ROCHES SILICEUSES

Quelles sont maintenant les métamorphoses subies par les roches siliceuses qui composent une grande partie des terrains stratifiés? Ces roches sont essentiellement formées de débris remaniés de quartz ou de silice, qui est à différents états, et qui provient des matériaux composant Técorce terrestre ; toutefois, il est rare qu'elles ne soient pas plus ou moins mélangées de parcelles calcaires ou argileuses, qui tendent alors à apporter quelque complication dans le métamorphisme.

Si nous considérons d'abord les roches siliceuses regardées comme étant à Fétat normal, nous verrons que le quartz y cristallise avec la même facilité que la chaux carbonatée. On sait, en effet, que les cavités des silex et des grès sont souvent tapissées de cristaux très-limpides de quartz. La formation de ces cristaux s'explique aisément par la solul}ilité de la silice dans Peau.

CRËS CHISTAI^LIN.

Le quartz peut, d'ailleurs, se déposer en cristaux dans les terrains stratifiés ; et déjà nous Tavons signalé dans le gypse et dans les caillasses. M. Naumann a constaté également que des couches de sable appartenant au terrain à lignite de l'Allemagne soat entièrement formées de grains cristallins de quartz. De plus, il a observé des grès qui présentent absolument la

même particularité. Chaque grain de quartz est alors un cristal, quelquefois même il est complet ; ses faces sont seulement oblitérées vers le contact avec les grains voisins. Les grains qui sont le mieux cristallisés ont la forme d'un prisme hexagonal régulier, et portent aussi des troncatures sur les arêtes moyennes. Parmi les grès cristallins, M. Naumanncile le millstone gris et le grès carbonifère d'Ecosse, le grès des Vosges et le grès bigarré signalé déjà par M. Élie de Beaumont, le quadersandstein, et enfin certains grès tertiaires. Le grès quartzeux et cristallin se retrouve donc dans toute la série des terrains. ,

La formation de ces grès se laisse expliquer de deux manières. D'abord le quartz a pu se déposer lentement au fond de l'ëau et cristalliser par précipitation chimique; c'est ce quia dû avoir lieu notamment quand le quartz est en petits cristaux isolés et non cimentés. Mais cette hypothèse n'est pas admissible lorsqu'il s'agit degrés dont les grains atteignent de grandes dimensions et ont visiblement été roulés. Ainsi le grès bigarré et surtout le grès vosgien sont des roches élastiques : par conséquent, lorsque leurs grains de quartz présentent une forme cristalline, elle doit provenir d'une cristallisation postérieure à leur dépôt. L'oblitération des faces des cristaux au contact des grains s'explique alors aisément; taudis qu'en supposant undépôt chimique, les grains auraient dû conserver leurs faces, môme près du contact. Les considérations déjà développées à plusieurs n'prises dans vu Mémoire [Kiniiedciil, d'ailleurs, dcî comprendre cette crislallisalion postérieure du quartz, môme dans les roches qui ne sont pas regardées comme niétamorphiqu(?s. En effet, l'examen de certains grès ou poudingues, notamment de ceux du grès vosgien, montre que, dans l'intérieur de la terre le quartz peut être ramolli, et qu'il acquiert même une certaine plasticité. Sous l'influence des fortes pressions qu'il supporte, il se laisse alors déformer, et il s'écrase comme une matière pâteuse; par suite, sa structure cristalline doit se développer. En même temps ses grains se soudent facilement l'un à l'autre. Je pense que le plus souvent la cristallisation du quartz dans les grès résulte d'un ramollissement qui aurait été opéré par

Peau et par la pression, de manière à permettre le jeu des actions moléculaires'.

Les roches de quartz semblent, d'ailleurs, cristalliser plus facilement que les autres roches stratifiées ; car les grès cristallins sont quelquefois associés à des calcaires et à des argiles qui ne portent aucune trace de métamorphisme et qui sont même à Tétat normal.

SCHISTE SIIilCBVX.

Les roches siliceuses qui sont schisteuses peuvent devenir très-compactes, et même elles passent au schiste siliceux ; mais, quelle que soit leur richesse en silice, leur métamorphisme ne diffère pas de celui que le schiste proprement dit éprouve dans les mêmes circonstances, et nous nous en occuperons avec les roches argileuses.

QVAHTZITB.

Lorsque les roches siliceuses sont soumises à un métamorphisme plus énergique, la silice se change en quartz hyalin, et, de plus, il se développe d'autres minéraux, notamment du mica. Laroche qui se forme ^lors est le quartzite. Elle se présente en couches qui ont conservé leur stratification et quelquefois même une grande régularité. Elle esl habituellement associée aux schistes cristallins et aux roches métamorphiques les mieux caractérisées.

Son examen minéralogique montre que le quartz du quartzite est en petits grains hyalins, cristallisés, qui sont tantôt soudés l'un àTautre et tantôt s'égrènent avec facilité.

Le mica esl le minéral qui caractérise par excellence le quartzite, car il le distingue du grès cristallin. Bien que ses lamelles soient parallèles à la stratification, elles n ont pas été déposées par Teau, et elles ne proviennent pas de la destruction des roches granitiques ; elles ont des caractères tout différents de ceux

* Recherches sur l'origine des roches : Bulletin de la Société géologique^ 2« série, t. XV, p. 752.

qu'offre le mica de ces roches, et elles se sont développées par métamorphisme au moment où le quartz a lui-même cristallisé. Le mica du quartzite présente une couleur blanche, rougeâtre, grise ou verte ; son éclat est nacré et soyeux. 11 est très-doux au toucher, et quand sa ^couleur est verte, il ressemble beaucoup au talc, avec lequel on Ta souvent confondu. Ses lamelles peuvent être très-petiles et surtout extrêmement minces. Ce mica est une variété de damourite ou de séricite.

