Boches de la première période

Andésite à hypersthène.

Les bancs de lave, qui constituent la majeure partie de notre ancienne enceinte de cratère, sont principalement formés d'une andésite finement cristalline, gris clair ou gris brunâtre, qui à Foeil nu montre des cristaux clairs de feldspath et quelques petits prismes foncés de pyroxène, englobés dans une pâle fine, dont les éléments ne se laissent pas discerner. Dans cette lave on peut distinguer deux variétés différentes, une variété compacte^ qui possède parfois des teintes plus foncées et contient ordinairement peu de cristaux de tridymite, et une variété poreuse, généralement très riche en tridymite. Ce minéral se trouve, à Verlaten-eiland, en partie dans de petites cavités, en partie sur les joints de fissure rouge brique, qui divisent la roche en plaques de faible épaisseur.

À Lang-eiland, où la lave est également divisée en plaques, la tridymite tapisse les parois de cavités plus grandes, qui atteignent un diamètre de 5 à 10 millimètres; au pourtour de ces cavités, la roche est parfaitement saine et fraîche, de sorte qu'elles ne peuvent être attribuées à un phénomène d'altération et de dissolution, mais doivent être regardées comme des souillures originelles, produites, au moment de la solidification de la roche, par les gaz et la vapeur d*eau contenus dans là masse demi-fluide.

Les cristaux de tridymite se présentent sous la forme de lamelles simples, hexagonales, limpides, et sous celle de tables mâclées par deux et par trois bien connues, mesurant tout au plus 1 millimètre, mais généralement plus petites. Parfois les cristaux sont colorés en brun à leur surface, par un mince enduit d'oxyde de fer hydraté.

Outre la tridymite, on trouve dans les cavités quelques aiguilles d'amphibole foncée, extrêmement minces, filiformes, reconnaissables au pléochroisme et à la forte absorption.

Un troisième minéral qui se rencontre, quoique très rarement, dans ces cavités, c'est le quartz^ en petits cristaux limpides, où l'on a observé, outre le prisme hexagonal ordinaire et la pyramide, quelques rhomboèdres plus aigus.

Les nombreuses cavités tapissées de tridymite, qui existent dans l'andésite de Lang-eiland, dénotent que, pendant la lente solidification de cette roche, de la vapeur d'eau ou d'autres gaz se sont rassemblés en bulles; en supposant ces bulles simplement composées de vapeur aqueuse, l'eau provenant de la condensation de cette vapeur aurait, sans doute, attaqué la roche encore chaude et dissous de l'acide silicique et quelques autres matières; mais si l'on considère la quantité très minime d'eau qui aurait pu se former dans les cavités par suite de la condensation des bulles de vapeur, et la quantité également très faible d'acide silicique que cette eau aurait pu dissoudre, on jugera très improbable que la tridymite se soit déposée, comme produit de cristallisation, d'une solution aqueuse; elle est en quantité beaucoup trop considérable pour avoir eu une pareille origine.

J'incline donc plutôt à penser que la tridymite a été formée par

la décomposition de composés siliciques volatils, et comme tels le chlorure de silicium et le fluorure de silicium se présentent les premiers à l'esprit, vu que des chlorures et des fluorures existent dans Teau de mer et doivent par conséquent, lorsque celle-ci pénètre par infiltration jusqu'au réservoir de lave, venir en contact avec la roche fondue. On doit admettre que ces combinaisons volatiles de silicium et aussi d'un peu d'aluminium, de magnésium, de fer, etc., étaient dissoutes comme gaz dans la masse fondue, qu'elles se réunirent en bulles lors de la coagulation de la roche, et qu'au contact de l'eau il se fit une décomposition, par suite de laquelle de l'acide silicique se déposa sous forme de tridymite, en même temps qu'une très petite quantité de silicates cristallisa à l'état d'amphibole. Cette hypothèse concernant le mode de formation est appUcable nonseulement à la tridymite des cavités de la roche de Lang-eiland, mais aussi à celle des fissures de la roche de Verlaten-eiland : dans ce dernier cas la tridymite peut diflicilement être regardée comme déposée d'une solution aqueuse, car la vapeur d'eau se serait échappée par ces fissures, avant d'être condensée en eau et d'avoir dissous de l'acide silicique. En supposant au contraire le silicium transformé en chlorure ou en fluorure, le contact de l'eau doit avoir provoqué immédiatement une décomposition, dans les fissures aussi bien que dans les cavités. Dans l'un et l'autre cas, la formation de la tridymite doit donc avoir suivi de très près la solidification de la roche.

