CHAPITRE XI

opposent contre le métamorphisme des schistes cristallins. D’antres ne prennent pas les choses de si loin; ils aflinncnl simplement que le granit lui-méme étant liquélié, il n’aurait jamais pu causer une transformation d’une étendue aussi puissante. Les schistes cristallins, en effet, constituent des assises qui sont loin d’étre minces. Ils ont une épaisseur considérable; dans les Alpes, par exemple, ils atteignent à une puissance de plusieurs mille pieds, et s’étendont horizontalement sur la plus grande partie de la Scandinavie et de la Finlande. Quelle immense quantité de chaleur eût été nécessaire pour ramollir des masses si considérables! Comment le granit qui n’est pas beaucoup plus puissant, aurait-il pu la produire? Comment aurait-il pu la conserver tout en rayonnant constamment pendant la série de siècles nécessaire pour la production des matériaux de ees roches énormes? Pour mon compte, j'avoue que je ne saurais répondre à ces objections, et que, tant qu’elles seront là, il sera toujours difficile d’admettre le métamorphisme plutonique des schistes cristallins. De plus, lorsqu'on fait attention à la grande différence qui existe entre des couches de schistes cristallins immédiatement en contact les unes avec les autres, celte difficulté s'accroît encore. En effet, ces couches sont toutes composées des mêmes matériaux provenant des roches plutoniques et ont toutes été formées par le même procédé de décomposition.

Entraînés par des raisons si nombreuses et si puissantes, dos géologues contemporains nièrent aussitôt (pie le métamorphisme lut produit par une action plutonique de chaleur, et ils attribuèrent ses efl'els à d’autres causes, et entre autres au contact prolongé des roches internes et profondes sur les strates de schistes primitivement sédimentaires. Ces savants, dont le géologue norvégien Kcilhau1, peut être considéré comme le chef, sont entièrement persuadés de l’origine primitive ncptunicnnc des schistes cristallins. Ils pensent avoir suflisammcnt démontré, par la présence de quelques fossiles contenus dans les schistes métamorphiques, et placés, soit près des grenats et de la grammatite, soit à l'intérieur des noyaux de trémolitc, que ces schistes n’ont jamais été fondus et qu'ils n’ont même pas été exposés à un degré élevé de chaleur, mais qu’ils se sont formés par voie humide comme tous les schistes. Ils admettent

1 (Consulter sa Gara noritet/icn , 2* cnliicr. Christiania, 1840. In— 4*-

aussi, comme un lait incontestable, que l’action qui a transformé ces sédiments en substances cristallines provient des roches massives ou anormales voisines. Ils s’appuient sur la nature cristalline des schistes dans le voisinage de ces autres masses pour la plupart pluloniqucs, tandis que les memes formations schisteuses éloignées de celles-ci ont conservé leur structure sédimenlairc. Ils citent comme preuve décisive ce fait, que les extrémités d’une strate sédimentaire en contact avec des roches anormales sont devenues cristallines, tandis que sa partie moyenne n’a éprouvé aucun changement.

Ils considèrent encore comme opposé à l’origine plutonique des schistes cristallins le fait souvent observé de couches cristallines et de couches purement sédimentaires alternant entre elles, en sorte que les premières sont souvent au-dessus des secondes; cette disposition ne pourrait exister, si l'état cristallin avait été produit par écbauffemcnt rayonnant de bas en haut,

