VI. Formation de cristaux a la suite de réactions

ACCOMPLIES A l'INTÉRIEUR d'uNE MASSE VITREUSE. — On pCUt

par voie de fusion ignée, sans fondant d'aucune nature, reproduire les minéraux cristallisés des roches éruptives. Dès 1866, Daubrée a reconnu que si, après avoir fondu des roches naturelles, on les soumet à un recuit convenable, la roche se régénère et donne un produit ne présentant, avec la matière de laquelle on est parti, que des différences de détails peu importantes et provenant, sans nul doute, de ce (|ue la formation de la roche s'est effectuée dans des conditions thermiques toutes différentes ; il obtint par exemple, dans ses expériences, des échantillons visibles à l'œil nu de péridot, de pyroxène, d'enstatile.

MM. Fouqué et Michel Lévy, dans une longue et importante série de recherches commencées en 1878, ont démontré qu'un magma vitreux qui passe lentement par des températures graduellement décroissantes peut fournir plusieurs espèces. Les silicates cristallisés sont toujours un peu moins fusibles que les verres qui proviennent de leur fusion, de sorte qu'il suffit de maintenir pendant quelque temps une

masse vitreuse à une température légèrement supérieure à celle de sa fusion pour voir qu'elle se dévitrifle, c'est-à-dire qu'il s'y développe des éléments cristallins. En outre, comme les diverses substances qui peuvent se produire aux dépens d'un même magma vitreux ne possèdent pas toutes la même fusibilité, il en résulte que si l'on soumet un verre à une série de températures décroissantes, tout en restant supérieures à celles de sa fusion, les divers minéraux capables de se former prendront naissance les uns après les autres, et les moins fusibles cristallisant aux températures les plus hautes, seront moulés, englobés par ceux qui se consolideront postérieurement.

Une masse de substance vitreuse, soumise à un recuit prolongé, perd par suite sa transparence ; le culot prend une cassure inégale, un aspect rugueux et parfois, dans les soufflures, on observe des géodes formées de divers éléments cristallographiquement déterminables. Les substances ainsi produites peuvent être très simples ; c'est ainsi que MM. Fouqué et Michel Lévy ont constaté que, lorsqu'on soumet au recuit un verre très siliceux et chargé de fer, il donne naissance à la formation de lamelles hexagonales de fer oligùte, au milieu du magma ; avec une composition plus basique^ on obtient surtout du fer oxydulé. Ces savants sont arrivés à reproduire, à l'aide de leur méthode, la plupart des minéraux des roches éruptives.

VII. Formation des minéraux métallifères naturels. — Tels sont les procédés principaux, qui, avec un degré plus ou moins étendu de généralité, permettent de reproduire artiflciellement des cristaux identiques à ceux que nous offrent les gîtes métallifères ; dans un grand nombre de cas au moins, nous devons admettre que les produits naturels se sont formés dans des conditions analogues à celles que nous réalisons dans les laboratoires.

En effet, le remplissage des fentes ou des cavités du sol a eu lieu quelquefois par voie ignée, bien plus souvent par voie humide. Dans le premier cas, certains filons ont pu être remplis par des roches éruptives qui, venant des profondeurs du sol, sont montées dans les fentes ; le minerai s'est alors

40 INTRODUCTION A l'ÉTUDE DBS METAUX

séparé pendant le refroidissement, et on le trouve réparti d'une manière irrégulière en cristaux isolés, en grains cristallins, en mouches, en veinules et, quelquefois, dans des géodes tapissées de cristaux. On peut concevoir aussi qu'une éruption liquide, soumise à un refroidissement lent, donne lieu, comme dans les expériences de MM. Fouqué et Michel Lévy, à la formation de substances cristallisées ; d'ailleurs les minéraux des roches éruptives ne se sont pas formés tous pendant le refroidissement de la masse fondue, certains d'entre eux proviennent d'imprégnations de la roche, ou bien résultent d'actions métamorphiques ultérieures.

Le plus ordinairement, le remplissage des filons est une conséquence de la circulation, à l'intérieur des cavités, d'eaux minérales qui, venues chaudes des profondeurs du sol, contenaient de nombreuses substances dissoutes ; tantôt elles oftt circulé lentement dans les fissures, en déposant peu à peu contre leurs parois les matières dont elles étaient chargées, jusqu'à ce qu'à la suite du dépôt de couches successives, la cavité se soit complètement remplie ; tantôt la cristallisation s'est effectuée dans des solutions concentrées, enfermées dans des cavités closes, et il en est résulté des géodes dont les parois sont tapissées de cristaux plus ou moins nets. Dans bien des cas, il y a eu réaction entre les éléments de la roche qui constitue les parois de la fente, et les liquides qui s'y mouvaient, ou bien encore entre des solutions de compositions différentes qui étaient venues s'y mélanger; ces réactions ont donné lieu à la formation de produits insolubles, ou peu solubles, qui se sont déposés et qui, ultérieurement, ont pu cristalliser sous l'une ou l'autre des influences que nous avons signalées.

