde dans cette dernière roche, tandis qu’elle est rare dans les gabbros ordinaires et les diabases. Ellemanque dansies autres types, bien qu'elle ait probablement existé dans le gabbro quartzifère. Elle est secondaire dans toutes ces roches.

L'olivine se trouve dans les gabbros et les diabases. Elle constitue le minéral ferrugineux essentiel de la troctolite. Dans la silicoferrolite, elle est remplacée par la fayalite. Dans le gabbro quartzifère, elle n’est plus représentée que par des masses rares de bowlingite altérée ; enfin dans l’anorthosite, le gabbro à orthose et la norite à cordiérite elle manque entièrement. Cette olivine est en général très riche en fer, le rapport Fe: Mg variant d'environ 1: 1,4 dans le gabbro à olivine, à 1 : 0.8 dans la diabase à olivine, elle est donc plus ferrugineuse que la hyalosidérite.

La fayalite ne se trouve que dans la silicoferrolite où elle est abondante. Ses propriétés optiques seules, notamment le signe de sa bissectrice négative et l’écartement plus faible des axes optiques, permettent de la distinguer facilement de l'olivine.

L’épidote est rare dans la norite à cordiérité où elle semble être d'origine primaire. Elle est plus rare encore dans le gabbro à orthose et dans le gabbro quartzifère.

L'allanite a été trouvée dans la diabase de Pigeon Point et très rarement dans quelques échantillons du gabbro à olivine. Elle forme de petits cristaux, quelquefois arrondis ou irréguliers. La couleur, le pléochroïsme et la biréfringence du minéral sont très variables. Elle produit des auréoles pléochroïques intenses dans tous les minéraux colorés dans lesquels elle a été observée.

La pennine se trouve en petite quantité dans tous les types étudiés, excepté le gabbro à orthose et la norite à cordiérite. Elle est très abondante dans le type le plus altéré, le gabbro quartzifère; les variétés optiquement positives ou négatives s’y rencontrentassociées. Elle dérive de l’altération de l'élément originel ferromagnésien de la roche, qui était probablement le pyroxène.

Le clinochlore se rencontre dans tous mes types pôtrographiques excepté dans la norite à cordiérite, le gabbro quartzifère et la troctolite ; ainsi le seul type ne contenant pas de chlorite est la norite à cordiérite. Le plécchroïsme du clinochlore est très semblable à celui de la pennine positive. Le clinochlore est habituellement positif. Il dérive de l'altération du pyroxène ou d'un autre minéral ferromagnésien. Il se présente parfois comme un produit d’altération du feldspath.

L'antigorite est très rare dans les gabbros du Minnesota. Dans les

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gabbros normaux et dans les diabases, elle est d'ordinaire séparée des grains d’olivine, et se trouve dans les cassures et les cavités qui peuvent exister dans les minéraux environnants. AL 4

La bowlingite est comparativement abondante et épigénise tou- . jours sur place le péridot; elle se développe notamment dans la diabase à olivine de Pigeon Point et aussi dans les silicoferrolites.

L'apalite se trouve dans toutes mes roches, excepté dans la troctolite et la silicoferrolite, mais elle n'est vraiment très abondante que dans le gabbro à orthose et le gabbro quartzifère.

Le sphène se présente comme un produit de décomposition dans la

… diabase à olivine et le gabbro à orthose.

Quant au sircon, je ne l’ai pas vu dans les gabbros normaux ni dans aucune de leurs formes non métamorphisées. Il ne se trouve que dans la norite à cordiérite etle gabbro quartzifère.

Les spinellides sont représentés dans mes roches par du pléonaste dans la norite à cordiérite, par de l'hercynite dans ia silicoferrite ; ils ÿ Sont peu abondants et associés à la magnétite, qui — elle, au contraire, est abondante dans tous les types étudiés, sauf le gabbro quartzifère. forme à elleseule la moitié de la silicoferrolite. Elle est d'ordinaire Elle d'origine primaire, mais se rencontre aussi comme minéral secondaire. C'est le minéral dont la présence est le plus général dans toutes les roches que j'ai étudiées. Cependant, à part dans la silicoferrolite, elle n'y joue jamais qu’un rôle des plus subordonnés. Elle ne présente que rarement des contours cristallographiques bien nets. Elle est fréquemment titanifère.

L’iüménite accompagne dans la diabase à olivine et persiste dans d’autres types pétrographiques. Ces oxydes de fer sont accompagnés de pyrite dans les diabases et dans la norite à cordiérite. |

Enfin, je dois citer parmi les produits secondaires ferrugineux l’ématite (anorthosite et gabbro à orthose), plus rarement la gæthite (silicoferrolite) et enfin la /imonite (anorthosite très altérée).