Ces faits, sans doute, sont d’une grande importance et ne laissent guère survivre le métamorphisme plutonique. Mais enfin, comment un simple contact a-t-il pu produire les effets de métamorphisme sur des étendues aussi considérables, et quels phénomènes causèrent la métamorphose pendant le contact? Tout cela est aussi énigmatique que la théorie plutonique. L'alternance des couches cristallines et sédimentaires, en particulier, ne contribue guère à faire comprendre les actions de contact. Il est vrai qu’elle n'est pas beaucoup plus favorable à la théorie citée plus haut (p. lit.”) et opposée qui considère les schistes cristallins comme d’origine purement plutonique. On conçoit difficilement, en effet, que de vérita- , blés sédiments fossilifères aient pu coexister avec des parties encore liquéfiées de l’écorce incandescente. En présence de ces difficultés, il n’est plus permis de regarder les schistes cristallins comme de formation plutonique primitive. Leur passage aux schistes neptuniens nous force plutôt à admettre un phénomène de métamorphisme. Mais quelle force ou quelle action a causé ce métamorphisme? On ne peut plus guère la mettre en question après les observations précises, répétées presque chaque jour sur les pseu/lonwrphoses ou transformations de certaines substances dans une matière entièrement différente, tout en conservant leur forme. En tous cas, l’eau, avec son pouvoir dissolvant et ses mélanges bizarres, est le seul agent admissible, et. puisque nous voyons encore ces

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transformations s'effectuer du mille façons sous nos yeux, elles doivent, non-seulement s’étre réalisées dans les temps primitifs de la Terre, maisencore.il est très-probable <pie, certaines circonstances y aidant, elles se sont déployées avec une intensité beaucoup plus grande et ont pu produire des effets beaucoup plus considérables. C’est à elle qu'on attribue aujourd'hui les phénomènes métamorphiques les plus importants et les plus étendus, et on n’admet plus qu’un métamorphisme par voie humide. Nous pouvons donc considérer tous les schistes cristallins comme des sédiments d’origine neptunienne, dans lesquels L’eau a introduit toutes sortes de matières étrangères qui ne s’y trouvaient pas d’abord et, avec leur aide, ainsi qu’avec le concours d’actions prolongées pendant des millions d’années, a produit une transformation qui leur a donné une structure cristalline. Dans cette hypothèse, la possibilité ou l’impossibilité, que l’eau, chargée d’agents chimiques, rencontra pour s'infiltrer dans les formations sédimentaires, suffisent parfaitement pour expliquer pourquoi certaines couches ont été métamorphosées, tandis que d’autres sont restées intactes. Du bien l'eau ne put atteindre jusqu’à elles, ou bien celle qui s’y infiltra n'était pas propre, à y développer les phénomènes chimiques de métamorphisme. Elles restèrent cequ’elles étaient primitivement, parce qu’elles se trouvaient hors de la sphère d’action des métamorphoses. D’un autre côté, il ne faut pas oublier non plus que beaucoup de micaschistes ont pu être directement produits par formation neptunienne. Le mica, en effet, résiste mieux que le feldspath à la décomposition et peut donc se trouver à l’état cristallin dans des sédiments terreux. One le sédi- « ruent délayé dans l’eau fût, par exemple, composé de silice avec beaucoup de mica, il formait du micaschiste ; si la silice était presque pure, elle donnait naissance à la quartüte ; était-elle mélangée d’alumine, elle produisait la phtanite et le jaspe ; beaucoup d’argile, mélangée d’un peu de mica, dormait les schistes argileux primitifs et le mica venant à manquer on avait les schistes argileux communs.

Pour expliquer ces schistes, en partie cristallins, il n’est donc pas nécessaire d’avoir recours à un phénomène de métamorphisme, les actions neptuniennes primitives suflisentparfaiternent pour cela. Mais si les agents neptuniens sont réellement les seuls qui aient contribué à leur formation, il devient tout aussi admissible de considérer également tous les autres schistes cristallins contemporains de la même

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époque géologique comme des produits ncptuniciis. C’est à cette solution que nous conduirait probablement une étude approfondie des phénomènes de métamorphisme1.