Le fait, que dans les roches volcaniques l'acide silicique se trouve si fréquenunent sous la fonne de tridymite, tient peut-être à ce que, d'une solution aqueuse, cet acide cristallise ordinairement comme quartz, d'une combinaison volatile, ordinairement comme tridymite. La température toutefois peut également jouer un rôle, car on sait qu'une solution aqueuse de silicate de soude est susceptible de donner, à des températures différentes, tant des cristaux de tridymite que des cristaux de quailz (94&^).

Les laves anciennes de la pointe nord-est de Krakatau sont en partie compactes, et alors très pauvres en tridymite, en partie criblées de petites cavités, dans lesquelles brillent de jolis petits cristaux de ce minéral.

Au microscope, les variétés compactes et les variétés poreuses donnent à peu près la même image : une pâte, dans laquelle sont dispersés des cristaux de feldspath, d'hypersthène, d'augite et de magnétite.

Les cristaux de feldspath sont limpides et inaltérés, ordinairement aussi très purs, car il est rare d'y trouver des inclusions. Quelquesuns des plus gros offrent assez souvent une striure polysynthétique ; la plupart toutefois ne sont pas striés, mais ils montrent alors fréquemment deux moitiés de mâcle binaire, ou quelques larges lamelles intercalées. Très rarement nous avons réussi à observer une extinction à peu près égale aux deux côtés de la ligne de mâcle; comme, dans ces cas, on constatait une extinction de 16^ à 17°, mais jamais des valeurs plus élevées, de 30"* par exemple, on peut seulement en conclure que ce n'est pas un feldspath très basique, mais un feldspath plus ou moins acide, qui joue ici le rôle principal. Quant à la question de savoir quel est ce feldspath, elle doit rester indécise, car dans des plaques minces on ne peut déterminer la position du plan de section — qui est ici perpendiculaire à la face ooPoo — ou plutôt l'angle que le plan de section fait avec la face oP; or, des extinctions de 16° pouvant, pour des positions différentes du plan de section, se rencontrer chez des feldspaths très différents, l'examen optique ne nous fournit pas le moyen de déterminer avec précision l'espèce du feldspath. Même chez des espèces très basiques, le susdit angle d'extinction peut s'observer; mais comme ces espèces donnent, pour la plupart des positions du plan de section, des angles plus grands, de sorte que ces angles plus grands sont alors la règle, les angles plus petits l'exception, le manque total de grands angles d'extinction, parmi de nombreuses sections feldspathiques, permet de conclure avec beaucoup de probabilité à l'absence d'un feldspath très basique. Une plaque mince de la roche ayant été soumise pendant deux jours à l'action de l'acide chlorhydrique froid, le feldspath avait conservé toute sa transparence et ne montrait à peu près aucune trace d'altération, ce qui indique également qu'il ne doit pas appartenir à l'anorthite ou à la bytownite, mais au labrador ou à un feldspath encore plus acide.

Parmi les inclusions du feldspath on rencontre rarement im grain de magnétite, des. cristaux de pyroxène, des particules /de la pâte et des bâtonnets (microlilhes) d'apatite, tandis que dans quelques fissures se sont déposées des lamelles d'oxyde de fer brun-rougeâlre, celui-ci, bien entendu, comme produit d'infiltration secondaire.

Uhypersthène et Yaugile entrent tous les deux dans la roche, mais la première y prédomine toujoui*s sur la seconde. On est donc en droit de nonmier la roche: andésite à hypersthène; toutefois, on peut employer aussi la dénomination plus générale d'andésite à pyroxène, par laquelle sont désignées toutes les andésites qui renferment comme bisilicate à la fois du pyroxène orthorhombique et du pyroxène monoclinique, ou bien l'un des deux seulement.

Dans les lamelles microscopiques, les deux pyi'oxènes sont faciles à distinguer l'un de l'autre par un assez grand nombre de caractères. En lumière ordinaire, la couleur des sections longitudinales de l'hyper- 'sthène (parallèles à c) varie du brun-verdâtre clair au vert-brunâtre, les sections transversales (perpendiculaires à c) sont toujours jaunebrunâtre; l'augite, au contraire, donne toujours des sections vertes ou vert-jaunâtre. Cela est en rapport avec les couleurs d'axes, qui chez l'hypersthène sont le vert parallèlement à c, le brun parallèlement à a et à 6 ('); les couleurs de faces, ci-dessus indiquées, sont naturellement des combinaisons des couleurs d'axes, de sorte que les sections longitudinales doivent offrir une teinte mêlée de vert et de brun, les sections transversales une teinte brune.

