CHAPITRE D

MÉTAMORPHISME REGIONAL ^.

Je n'entends parler ici, je le répète, que des massifs schisteux Métamorphisme dont l'origine métamorphique est clairement démontrée; je re- "^^^^ mets par conséquent à la troisième partie les gneiss anciens, micaschistes et autres roches subordonnées, qui sont inférieures aux terrains stratifiés fossilifères.

* D*oij le nom d'endomorphisme, proposé par M. Foumet. Souvent elle 8*est imprégnée d^hydrosilica te magnésien, d'après M. Delesse.

' Durocher, mémoire précité, p. 607 et 6i4-

^ Le nom de métamorphisme régional que je propose ici me paraît plus juste que celui de métamorphisme normal, et moins vague que la dénomination de métamorphisme général.

Des massifs considérables de roches sédimentaires , occupant

des pays entiers, montrent souvent un métamorphisme prononcé,

lors même qu'il est impossible de découvrir, au milieu de ces

terrains, le moindre affleiu^ement de roches éruptives^

u première phase Ce fait cst facilc à coustatcr dans les contrées où la modifica-

àr^nnTîire/ tioH ncst pas très-intcuse, telles que le pays de Galles, le Tau-

"^r^cxempie"'^' nus OU Ics Ardcunes. Dans les terrains siluriens et devoniens de

ce dernier pays, par exemple, les roches argileuses sont en partie devenues schisteuses, et, sur de grandes étendues, la chlorite s'est développée entre leurs feuillets en innombrables cristaux microscopiques^; le feldspath s'y est glissé aussi quelquefois; de plus, une multitude de veines de quartz se sont isolées dans leur intérieur, et ces veines renferment souvent elles-mêmes les minéraux qui viennent d'être cités; enfin les grès se sont changés en quartzite *. Or il n'est guère permis d'admettre que des terrains stratifiés et fossilifères aient pu posséder originellement ces caractères minéralogiques ; aussi chacun admet-il qu'ils doivent leur nature actuelle à une transformation subie depuis leur dépôt. Eiieieridetraosition Mais quaud Ic même phénomène se présente dans une phase pluTà^vîncëc, plus avancée, il faut un examen plus attentif pour le constater, et *^**\w!^iïï!«r'**"' même on n'arrive pas toujours à en acquérir la certitude, parce desAipescentraies. q^ç jg |.ypg primitif a été plus ou moins complètement effacé par

les actions chimiques postérieures à la roche sédimentaire. Ainsi, dans les puissants massifs de roches cristallines des Alpes, on trouve, de même que dans les Ardennes, le schiste chloritique

' La différence dans la nature des combustibles minéraux, lignite, houille, anthracite, qui varient suivant les terrains, peut être considérée comme un premier exemple de métamorphisme opéré loin des roches éruplives et sur des substances peut-être plus impressionnables que les roches pierreuses. C'est ainsi qu*il n'y a que de Tanthracite dans les Alpes et dans les schistes talqueux de la basse Loire, et que ie terrain éocène de la Toscane renferme une houille véritable (Monte-Bamboli).

^ L'analyse a fait reconnaître à M. Sauvage l'existence de la chlorile même dans les variétés de phyllade où on ne la distingue pas. C'est dans les mêmes conditions que se trouve la sériel te dans les schistes du Taunus.

' Explication de la carte géologique de France, 1. 1 , p. 77. Durocher, mémoire précité, p. 6o3.

avec veines de quartz et souvent de chlorite; mais il y est, en général, mieux cristallisé (Zillerthal en Tyrol, Salzbourg). Il est associé à une série d^autres roches schisteuses cristallines de nature variée, qui alternent entre elles d'une manière irrégulière, notamment le schiste talqueux, les schistes verts \ le schiste amphibolique et même certaines diorites schisteuses ^, le gneiss talqueux (décrit par Saussure sous le nom de granit veiné), le quartzite', des calcaires schisteux et souvent micacés, plus rarement des dolomies et des gypses parsemés également de minéraux variés (environs d'Airolo^). Cependant, malgré l'état éminemment cristallin de ces roches, la plupart des géologues qui ont décrit les Alpes, les ont considérées comme d'origine sédimentaire.

La conclusion que certains terrains cristallins, et fort développés, tels que ceux des Alpes, sont métamorphiques, s'appuie sur plusieurs preuves, qui sont, du reste, à peu près du même ordre que celles qui démontrent le métamorphisme opéré dans le voisinage des roches éruptives. Je citerai principalement les suivantes- :

1^ L'analogie de composition qui unit certains groupes de roches cristallines aux roches sédimentaires est encore frappante, malgré les modifications que les premières paraissent avoir subies. On y trouve, en effet, comme dans les roches sédimen-

Preuves

du méUmorphisme

de certains

grands massifs

cristaiiins.

1* Aoaloffie

de composition

avec

les roches

sédimentaires.