Du reste, de bonnes observations faites sur l’action que les roches volcaniques, ces niasses dont on ne peut contester l’apparition à l’état de fusion ignée, ont exercée sur les strates neptunicnnes avec lesquelles elles se sont trouvées en contact, nous instruisent avec bien plus de certitude sur la possibilité d'un métamorphisme plutonique et sur son extension irrégulière. Ces recherches ont, en effet, démontré que le basalte et les laves produisent des transformations dans les roches calcaires et argileuses et dans les grès voisins; que le calcaire passe à un état nouveau en partie finement cristallin ; que l'argile se durcit plus ou moins, devient poreuse comme des scories, perd sa couleur et rougit comme la brique artificielle ; et enlin, que les grains de sable, ramollis sur leur périphérie, s’agglutinent plus intimement et prennent une forme que l’on appelle frittée. Mais cette transformation se limite toujours à de faibles épaisseurs en rapport avec la puissance de la roche incandescente ; c’est-à-dire qu’avec toutes les roches clics atteignent de 100 à 150 pieds, et avec les basaltes soulevés en fdons seulement de 25 à 50 pouces’. On a reconnu que les matières incandescentes avaient plutôt pour effet de chasser les parties volatiles que d’introduire de nouvelles substances dans les roches contiguës. Elles produisent donc une transformation de forme plutôt que de composition. Ainsi un des phénomènes les plus habituels consiste dans l’expulsion de l’eau, entraînant à sa suite la contraction des masses et accroissant leur dureté et leur solidité. A ceci vient se joindre une coloration moins foncée produite par l’élimination des matières colorantes

1 Déjà dan* noire précédente édition nous avion* dit que les déductions si pleines de sagacité et si habilement enchaînées que G. Bischof développe dans son excellent Manuel de géologie chimique (Bonn, 11*47-1853; 2' éd. 18ü5-l8(Wi, in-8), ne laissent plus guère douter de l’origine par voie humide du métamorphisme ," depuis lors, de nouvelles recherches sont encore venues renforcer celte opinion. Mais l’auteur va plus loin encore : il essaye de démontrer que toutes les roches cristallines contenant du quartz isolé ont été formées par voie humide, et il n'ftccordc plus que. les roches volcanûpies au plutonisme.

* I, 'action des roches volcaniques incandescentes est limitée à une si faible épaisseur, du moins de haut en lias, que, sur les flancs de l'Etna, de grandes masses de glace soûl restées intactes au-dessous d’une coulée de, lave, bien qu’elles en fussent séparées seulement par une mince couche de débris de roches sans consistance. Broun, Histoire de In nature, i, p. v>‘28.

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organiques volatiles, ou bien encore une sorte de grillage des roches. On a, en effet, constate une coloration plus claire dans les schistes argileux noirs, contigus à des coulées volcaniques ou plutoniques. Une partie de leur matière colorante bitumineuse a été chassée par la chaleur. Mais nulle part on n’a observé des effets d’une grande étendue pouvant rappeler la transformation de strates entières en matières cristallines.

Après ces observations, si on voulait encore conserver la théorie des métamorphoses plutoniques produites par le granit, on ne pourrait les étendre qu’à de faibles épaisseurs, mais jamais à la transformation de puissantes roches, comme on en trouve recouvrant des régions entières sur une vaste surface. On peut donc se demander si la texture schistoïde des ardoises tabulaires et téijulaires, que quelques géognostes désignent sous le nom de fausse stratification' et veulent attribuer à l’action de phénomènes plutoniques, peut réellement être mise à leur compte. Un peut encore moins attribuer à un métamorphisme plutonique l’origine de ces beaux calcaires cristallins, blancs, saccharoïdes qui, sous le nom de marbre, sont connus de tout le monde à cause des emplois multiples auxquels nous les appliquons dans nos œuvres d’art et nos constructions. Les marbres salins, finement grenus, de Taros et de Carrare, auxquels l’Europe civilisée emprunte depuis des siècles cette belle matière avec laquelle elle a produit les œuvres les plus parfaites de l’art, sont bien certainement, quant à leur forme, d’origine métamorphique’. Mais tout le monde admet que la transformation a été causée par l’eau et non par le feu.

