CHALEUR ET EAU, COMME CAUSES DU MÉTAMORPHISME

sition de remblais puissants, comme le sont certains terrains stratifiés, a pu souvent suffire pour déterminer le réchauflement notable des masses inférieures, postérieurement à leur dépôt, surtout aux époques où Taccroissement de la chaleur, selon la verticale, suivait une loi beaucoup plus rapide qu'aujourd'hui.

On peut ajouter une observation : actuellement que le fond d'une grande partie de TOcéan ne parait pas dépasser la température de trois ou quatre degrés, par ce fait seul qu'un dépôt sédimentaire serait înis à sec dans les régions tempérées, et que sa surface gagnerait par conséquent quelques degrés de température moyenne, tous les points situés sur une même verticale devraient également augmenter de température.

Ainsi la propagation régulière de la chaleur du globe a pu agir sur des terrains entiers et y produire graduellement la transformation qu'Élie de fieaumont a caractérisée par le nom de métamorphisme normal.

À part les eflets de cette cause générale et en quelque sorte latente, il est des parties circonscrites où la chaleur s'est portée très-près de la surface, notamment à la suite des roches éniptives. De là, des centres particuliers autour desquels la chaleur interne est venue produire le métamorphisme accidentel ou de juxtaposition.

Tout en faisant une part aux émanations calorifiques protenant des régions profondes du globe, il est une cause de chaleur plus immédiate et plus générale, qui a dû présider à la transformation des roches et à l'apparition des nouvelles espèces minérales. Elle consiste dans les actions mécaniques

pir suite de cette éléT&tion ultérieure de température. (Leonhards Jahrbuch, 1838, p. 98, et 1839, p. 347.)

Ufond de la mer étant i une basse température, on ne pouvait admettre le réchaufteeat des couches sédimentaires dans les termes où lavait indiqué llutton.

* D'après la remarque de John Herscbel. Notice préâtée.

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mêmes qui ont marqué leurs traces sur de puissants massifs, par des ploiements et des contournements de couches, ainsi que par Tapparitionde la texture schisteuse. Les expériences que j*ai faites sur la chaleur qui a pu se développer ainsi dans l'intérieur des roches seront mieux placées dans la seconde section de cet ouvrage, où il sera question des phénomènes mécaniques (chapitre IV).

Enfin, il ne parait pas douteux que, dans certains cas, ces sédiments se soient modifiés par des actions hydrothermales ou autres, immédiatement après leur formation, c*estrà-dire avant qu'ils fussent profondément enfouis sous d'autres dépts.

Toutefois, des raisons très-puissantes font croire que, dans aucun cas, ce n'est la chaleur seule qui a agi. Lors même que la température fût devenue assez haute dans les roches transformées pour en opérer le ramollissement, ce qui est le plus souvent tout à fait improbable S elle serait insuffisante pour rendre compte de la diversité des eflels constatés. Les observations suivantes le prouvent :

Si la chaleur interne du globe est la cause des modifica* tions qu'on observe dans des terrains dont la puissance dépasse souvent mille mètres, comment cette action s'estelle étendue sur une telle épaisseur? Pourquoi, au moins, n'est-elle pas, d'après les lois connues de la [propagation do la chaleur et à raison de la faible conductibilité des roches, d'une énergie incomparablement moindre dans les parties éloignées que dans les parties voisines de la surface d'ar* rivée? C'est pourtant ce qui n'existe pas, et la grandeur, comme l'uniformité des effets produits dans des massifs montagneux entiers, est un phénomène des plus frappants*.

* VH. Biscliof et Duroclier ont insisté sur des arguments de ce penre.

' Souvent aussi dans le métamorphisme de juitaposition, ce n*est pas dans lea parties les plus voisines du contact des roches éruptivcs que les effets ont été le plus éocr* giques ; V. Durocber a donné divers exemples de ce genre.