' Les roches nommées schistes verts par M. Stoder, et qui sont certainement métamorphiques, ont été récemment très-bien étudiées par M. de Rath. Elles sont de composition très-variable; elles renferment souvent de Toligoclase et de Talbite. {Zeitschrijï der deaischen geoL GeselUchaft , t. IX, p. a 1 1 .)

' Nous avons déjà dit plus haut (page 58) que les diorites schisteuses de TOu-' rai sont généralement considérées comme métamorphiques.

' Les quartzites ont donné lieu à de très-nombreuses observations , parmi lesquelles je rappdlerai celles de Macculoch pour TEcosse [Transactions of the geological Society ofLonJdon, i" série, t. IV, p. a64; a' série. 1. 1, p. 53) ; celles de M. dfe Humboldt pour les Andes (Cosmos, t. I, p. 3o5); celles de M. Élie de Beaumont pour les Alpes.

* La. serpentine «Ue-mème, dans certains de ces gisements, dans les Alpes, TOural , les Alleghanys et ailleurs, parsut résulter du métamorphisme de différentes roches, amphiboiiqaes et autres, ainsi que le montrent de très-nombreuses observations.

taires, des bancs de calcaire, de dolomie, de gypse, de roche quartzeuse ou quartzite, enfin des schistes chloritiques et talqueux qu il serait souvent impossible de distinguer des roches de même nature qui sont subordonnées à des terrains siluriens bien caractérisés.

Je rappellerai aussi que la composition élémentaire de certains schistes argileux des terrains de transition est souvent très-sensiblement la même que celle du granit et du gneiss, ainsi que Ta remarqué M. Bischof.

a* Passage 2^ Une mêmc contrée présente des passages, incontestablement

tout à fait insensible J i j i • ^ il* ^ a ^'H' P '1'

des graduels, des roches cristalimes aux roches stratinees lossiu-

roches cmiaiiines f^res. Ccs trausitious insensibles, qui empêchent d'établir une roches fossilifères. Hgnç Jg démarcatiou entre les roches des deux catégories, et

sur lesquelles Werner s'était fondé pour donner le nom de terrain de transition (Uebergangsgebirge) au groupe où elles sont le plus fréquentes, ont été trop souvent décrites pour qu'il soit nécessaire de s'étendre sur ce sujet ^.

Il est toutefois des localités, siutout dans les Alpes, où des roches cristallines sont enchâssées au milieu de roches sédimentaires peu modifiées.

3* Fossiles aDimaux 3^ On Sait que la cristallisation qui s'est opérée à proximité des ao mmeu*^ roches rochcs éruptivcs u'a pas toujours effacé la trace des fossiles : il en *^™** *°*** subsiste encore des vestiges bien distincts au milieu de roches parsemées de silicates cristallins. Il suffît de rappeler le calcaire silurien de la Norwége, avec fossiles, qui renferme, à Brevig, de la paranthine et du grenat, et, à Gjellebeck, de Tamphibole et de l'épi-

^ Parmi les exemples sans nombre que loo pourrait citer, il suffira de rappeler la Bretagne (Explication de la carte géologique de France, t. I, p. a 34); la Saxe, où les transitions ont été si bien décrites par Naumann; les Alpes du Daupfainé, de la Tarantaise, delà Suisse, du Tyrol, de Salzbourg, de la Carinlhie, d*après MM. Bro« chant, Elie de Beaumont, Sismonda, Gras, Lory, Studer, Escber, Lardy, Farre, Murchison, Credner et beaucoup d'autres-, TOural, d'après Murchison et G. Rose; les États-Unis, d'après Lyell, etc. Les schistes verts forment, dans diverses régions des Alpes (Grisons , Piémont, etc.), le passage entre les roches évidemment sédimentaires et les roches cristallines. (Studer, Phjsikalische Geogrqphie, 1. 1, p. i48.)

dote ; le calcaire jurassique avec dipyre, d'Angoumert dans TAriége ; les schistes de la Bretagne, si bien décrits par M. Boblaye, où les mêmes échantillons renferment à la fois des mâcles de plusieurs centimètres de longueur, avec des orthis, des spirifëres et des calymënes; le calcaire blanc subcristallin, avec encrines, découvert par MM. Murchison et de Vemeuil, dans l'Oural, sur les bords de la rivière Miask, au milieu d'une région de granit, de serpentine et de roches métamorphiques ^ ; enfin , dans les Vosges , la roche amphibolique de Rothau, où les polypiers ont été remplacés, sans être déformés, par des cristaux d'amphibole, de grenat et d'axinite^.

Or il en est de même pour les massifs de terrains cristallins qui nous occupent; depuis l'exemple cité par Brochant, MM. de Charpentier, Lardy et Studer ont découvert, dans le voisinage du Saint- Gothard, des bélemnites au milieu de schistes micacés avec grenat^.