La transformation des terrains primitivement sédimentaires est encore beaucoup plus profonde, lorsqu'elle ne s’arrête pas à une simple modification extérieure de structure, mais introduit ou chasse des matières. Ce phénomène s’effectue toujours par voie humide sous la forme d'un échange successif et très-lent.. L’eau y joue le

1 Un appelle fausse stratification une disposition de la substance de certaines roches consistant en ce que le lil suivant lequel elles se débitent n’est pas parallèle avec la surface réelle tle stratification, mais la coupe sous un angle donné, circonstance qui se réalise toujours dans les ardoises.

3 D’après des recherches «le Fr. Iloriiiiaiiii, continuées depuis, le marbre de Carrare est un calcaire jurassique qui appartient à la partie supérieure de ce terrain et doit être placé immédiatement au-dessous des schistes lithographiques. Voir ses Observations gêognos tiques /tendant un voyage en Italie et en Sicile, publiées par de Dcchcn. Berlin, 1839. Iii-8.

rôle (Tarent intermediaire; elle apporte les substances alcalines, les acides et les carbonates solubles, ou entraine avec elle ces éléments. 11 faut donc avant tout que les matières soient pénétrables. Les fentes, les crevasses, les fissures, les joints sont les chemins par lesquels l’eau s'introduit et s’infiltre de tous côtés le long des surfaces de stratification. Il arrive souvent que les nouvelles substances ne se fondent pas dans un mélange homogène, mais qu’elles se séparent, isolées sur des points particuliers. Lorsque l’eau pénètre par des filons ou des fentes verticales, les parois seules de la roche matrice se transforment en une nouvelle matière, soit que le fjon resté ouvert jusque-là se remplisse du produit métamorphique, ou que la matière de remplissage, qui s’y trouvait, entre avec la roche matrice dans un rapport [dus direct, en sorte qu’il s’y fasse un échange des deux substances qui efface la différence de composition existant entre elles. Ce phénomène s’est produit d’une manière très-générale sur les points de contact des formations plutonicnncs et neptuniennes. Au contraire, lorsque la substance infiltrée est gazeuse et chemine librement par toutes les fissures et dans tous les sens, elle peut pénétrer dans toute la masse sédimenlairc et opérer une transformation minérale complète. Mais, circonstance encore plus singulière, il peut arriver (pie des éléments métamorphosés et des éléments inlacls nettement séparés se disposent en assises et en couches alternant régulièrement et correspondant à des centres d’action distincts. Ces deux cas se présentent dans la formation du ÿi/pse cristallin. Le premier a produit les puissantes masses gypseuscs relevées verticalement comme un mur que l’on rencontre dans les schistes cuivreux ; le second, les minces assises de gypse fibreux situées entre les marnes irisées du kcuper. Un pense que de puissantes émanations d'hydrogène sulfuré pénétrèrent les sédiments stratifiés, se changèrent en acide sulfurique, en se combinant avec l'oxygène de l’air, cl transformèrent une partie du carbonate de chaux en anhydrite privée d’eau ou en ijyiise hydraté. On explique aussi de la même manière la métamorphose ncplunicnnc de la dolomie : an fait infiltrer dans les carbonates de chaux stratifiés des eaux chargées de carbonate de magnésie, entre lesquels s’effectue un échange; une partie du calcaire est emportée et une quantité correspondante de magnésie déposée. L. de Buch est le premier qui ait proposé cette explication. Considérant avec le regard de

CHAl'ITRE XI.