Des éléments minéralisateurs peuvent en eflet se trouver en contact avec ces substances, et H. Sainte-Claire-Deville a fait remarquer que ces agents sont compatibles avec l'eau, même le fluorure de silicium ; la vapeur d'eau n'annule ni ne diminue jamais leur action spéciale, et cette circonstance permet de les faire entrer au nombre des causes auxquelles sont dus les phénomènes de la géologie. D'autre part, les chlorures sont très fréquemment au nombre des matières

LES METAUX GONSlDÉRés EN EUX-MÊMES 41

dissoutes dans les eaux minérales, et dans ses Réflexiom sur les vokam, publiées en 1823, Gay-Lussac observe que le sel marin, mis en présence de silicates, est décomposé par la vapeur d'eau, avec dégagement d'acido chlorhydriqne. Cette observation suffirait pour rendre compte de la présence de cet acide en bien des points de Tintérieur du soL et ce gaz rencontrant de la lluorine, qui fait partie de toutes les gangues des filons, peut, à température plus ou moins élevée, donner lieu à des vapeurs contenant du fluor. On sait du reste que les substances volatiles que dégagent les roches éru pli vos renferment des vapeurs de chlorures métalliques, de Thydrogène sulfuré, des acides chlorhydriqne et carbonique, de la vapeur d'eau et des composés fluorés, en proportions qui varient avec leur température. Les phénomènes de cristallisation peuvent donc se produire, à Tintérieur des filons, avec le concours de pressions et de températures plus ou moins considérables, soit par voie de dissolution, soit par l'action des divers agents minéralisateurs.

Les eaux minérales imprégnées par les fumerolles volcaniques, qui, dans les couches profondes de la terre se sont échauffées et chargées de substances diverses, possèdent ellesmêmes une activité minéralisatrice qui se traduit de la façon la plus nette dans les dépôts actuels qu'elles produisent. Des sources ferrugineuses coulant sur des terrains chargés de matières organiques dont la décomposition dégage de l'hydrogène sulfuré peuvent engendrer de la pyrite, et quelquefois Taction des eaux a lieu en un temps relativement court qui permet de la prendre, pour ainsi dire, sur le fait ; c'est ce qui est arrivé à Plombières et à Bourbonne-les-Bains par exemple.

A Plombières, les sources, dont la température est de 73 degrés, jaillissent aux salbandes de filons de quartz et de fluorine contenant de la barytine, de la pyrite, de l'hématite rouge, etc., et traversent des granités ; les Romains avaient capté ces sources à l'aide de murs et d'une nappe de béton formé de fragments de brique et de grès bigarré avec ciment calcaire. En y pratiquant des fouilles, Daubrôe a trouvé briques et mortier complètement transformés par les eaux qui. elles, contiennent des fluorures, du silicate de potasse, etc. ; par-

tout les cavités étaient recouvertes d'enduits mamelonnés, parfois cristallisés, dans lesquels il a reconnu beaucoup de zéoliie^ ; sur un coq romain en bronze demeuré enfoui pendant plus de quinze siècles se trouvaient des petits cristaux de sulfure de cuivre rhomboldal (Chalcosine),

A Bourbonne, c'est au fond d'un ancien puits romain, mis à sec pour l'exécution de sondages, que Daubrée a examiné une boue argileuse noire dans laquelle étaient enfouis divers objets de bronze, d'argent et d'or ; leur surface était couverte de minéraux bien cristallisés, chalcosine, covelline^ phiUipsite, cuivre gris, galène, anglésite, chlorure de plomb, etc., produits par les sources à une température de 60 degrés environ, et qui étaient accompagnés de toutes sortes de zéolites formées dans les cavités du mortier.

Ainsi, nous le voyons, à température peu élevée et à la pression ordinaire, les eaux minérales peuvent former des subtances métallifères cristallisées ; à l'intérieur du sol, où la température est plus élevée et la pression plus forte, les choses ont pu se passer comme dans les tubes de de Sënarmont : soit en présence de l'eau, soit en son absence, les minéralisateurs ont accompli, dans les fentes ou dans les fissures du sol, leur œuvre de déplacement et de cristallisation de diverses substances ; enfm la voie sèche a pu, elle aussi, donner lieu à la formation de cristaux par l'un ou l'autre des mécanismes que nous avons indiqués.

Il résulte de ce qui précède que si jusqu'à ce jour lexpérimentation n'a fourni que peu de documents relatifs au mécanisme chimique du métamorphisme, elle a conduit cependant à reproduire les minéraux des gîtes filoniens et à jeter la lumière sur la façon dont les minerais naturels se sont formés, aux différentes époques géologiques, dans les profondeurs du sol.