•Dans l'augite on trouve des mâcles binaires et des lamelles mâclées suivant ooPoo, ce qui naturellement ne peut être le cas chez le pyroxène orthorhombique.

Plus haut, j'ai déjà signalé les caractères distinctifs suivants: le pléochroïsme intense de l'hypersthène; les couleurs de polarisation des lamelles très minces, couleurs beaucoup moins vives chez l'hypersthène que chez l'augite; la faible valeur des angles d'extinctton de l'hypersthène entre les niçois croisés, angles qui sont égaux à zéro

(') Dans la suite, a, b et c désigneront toujours les axes cristallographiques, a, b ei c les axes d'élasticité.

lorsque le plan de section est parallèle à l'un des trois axes, et qui restent encore petits même lorsque le plan de section fait déjà un angle notable avec ces directions; chez l'augite on n'obtient Textinction parallèle que lorsque la section a été menée parallèlement à l'axe B, et dès que la section s'éloigne de cette position, les angles d'extinction acquièrent rapidement des valeurs notables, pouvant aller jusqu'à 45"". (Pour les augites des roches néo-volcaniques^ M. WiiK a montré ^Zeitschr. fur Krystallographie, t. VIII, 1883, p. 209" que l'extinction sur ooPob varie, suivant la richesse en fer, entre 42° ^2 et 50"*; dans les lamelles microscopiques, les angles de 50"" font naturellement par suite du manque d'orientation, l'impression de leur complément. Nos sections d'augite donnaient généralement de grands angles d'extinction, de 30** à 45°, et, comme exception, des angles moindre que 30°).

L'hypersthène et l'augite possèdent tous les deux un clivage prismatique ; chez l'hypersthène on trouve en outre un clivage pinacoidal, qui toutefois est moins distinct et manque même parfois.

Les cristaux ont les foimes ordinaires: chez les deux pyroxènes, dans la zone verticale, le prisme et les pinacoides, ces derniers dominants, le premier subordonné; le pointement en toit indique une terminaison pyramidale.

Parmi les inclusions, on rencontre çà et là, dans les deux pyroxènes, des globules de verre avec bulle d'air adhérente, des petits prismes d'apatite et des grains de magnétite ; en général^ les pyroxènes sont très purs, frais et intacts.

Les contours sont parfois bordés d'une ligne noire de petits grains de magnétite.

La magnétite, comme élément disséminé porphyriquement, est peu abondante; elle se trouve tant à l'état de grains que de cristauk, et parmi ces derniers il y a des mâcles suivant la face de l'octaèdre, reconnaissables à leur angle rentrant. Parfois les cristaux sont traversés d'un petit prisme clair d'apatite. Quelques bandes minces noires paraissent appartenir à l'ilménite. Par suite d'un conunencement de décomposition, certaines magnétites possèdent une bordure brune d'oxyde de fer hydraté.

Les cristaux (Tapatife, sous forme de petits prismes offrant les faces odP et P, se rencontrent en petit nombre. Ils contiennent de minces filaments foncés, qu'à un fort grossissement on reconnaît être formés par Tenchainement de petits aiguilles et de petits points, de couleur noire; ces filaments sont très pléochroiques, noirs lorsque la lumière vibre parallèlement à l'axe principal de Tapatite, bruns lorsque ces vibrations sont perpendiculaires à l'axe.

Pâte. Les cristaux ci-dessus décrits sont disséminés dans une pâte, qui consiste en un verre limpide, ordinairement rempli de microlithes d'augite et de feldspath, de grains de fer oxydulé et de taches brunes d'hydrate d'oxyde de fer, et présentent en outre, çà et là, des parties claires de tridymite.

Dans les variétés compactes de la roche le tissu des microlithes est plus serré et à cristaux plus petits que dans les variétés poreuses, et il y présente, à un grossissement modéré, l'aspect d'un feutrage. Par suite, ce n'est qu'au bord de plaques très minces qu'on peut voir et étudier le verre pur ; il est parfaitement isotrope, ainsi qu'on le reconnaît en faisant tourner la plaque entre les niçois croisés.

Les microlithes du feldspath sont un peu plus grands que ceux de Taugite; ils sont complètement limpides, ce qui fait qu'en lumière naturelle ils ne tranchent pas nettement sur la base vitreuse, également limpide; mais entre les niçois croisés ils frappent immédiatement le regard. Parfois ils sont composés de deux moitiés mâclées: les faibles angles d'extinction qu'on trouve alors de chaque côté de la ligne de mâcle, rendent probable, que ces microlithes appartiennent à Toligoclase et sont donc assez acides.