i’Iiouimc de génie les connexions qui existent entre les gisements de inalaphyre augitiquc et de dolomie dans le Tyrol, il émit l’assertion que des masses de magnésie avaient probablement envahi à l’état de vapeur le calcaire stratifié et s’étaient combinées avec lui par un échange de substance. Cette hypolhàsc souleva des objections de la part des géologues, qui prouvèrent l’existence de fossiles dans la dolomie, et de la part des chimistes, qui contestaient que la magnésie pût exister à l’état de vapeur. Des deux côtés ils déclaraient que la dolomie est un produit neptunien, tandis que d’autres savants la considéraient comme d’origine plutoniquc et soulevée des profondeurs à l’état de fusion ignée, comme le calcaire grenu. Cette controverse, sur la genèse métamorphique neptunicnne ou plutonique de la dolomie, se continua longtemps et avec une grande vivacité ; mais elle est actuellement terminée en faveur de la première hypothèse. Bischof, cet observateur sagace, a prouvé que le carbonate de magnésie, qui, avec le carbonate de chaux, compose la dolomie, a été apporté par l’eau de haut en bas et que 1a transformation du calcaire en dolomie a marché dans la même direction, suivant peu à peu l’envahissement de l’eau. D’accord avec l’opinion de de Buch, il fait venir la magnésie des porphyres augi; tiques, la considère comme un produit de décomposition partielle par voie humide et justifie ainsi entièrement l’hypothèse que L. de Buch avait devinée par intuition, bien qu’il fasse agir eu sens inverse le procédé. La dolomie n’est donc pas un produit direct de la mélaphyre cl reste cependant une roche métamorphique. Sa genèse expliquée si ingénieusement a donné le coup de grâce à la théorie des grandes révolutions dans le monde inorganique et restera pour la postérité le plus grand titre de gloire du premier de nos géologues nationaux et inscrira son nom en lettres immortelles dans l’histoire de la science1.

il est inutile d’entrer dans de plus longs détails pour dire que les nombreux phénomènes de métamorphisme existant sur les limites

* Consulter Bischof, Géologie chimique, u, p. *279 et 1090, 2* éd., m, p. 50. La unturc cristalline de la dolomie est le résultat du métamorphisme, comme celle du marbre. Sa structure cellulaire et souvent rude (d'où son nom de rnuhwackc ) s’explique par uneperle de substance causée par les eaux dans le calcaire, lorsqu'elles échangeaient In magnésie contre la chaux. Cependant Durocber, s’appuyant sur scs expériences, croit devoir accepter la métamorphose plutonique. de la dolomie et donndr raison à l'ancienne théorie des vapeurs de magnésie. Comptes rendus, etc., toen. XXXIII, 1852, et Archives de pharmacie, mais 11152.

du contact des roches platoniques et nepLunicnncs s’expliquent par le même procédé que la formation de la dolomie et que l’échange de substance, qui a eu lieu incontestablement sur ces points, s’est effectué par voie humide. Dès que l’on veut bien considérer le plan de fracture comme la route par laquelle les eaux ont pénétré, on comprend aussitôt qu’il a dû s’y produire des phénomènes semblables à ceux qui ont amené la dolomisation du calcaire et, par conséquent, toute hypothèse, faisant arriver des matières terreuses et des silicates en fusion et à l’état de vapeurs, est tout aussi inutile (pie la théorie pluloniquc pour expliquer la formation des calcaires grenus ou la métamorphose analogue de la dolomie. Ce sont les eaux de pluies qui ont causé ces métamorphoses. Elles ont dissous et entraîné avec elles des carbonates de toutes sortes pour les transformer en silicates et faire des échanges auxquels prirent part la silice et les oxydes métalliques des formations issues de ces métamorphoses. Les matières de remplissage des filons aussi, bien qu’elles ne soient pas d'origine contemporaine mais ont été injectées postérieurement, n’ont pu être apportées là (pic par voie humide, ainsi (pi’il est indubitable aujourd'hui pour les liions quartzifères (p. 140, note). Que des vapeurs d’eau chargées d’acide et de sels volatils aient pénétré de bas en haut dans ces fentes, ou bien que des eaux de pluie froides et riches en acide carbonique s’y soient lentement infiltrées, il dut toujours se produire une décomposition de la roche matrice de la fente; l’acide silicique demeura en partie dans la solution cl en partie se précipita, ainsi que les éléments métalliques des bases, pour former les nouveaux composés qui constituèrent la matière de remplissage du filon. Beaucoup, sinon la plupart des liions, peuvent donc être considérés comme des produits, dont la formation est due à une action de métamorphisme.