CHiLKDR hl EAU, COMME CAUSES DU MÉTAMORPHISME. 141

De plus, si, laissant de côté les relations d'ensemble, on passe aux faits de détail, on trouve encore, dans le mode d*agencement des minéraux des roches métamorphiques, une foule de circonstances d'association ou de gisement qui empêchent d'admettre pour ces minéraux une origine due à la chaleur seule.

Pour en citer un exemple, je rappellerai le fait si fréquent de la cristallisation de silicates alumincux, comme la chiastolite et la staurotide, au milieu de phyllades fossilifères, et celles du grenat, du pyroxène, du feldspath ou de Talbite, dans des calcaires également d'origine sédimentaire, qui souvent même ne sont pas sensiblement modifiés.

La chaleur, puis la cristallisation qui est la conséquence du refroidissement, peuvent, il est vrai, opérer des départs ou liquations entre les substances qui étaient primitivement dissoutes Tune dans Tautre ; c'est ainsi que le carbone se sépare de la fonte, en cristaux, à 1 état de graphite. Mais l'expérience directe ne nous montre rien d'analogue au développement, sous l'action de la chaleur, de cristaux isolés de grenat, de pyroxène, de feldspath, de disthène, dans une gangue calcaire, qui n'a pas même été ramollie, et qui, selon toutes les apparences, n'a été que trèsfaiblement échauffée ^

On conçoit que des actions lentes, comme la nature en emploie si souvent pour élaborer les produits minéraux, soient capables de bien des résultats que l'homme est impuissant à imiter ; mais a-t-on le droit de chercher exclusivement dans la durée du temps et dans des causes vagues, pour ainsi dire

* L'association du graphite à des silicates à base de protoxyde de fer, comme le mica ei l'amphibole, ne doit pas avoir pris naissance, comme Ta remarqué II. Bischof, à une tempéntnre très^ievée {Géologie, t. Hi p. 60) ; car il en serait résulté une production, an moins partielle, de fer à l'état métallique.

La présence fréquente du graphite dans le calcaire conduit encore M. Bischof à la ïïéae conclusion car cet deux corps réagissent l'un sur l'autre k une haute tempéntoR.

occultes, des explications que rien d'ailleurs ne justifierait ?

Un même minéral peut se rencontrer parfaitement isolé et cristallisé au milieu de matrices très-diflerentes : la tourmaline» le mica, le feldspath, le grenat, l'épidote, par excm* pie, se présentent souvent avec les mêmes caractères, au milieu du quartz et dans le sein du calcaire ou de la doloniie. Cette indépendance des silicates vis-à-vis de leur gangue parait aussi annoncer que les minéraux ne sont pas de simples produits de liquation, car des milieux aussi différents n'auraient pas sécrété des composés identiques.

Partout, d'ailleurs, on rencontre dans les roches métamorphiques des minéraux très-inégalement fusibles, qui ont cristallisé dans une succession tout à fait opposée à l*ordre de leur fusibilité. *

Des arguments de nature diverse s'opposent donc à ce qu^on admette qu'un métamorphisme, n'ayant pas d'autre cause que la chaleur, ait donné naissance, dans les roches qui l'ont subi, aux minéraux qu'on y rencontre, même quand ces derniers ne paraissent pas contenir de corps simples, étrangers à la composition normale primitive. Cette conclusion est plus démonstrative encore quand on voit, comme au Brésil, le changement d'état des roches coïncider visiblement avec la présence de corps tout spéciaux qui, selon toute probabilité, n'ont pu venir s'y fixer qu'ultérieurement.

Ma action de eertala«« vapevrs, avUllalres de la

iMNdftMUite. — Si la chaleur seule a été impuissante à produire les effets dont nous venons de parler, son action, aidée de certains corps gazeux ou faciles à réduire en vapeur, deviendra-t-elle alors capable de suffire à leur explication? C'est l'idée qui s'est naturellement présentée la première a l'esprit, car la nature montrait des vapeui*s abondantes et à affinités énergiques, dans les exhalaisons des cratères