Les microlithes d'augite sont plus petits, de teinte vert pâle, et ordinairement en forme de prismes courts. Ils renferment des grains de magnétite, grains qu'on voit aussi attachés aux extrémités des microlithes d'augite, et isolés en grand nombre entre ces microlithes.

Par altération ces grains se transforment en hydraté d'oxyde de fer, qui est partout répandu dans la pâte, sous forme de petits grains et de petits lambeaux, et qui assez souvent colore en brun les microlithes augitiques. A cet oxyde de fer hydraté est due la couleur

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rouge ou brun-rougeâtre que possèdent fréquemment les roches anciennes du Krakatau.

Les microlithes d'augite présentent les uns de grands angles d'extinction, allant jusqu'à 45^ les autres des angles très petits; ces derniers doivent probablement être rapportés à l'hypersthène, bien que, à cause des dimensions extrêmement faibles des cristaux, on ne puisse observer ici aucun pléochroïsme. Cette attribution est d'autant j)lus probable que, dans des roches récentes du Krakatau, parmi les microlithes de dimensions un peu plus grandes, on a ti*ouvé de l'hypersthène nettement pléochroique.

Quelques plages limpides de la pâte accusent entre les niçois croisés une légère polarisation, due à une accumulation de lamelles detridymite, auxquelles on peut parfois reconnaître des formes hexagonales. En général, toutefois, la plus grande partie de la tridymite s'est déposée dans des cavités, et ce minéral ne prend qu'une faible part à la composition de la pâte.

Les cristaux porphyriques ou de première consolidation se sont formés dans l'ordre suivant: apatite; magnétite; augite, hypersthène et feldspath. Vint ensuite la seconde cristallisation, dans laquelle apparurent les petits cristaux (microlithes) de la pâte, de nouveau magnétite, pyroxène et feldspath, le dernier probablement plus acide que celui des cristaux porphyriques. Il resta une petite partie de verre non individualisé. L'hydrate d'oxyde de fer est un produit secondaii*e.

Roches vitreuses.

Dans l'ancienne enceinte de cratère, des roches vitreuses n'ont été trouvées qu'à Lang-eiland et dans l'ilôt, maintenant disparu, le Poolsche Hoedje, et il faut probablement y voir des produits d'une éruption particulière, limitée. Ce sont des verres noir-verdâtre foncé, ordinairement tout à fait compactes, ou poreux seulement en quelques rares points, et ne contenant que peu de grands cristaux isolés. Sur une cassure transversale on voit des bandes ou couches minces de couleur plus claire alterner avec le verre foncé, ce qui donne à la roche un aspect rayé. L'altération sous l'influence

des agents atmosphériques y fait apparaître la même couleur brunrougeâtre que prend la roche à tridymite; la transformation s'opère principalement sur les plans parallèles de division, de sorte que la roche est alors composée de couches alternatives de verre noir, à éclat résineux, et de matière altérée, d'un brun terne. Mais en outre, dans le verre lui-même, on trouve des corps arrondis ou oblongs, mesurant de 1 à 4 millimètres, qui ont cette même couleur rouge; lorsque ces corps sont très rapprochés les uns des autres, ils s'unissent parfois en cordons, mais souvent aussi ils se présentent comme des globules isolés dans le verre noir non altéré, sur lequel ils tranchent fortement par leur couleur brune. Si l'on casse un de ces globules par le milieu, on y remarque parfois à la loupe une structure fibreuse-radiée indistincte, tandis que quelques-uns d'entre eux offrent au centre un cristal de feldspath, d'augite ou de magnétite; se sont là d'ailleurs les seuls éléments cristallins reconnaissables à ce grossissement. Au microscope, ces roches montrent un verre parsemé de baguettes microlithiques vert pâle, et dans lequel sont disséminés, en petit nombre seulement, de grands cristaux de plagioclase, d'hypersthène, d'augite, de magnétite et d'apatite, ayant les mêmes caractères que les cristaux analogues de la roche à tridimyte. Ici encore, l'hypersthène prédomine sur l'augite, et les l'oches sont donc des modifications, riches en verre, d'andésite à hypersthène.