Le rutile n’a été trouvé que dans le gabbro quartzifère sous forme de petits cristaux qui sont fortement striés.

La staurotide est un minéral dont la présence est insolite dans une roche éruptive ; je l'ai rencontrée en cristaux bien formés, quoique microscopiques, à l'état d'inclusions dans la cordiérite de la norite. Elle est orientée d'habitude comme le minéral ambiant, les axes cristaphiques êt l'allongement de la staurotide et dela cordiérite qui la renferme étant parallèles.

La calcite n'existe qu’en petite quantité dans tous les types étudiés, Sauf dans la norite à cordiérite et la silicoferrolite. Elle est relative ment très abondante dans le gabbro quarrzifère.

Enfin, c’est seulement dans l’anorthosite que Se trouvent des zéolites

fibreuses : ce sont des types comme la mésolite et la scolécite et enfin . une nouvelle espèce que j'ai fait connaître dans ce travail et que j'ai

désignée sous le nom de pseudomésolite. Sa composition chimique se rapproche de celle de la mésolite, c'est-à-dire qu’on peut la considérer comme formée par un mélange de scolécite et de mésotype (My:Scr, d’après mes analyses).

Elle constitue des masses fibreuses blanches, transparentes en lames minces dont les propriétés optiques diffèrent à la fois de celle dela

mésolite, de la scolécite et dela mésotype. Dans la pseudomésolite, en

effet, le plan des axes optiques n’est pas perpendiculaire à l’allonge-

ment comme dans la mésolite; l'indice n, fait avec l’axe vertical un

angle d'environ 2° : il constitue la bissectrice aiguë autour de laquelle l'écartement des axes est faible.

Composition chimique comparative. — Les analyses des roches ont toutes été faites par la méthode de Ste-Claire Deville, et j'ai toujours fait les analyses en double, et pris la moyenne. Dans le cas où les résultats re concordaient pas suffisamment j'ai fait une troisième analyse partielle par la méthode de l'acide fluorhydrique. Les précipités de titane furent soumis invariablement à une ébullition prolongée (après leur fusion avec le sulfate de potasse acide) dans une

dissolution contenant un peu d'acide sulfurique libre. La séparation du - fer d'avec l’alumine s’obtient en faisant passer un courant d'hydrogène

et de gaz acide chlorhydrique mélangés sur les précipités chauffés au rouge dans un tube de platine. L'hydrogène s'obtient comme d’ordinaire, (Zn + H SO,) et est conduit à travers l’acide sulfurique dans un

vase, au-dessus duquel est fixé un tube à brome qui renfermede l’acide chlorhydrique pur

On tourne le bouchon jusqu'à ce que l'acide chlorhydrique tombe lentement en gouttes (deux à six par minute) sur l'acide sulfurique, qui met en liberté le gaz HCI sec et pur. L’hydrogène, se formant en même temps et passant à travers l’acide sulfurique sert à maintenir ce dernier bien en mouvement.

Ce système a les avantages suivants sur la méthode ordinaire des gaz alternatifs, qu'on peut bien appeler la méthode Deville-Rivot :

41° Il faut employer moins de chaleur. Le rouge sombre suffit, et est peut-être même excessif.

2 Il diminue le danger d’une explosion d'hydrogène et d'oxygène (à cause de l’air qui n'a pas été entièrement expulsé, où à cause des fuites), tant à cause de la moins grande quantité de chaleur mise en jeu qu’à cause de la dilution de l'hydrogène par l'acide chlorhydrique.

1. Cette disposition m'a été suggérée par M. Arsandaux, bactériologiste au laboratoire de la préfecture de la Seine.

3° 11 exige moins d'attention pendant la réaction, avec l’ancienne . méthode il est nécessaire de changer les courants toutes les trois ou quatre minutes. Avec ce système, l'appareil, une fois qu'il est mis en marche, peut être abandonné à lui-même jusqu'à ce que la réaction soit complète, en supposant que le générateur d'hydrogène continue à agir pendant la durée voulue. |