Parmi les gisements dans lesquels le quartzite est bien caractérisé et résulte visiblement du métamorphisme, je citerai la Furka, entre le Grimsel et Hospenthal Du reste, il se rencontre fréquemment dans toutes les contrées classiques pour le métamorphisme, les Alpes, la Bretagne, les Pyrénées, l'Ecosse, rirlande, la Scandinavie, le Brésil.

MICASCHISTE QUAJITZBUZ.

Le micaschiste quartzeux est encore une roche éminemment siliceuse et qui résulte d'un métamorphisme énergique.

Son gisement indique bien qu'il provient d'une roche stratifiée, et l'on peut facilement s'en convaincre dans les Alpes. Il forme, en effet, des bandes continues et assez régulières qui s'observent sur de grandes distances et qui sont souvent voisines des roches granitiques. Quelquefois la présence de cailloux roulés, qui sont encore reconnaissables, vient démontrer son origine sédimentaire. Il passe à des roches arénacées qui peuvent être argilo-siliceuses. En tout cas il est généralement associé aux roches métamorphiques dans lesquelles la structure cristalline est le plus développée.

Le mica se montre en veines régulières qui ne sont pas toujours dirigées dans le sens qui parait correspondre à la stratification.

Le quartz du micaschiste quartzeux est hyalin, blanc ou grisâtre. Tantôt il présente de petits grains accolés; tantôt, au contraire, il s'est réuni en nodules plus ou moins gros; leur diamètre peut atteindre exceptionnellement un mètre.

Deux micas se sont ordinairement développés dans le mica

schiste. Le plus abondant est un mica dit à base de potasse. Sa couleur est blanche, grise ou verte. Son éclat, qui est nacré et soyeux, n'est pas vif et métallique comme dans les rocheis granitiques. Bien que ses lamelles soient très-minces, elles atteignent de grandes dimensions ; elles peuvent être plissées et gaufrées ; elles s'engagent de la manière la plus intime dans le quartz, mais elles se reploient autour de ses nodules qu'elles contournent.

Le mica ferro-magnésien s'est aussi développé dans le micaschiste quartzeux, lorsqu'il est très-cristallin. Ses paillettes sont petites, mais nettes. Il présente à peu près les caractères qui lui sont habituels ; il a une couleur noire, brun tombac ou vert foncé^ qui permet de le distinguer facilement du mica à base de potasse.

La composition du micaschiste varie dans des limites assez étendues ^ Sa teneur, en silice notamment, est comprise entre 85 et 45 pour 100. Plus il renferme de mica, plus il était mélangé de parcelles argileuses et plus il est pauvre en silice. Les variétés contenant beaucoup de quartz dérivent de roches siliceuses ; celles qui en contiennent peu dérivent, au contraire, déroches argilo-siliceuses. Le micaschiste représente donc un des termes extrêmes du métamorphisme, et il s'est produit à la fois aux dépens des roches siliceuses et des roches argileuses.

Le micaschiste diffère d'ailleurs du quartzite par une plus grande proportion de mica, et ces deux roches sont traversées fréquemment par des veines ramifiées de quartz hyalin ; par conséquent il est bien visible que la silice était en grand excès au moment où leur structure cristalline s'est développée.

Parmi les minéraux qui se sont formés dans ces roches siliceuses métamorphiques, mentionnons spécialement lejdisthène, la staurotide, le grenat, l'andalousite, la chlorite, l'amphibole (hoi^nblende, actinote), le graphite, le corindon, l'épidote, la tourmaline. Ce sont les minéraux trouvés déjà dans le calcaire métamorphique ; mais ceux qui étaient à base de chaux sont devenus très-exceptionnels, lorsqu'ils n'ont pas entièrement dis-

* Bischof : Lehrbuch der chem. Géologie, II, 1442. *

paru. D'un autre côté, il est très-remarquable que les minéraux du micaschiste ne soient pas riches en silice, bien qu'ils aient cristallisé en présence d'un excès de quartz. Je ferai observer même que ceux d'entre eux qui paraissent plus particulièrement associés au quartz sont peu silicates, comme les micas, le disthène, la staurotide, l'andalousite, le grenat, l'hornblende, etc.

La formation du micaschiste quartzeux peut s'expliquer en supposant qu'il provienne d'une roche siliceuse qui aurait été mélangée d'argilite ou de débris de roches micacées ; en effet, celte roche renfermera, par cela même, toutes les substances nécessaires à la cristallisation des minéraux qui ont été énumérés. Il est possible, cependant, que la composition chimique de la roche ait été modifiée, dans une certaine mesure, au moment du métamorphisme, soit par l'élimination de certaines substances, soit, au contraire, parTintroduction de substances provenant des roches voisines. Cela semblerait même résulter de ce que la structure cristalline du micaschiste est très-développee, car les substances qu'il renferme se sont groupées et réunies en cristaux qui atteignent souvent de grandes dimensions, et qui sont répartis d'une manière très-inégale; elles pouvaient donc cheminer dans le micaschiste ou dans les roches voisines, et se déplacer avec une grande facilité.

L'association du quartz avec des minéraux pauvres en silice exclut, d'ailleurs, l'hypothèse d'une fusion ignée. Toutefois, le micaschiste a été amené à l'état plastique, et les actions moléculaires qui ont déterminé la cristallisation de ses minéraux devaient nécessairement être très-puissantes.