Le verre de la roche de Lang-eiland est coloré en brun-grisâtre tendre, tandis que celui du Poolsche Hœdje est composé de traînées alternatives d'un verre teinté en brun plus clair et d'un verre presque incolore, traînées qui ont coulé autour des grands cristaux et donnent à la roche une très belle structure fluidale ; dans les sections perpendiculaires aux traînées, cette structure ressort encore mieux par la situation des microlithes augitiques vert clair, qui ont ordinairement 0"*.02 à 0™».03 de longueur sur une épaisseur 10 fois moindre, et dont la plupart ont leurs côtés longs dirigés parallèlement aux traînées; dans les sections parallèles aux traînées, les bâtonnets sont jetés pêle-mêle dans toutes les directions, de sorte que la structure fluidale ne s'accuse pas.

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Les bâtonnets augitiques^ sans pléochroisme sensible^ sont généralement très purs; dans quelques-uns seulement on peut obsenrer un grain inclus de magnétite; des cristaux de magnétite isolés sont répandus, en plus grand nombre, entre les bâtonnets. Enfin on voit encore une multitude de trichites noirs très minces, droits, brisés ou courbés, qui même au plus fort grossissement ne deviennent pas transparents.

Les corps les plus remarquables dans le verre sont les globules; ceux-ci, en section mince, sont d'un brun trouble, par suite de la présence d'une multitude de très fines granulations jaunes et brunes entre les bâtonnets d'augite, également devenus jaunes, qui sont répandus partout et ordinairement eux-mêmes remplis de granulations brunes et noires; on retrouve aussi dans ces globules les trichites de la pâte, mais devenus bruns, translucides, et çà et là noueux. En lumière naturelle, le globule donne donc l'impression de la masse vitreuse ordinaire, dans laquelle les augites, les trichites et les grains de magnétite auraient subi une transformation. Entre les niçois croisée, toutefois, on reconnaît que la niasse claire interposée entre les microlithes n'est nullement isotrope, mais qu'elle montre une polarisation légère, irrégulièrement tachetée et penniforme. En prenant d'abord un objectif faible, de manière à embrasser l'ensemble d'un globule, on distingue nettement dans quelques-uns d'eux un groupement radié de ces particules à polarisation plumeuse; chez la plupart, toutefois, ce groupement est confus ou manque tout à fait; nulle part n'a été observée une croix noire d'interférence; à des grossissements plus forts, la disposition radiée des fibres est également peu apparente. Les globules appartiennent donc aux felsosphérxtesy ce mot étant pris dans l'acception que lui donne M. Rosbivbusgh. La nature propre des particules polarisantes — quartz, feldspath ou même verre devenu biréfringent par tension — ne saurait être déterminée; entre ces particules polarisantes on n'a pas pu découvrir, dans les sphérolithes, du verre isotrope ou dévitrifié felsitiquement.

La couleur brun-rougeâtre, qui est tout à fait la même que sur les plans de division de la roche, où une transformation de la

magnéiite par des liquides circulants est très probable, peut, dans les globules aussi, être un phénomène secondaire; pourtant, ils sont quelquefois complètement isolés dans le verre intact, et alors on ne comprend pas bien comment les liquides ont pu opérer une transformation des petits cristaux dans les globules, sans attaquer en même temps la masse vitreuse ambiante et ses microlithes.

On ne saurait, pour cette raison, rejeter comme impossible Thypothèse du dépAt primaire du pigment brun.

Les globules, aussi bien que les bandes rouges de la roche, seraient Jonc à considérer conune des différenciations cryptocristallines de la masse vitreuse amorphe.

Matériaux des couches de lapilli.

Les couches de matières meubles, qui au pied nord du Rakata recouvrent les coulées de lave ancienne et sont à lem* tour recouvertes par les roches basaltiques du Pic, consistent principalement en une fine cendre grise d'andésite à - hypersthène, dans laquelle gisent épai's de nombreux fragments solides.

De ces fragments, qui dépassent rarement le volume de la tête, quelques-uns ont été examinés au microscope. Parmi ceux-ci on a rencontré des andésites à hypersthène, à pâte foncée; vues au microscope, elles présentent les grands cristaux (ou de première consolidation) ordinaires, enclavés dans une pâte remplie de microlithes, entre lesquels se trouve une base vitreuse brune.

Quelques roches grises très altérées avaient déjà subi ime transformation si profonde qu'elles ne se laissaient plus déterminer avec certitude. Sous le microscope on y voit du feldspath et de l'augite, disséminés dans une pâte devenue trouble par altération et contenant beaucoup de microlithes feldspathiques ; éléments secondaires: zéolithes, chlorite, quartz et fer oxydé hydraté. Gomme de pareilles roches très altérées ne se rencontrent pas parmi les produits du Krakatau, on a probablement affaire ici à un fragment éjaculé d'andésite augitique tertiaire ou de basalte tertiaire.