4 Ce système permet la détermination qualitative simultanée de l’acide titanique. Ce dernier point exige un mot d'explication. L’acide titanique (Ti0,) se présente sous la forme d’une poudre blanche qu'onne peut distinguer de l’alumine, A10,. Cette poudre se transforme pendant la réaction quand on suit la méthode Deville-Rivot, mais très lentement, et avec des résultats incertains. Ordinairement', par cette

méthode l'acide titanique se change partiellement (souvent une très

faible partie) en sesquioxyde de titane TiO, qui colore l’alumine en gris sale. Celui-ci n’est pas distinct; il ne s'obtient qu'après un long traitement, et il n’est pas caractéristique puisque des traces de fer ki peuvent produire essentiellement la même couleur. Par la méthode ci-dessus décrite l'acide titanique se change en oxyde intermédiaire T,0,, qui a une couleur caractéristique, le gris sombre ou le bleu. indigo, et révèle sa présence par la nuance communiquée à l’alumine. Avec 10°/, de TiO, dans la poudre, la couleur produite est très marquée ; elle est d'un bleu d’ardoise. Néanmoins, l'épreuve n’est pas trés sensible, et les résultats des analyses montrent qu’elle devient assez incertaine pour moins de 4°/, d'acide titanique dans la poudre après la séparation du fer. Au cas où l’alumine atteint 25°/, de la roche cette. méthode accuse done 1°/, d'acide titanique. Si l’alumine est moins abondante, on peut découvrir une quantité d'acide titanique proportionnellement plus petit. A ce propos, il ne faut pas oublier qu'on peut trouver parfois de l'acide titanique avec la silice; mais on en trouve la plus grande partie avec le fer et l’alumine.

Pour contrôler la détermination du fer, on a déterminé aussi le fer dans ses deux états par la méthode de Cooke modifiée par J. H. Prat”

On a fait la séparation du manganèse d’avec le fer en précipitant le fer comme acétate basique dans une dissolution bouillante ; moins fréquemment en précipitant le fer au moyen du carbonate de baryte.

On n'a pas fait des déterminations directes de l'eau, mais on les a faites par perte au feu, en évitant autant que possible l'oxydation et la

1. Van der Pfordten a obtenu TiO,. après un traitement de plusieurs heures dans l'hydrogène sec à une très haute température. Voir: Deutsch. chem. Gesell, 1884, I, p. 728.

2. J. H. Pratt : American Journal of Science, 1894, XLVIII, p. 149.

. réduction. Les nombres donnés ci-contre pour l’eau contiennent donc, . peut-être, des traces de CO, et de FetS. Dans le gabbro à quartz, CO, . est sans doute en quantité notable et peut atteindre 1°/,.

Les analyses de roche données dans les chapitres précédents peuvent être groupées de la façon suivante :

= = © Hs) © ‘ = RU DR EE CON do De AP PE mes l'as | LS | Le | Sp | 53 5e Sel ee CA ES 8: er ee #1 aS ET | à So ER ere EN a MIE SÉSRO UE 2 = < E = 2 = = S = = FE "= A [æ) A de) © a (ee 1 Il III IV V NV SM EVENE SiO, . . . . .| 47.70) 47.90 | 49.18 | 49.78 | 35.81 | 49.06| 52.84 | 56.60 | 21.50 OR En ED ST AE QU EE ap) ‘428 Trace | 1289 MTiice A1,0, . : . . .| 19.041 49.92| 49.04 | 99.37! 14.32 | 15.33 | 23.62| 17.84! 8.02 ODA FAT 0.87| 4.92| 0.89| 0.34! ‘7.38| 5.92| 0.65! 2.55| 30.84 Os 770 8.84| 9.78| 7.179! 0.60| 15.25 | 11.53] 10.00| 4.09! 33.83 MOTS, Traces| Traces| 0.51] 0.08] 0.18| 0.61] 0.43|Traces| 6.32 MOD, 8.65] 4.55| 6.42] 1.01] 10.49) 2.78] 3.16] 3.16] 4.98 OPEN .| 8.96| 8.56| 9.12|11.86| 7.23| 6.80| 3.92| 6.98| 14.55 PRO 00953002 :75 03.322.307" 0.06! 3.27). 2/64" 4.48| 10.49 DEL CT 1005350561. 0:82 01612 0:37 0 1.40! - 0.67| :0:45|.:0:40 Eh db) 0.76) 2/06 427612:8.2317,1:176« 4.871 "3.20 274 LTDA ANR Re es 26e Le es de 0.27| — ON 100.30/100.27 | 100.21 | 99.65 100.62 100.06 | 99.80 |100.35 [100.70 || Densité . . . .| 2.89] 2.93| 92.84| 2.676| 3.08| 2.84} 2.83| 2.38| 4.02

I. Gabbro à olivine (1136)' d’un point situé près du lac Birch (à un kilomètre environ à l’ouest dela ligne entre sec. * 31,62-11 et sec. 6, 61-11, dans le township * 61). ILexiste une trace de CO,;et P,0, et F (ou Cl) se trouvent en petite quantité dans l’apatite ; pas de Ba9, ni de SrO, en quantité sensible.

1. Les nombres entre parenthèses se rapportent aux séries de roches du «Geological and Natural History Survey» du Minnesota. Voir les rapports annuels de 1880 à 1898.