La possibilité d'une transformation paraît d'ailleurs démontrée par les blocs provenant de la Somma, où il y a toutes sortes de passages depuis le calcaire compacte de l'Apennin , avec pétoncles, jusqu'aux calcaires lamellaires et aux dolomies chaînées de silicates cristallisés.

4^ Dans les roches où l'état cristallin est encore plus prononcé , alors qu'on n'y aperçoit plus de formes animales, des débris de plantes se sont quelquefois conservés. On rencontre, par exemple, des empreintes végétales dans des roches feldspathiques et micacées, si cristallines, qu'on pourrait les prendre poiu* des roches éruptives, surtout si on les jugeait siu* des échantillons isolés. Tels sont la grauwacke feldspathisée de Thann , les schistes de Bussang , dans les Vosges, la pierre carrée des bords de la Loire, fréquemment associée à l'anthracite, roches que l'on rapporte au terrain carbonifère inférieur ou au terrain anthraxifère.

à* Empreintes

végétales

conservées

dans

les mêmes roches.

^ Russia in Eitropa and the Oaral moantains, t. I, p. 3 46.

' Annales des mines, b* série, t. XII, p. 3i8.

^ Particulièrement au col de la Nufenen, près Âirolo, M. de Charpentier avait déjà trouvé, en i8aa, des bélemnites dans le calcaire prétendu primitif du col de Seigne. (Cosmos, 1. 1, p. 54 1.)

o*VMtig» Quand les formes végétales elles-mêmes ne s y rencontrent

yrtiffgiHnHffwmi plus, les roches schisteuses cristallines qui nous t)ccupent renferorigine organique. ^^^^ souveut encorc dcs combiuaisons charbonneuses, qui, selon

toute probabilité, sont d'origine oi^anique. Cest ainsi que les

schistes micacés d'Airolo , parsemés de grenats et de longs prismes

d'amphibole, contiennent encore, d'après Fessai que j'en ai fait,

jusqu'à 5 p. o/o de carbone^ : il en est de même de beaucoup de

schistes ardoisiers*.

Le métamorpiuMne 11 résultc dc tout ce qui précèdc qu'il serait difficile d'établir

et le ^^umorohisme une distiuctiou Hcttc cutrc Ic métamorphîsme de juxtaposition et

ted^ngneni ^^ métamorphisme régional, en se fondant seulement sur les ca-

mr i^lî?éi!ndae. l'actèrcs miuéralogiqucs : les deux phénomènes diffèrent surtout

par leur étendue.

Lesrodiesfdiiiteufes C'cst principalement dans les étages inférieurs de la série des semcontient terrains stratifiés que les effets du métamorphisme régional sont

priocipalenient i i

cCiiterrdn* remarquablcs.

les pioianaen». jj^ magnifique exemple de la transformation des terrains paléo-

Temin» zoïques se rencontre dans la chaîne de l'Oural. L'origine sédi-

oiodifiéi mentaire et l'âge des schistes cristallins qui la composent ont été , derooraT en effet, mis hors de doute dans le beau travail de MM. Murchison, de Verneuil et Keyserling'. Les terrains siluriens, très-faiblement consolidés sur une partie de la Russie, se transforment dans la chaîne en schistes cristallins, qui ont conservé çà et là, comme pour attester leur origine , des lambeaux de roches fossilifères. Il en est de même des roches du terrain carbonifère : les calcaires blancs et tendres de Moscou se retrouvent dans l'Oural avec les mêmes fossiles (productus gigas et spirifer mosquensis) , mais sous la forme de calcaires durs, foncés et cristallins, u métamorphifroe Cependant le métamorphisme régional n'est pas exclusivement

^ Après avoir enlevé par un acide les carbonates de chaux , on a dosé le carbone par Toxyde de cuivre, comme dans les analyses organiques.

' On peut même croire que la matière bitumineuse, constatée par M. Delesse dans la protogyne du Mont-Blanc, est d*origine organique.

' Rassia, 1. 1, p. 4oa , &38 et 465.

restreint aux étages les plus anciens, et, d'un autre côté, il ne nestpM

1, . . A • ■ 11 . en rdatioo omutante

eur appartient pas nécessairement. Ainsi, dune part, on trouve avec randenneté

des schistes devenus cristallins jusque dans les couches à bélemnites, et même jusque dans le terrain nummulitique (comme dans les Grisons^). D'un autre côté, certains dépôts siluriens sont à peine modifiés, même dans leurs couches inférieures, ainsi qu'on le voit en Russie, en Suède, aux Etats-Unis^.

L'état si remarquablement cristallin de beaucoup de terrains paléozoïques ne doit donc pas être attribué exclusivement, ainsi qu'on l'a prétendu, à certaine condition générale qu^aurait présentée le globe à l'époque de leur dépôt, mais bien à des actions particulières qui ont affecté certaines régions préférablement à d'autres.

.CHAPITRE m.