La Nature^ année 1881 (l*' semestre),, p

produits pareils aux précédents et qui consiste en un petit ballon tournant autour de son axe et dans lequel une solution de bicarbonate de chaux est lentement additionnée de lait de chaux. L'auteur a varié ce dispositif en faisant arriver du bicarbonate de chaux dans une eau animée du mouvement de rotation et où des poussières sont tenues en suspension.

Mais Tétude des pisolithes et des oolithes de la nature, en les rattachant à des concrétions de tous les volumes, montre qu'elles n'ont pu se faire toutes, et dans les cas les plus ordinaires, dans les conditions de tourbillonnement dont nous venons de parler, non plus que sur le littoral de la mer, comme on les trouve dans les récifs madréporiques. De proche en proche on arrive à la conviction que les immenses amas d'oolithes, comme celles qui constituent des couches entières dans le terrain jurassique, ne sauraient provenir de ces mécanismes.

L'expérimentation, sans avoir encore donné des produits complets, indique cependant que dans le sein des dépôts hétérogènes, des forces attractives spéciales tendent à isoler des granules de certaine substance au milieu du magma général. C'est ainsi que Seguin aîné, ayant gâché de l'argile dans de l'eau salée, a trouvé, dans la pelote de terre une fois desséchée, des cristaux de chlorure de sodium relativement volumineux. On ne doit pas douter que la plupart des oolithes, dans le terrain sidérolithique comme dans les couches calcaires du terrain jurassique, ne résultent d'attractions analogues.

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Ces phénomènes, d'ailleurs bien plus fréquents qu'on ne l'imaginerait tout d'abord, se traduisent souvent par des changements de structure qu'il y avait grand intérêt à étudier par la méthode expérimentale. Henri Sainte-Claire Deville a vu beaucoup de sels.

comme le sulfate de chaux, le carbonate de plomb, !e chromate de plomb, précipités à l'état amorphe, devenir peu à peu cristallins, par des alternatives de refroidissement et de réchauffement, et les applications de ces faits sont immédiates, par exemple, à la structure cristalline du test des bélemnites et de bien d'autres coquilles fossiles.

M. Stanislas Meunier, en abandonnant, pendant six ans, un fragment tout à fait cireux de l'albâtre de Thorigny dans l'acide chlorhydrique, l'a converti complètement en un agrégat de longs cristaux remarquables par leur dimension et par la netteté de

leur forme (fîg. 29). Les cristaux ainsi obtenus, qui mesurent jusqu'à 7 centimètres de longueur, sont identiques à ceux qu'on recueille dans Targile plastique avec un allongement et un aplatissement plus marqués. On y voit dominer les faces ^*, m et a' avec mâcles suivants, h\

Nous pouvons aussi rattacher à des phénomènes d'attraction moléculaire la production des dendrites^ si fréquentes dans les fentes des roches, et c'est l'occasion de mentionner des expériences très nettes de M. Stanislas Meunier sur ce sujet particulier. En gâchant du plâtre à mouler dans une dissolution de permanganate de potasse et en abandonnant ensuite le produit à lui-même pendant plusieurs mois, il a vu le gâteau, d'abord d'un beau rose, brunir, puis se recouvrir d'innombrables petites mouches de bioxyde de manganèse hydraté (acerdèse) parfaitement cristallisé et ayant tous les caractères des dendrites. Le résultat est vraiment remarquable, quoique le procédé ne puisse être considéré comme comparable à celui que la nature a mis en œuvre. Nous reviendrons dans un moment, à propos de l'activité précipitante du calcaire, sur d'autres imitations de dendrites.

Il se trouve en effet que, dans l'ordre d'étude où nous sommes engagés, il y a lieu de faire une très large place, dans la sédimentation souterraine chimique, à l'activité précipitante du calcaire sur des dissolutions métalliques.

Pour comprendre l'intérêt de cette question, il importe de rappeler que des dissolutions métalliques

peuvent en effet s'infiltrer dans un très grand nombre de circonstances dans les profondeurs du sous-sol. Et tout d'abord nous mentionnerons les phénomènes qui prennent naissance dans les chapeaux des filons.

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Fig. 30. — Expérience sur les précipitations métalliques réalisées par le calcaire.

Sous rinfluence des actions dénudatrices dont nous avons parlé, les sulfures en s'oxydant donnent des sulfates, que les eaux peuvent souventdissoudre et transporter au contact de roches variées. Or, si ces liquides rencontrent du calcaire, et ils ne peuvent y manquer après un trajet plus ou moins long, ils se transforment en sels de chaux et abandonnent le

métal qu^ils contenaient dans des points où, progressivement, il peut se concentrer jusqu'à donner lieu à des gîtes plus ou moins exploitables.

Une première expérience exécutée par M. Stanislas Meunier suffira à prouver ce point. Dans un tube vertical ouvert aux deux bouts (fig. 30), mais contenant un bouchon d'amiante, on met une couche cb de quelques centimètres de craie pulvérisée, puis on verse pardessus une dissolution ba de sulfate de cuivre. Le liquide qui filtre bientôt, reçu dans un verre, où Ton a mis quelques gouttes de ferrocyanure de potassium, ne donne aucune réaction colorée, d'où il résulte qu'il ne contient plus trace de cuivre : tout ce métal a été immobilisé par le calcaire. On voit des effets pareils au pied des piquets télégraphiques injectés de couperose bleue et qui ont été enfoncés dans les sols crayeux.

L'expérience, répétée avec un grand nombre de métaux, donne des résultats comparables, et dans le nombre il faut citer celles qui concernent les sels de fer, à cause des applications variées qu'on en peut faire à des questions géologiques et agronomiques.

Dans le tube de droite de la figure 30 on a versé, sur de la craie en poudre, un mélange de sulfate de fer et de sulfate de magnésie. Dans le vase inférieur on ne recueille qu'un mélange de sulfate de magnésie et de sulfate de chaux, sans trace de fer.

La pyrite qui entre dans la constitution de tant de sédiments dpnne, par son oxydation, du sulfate de fer évidemment très abondant dans le sol et dont il est intéressant d'étudier les gisements. A Cransac, à Vau-

girard et bien ailleurs, on recueille du sulfate de fer (apatélite) en efflorescence à la surface dû sol; ot la méthode expérimentale est tout indiquée pour préciser son histoire ultérieure.

Tout d'abord M. Stanislas Meunier place un fragment de marbre de Carrare dans une solution de sulfate de fer. Au bout de très peu de temps, on voit se déposer sur la roche une matière ocracée, pendant que de l'acide carbonique se dégage. En môme temps le liquide renferme du sulfate de chaux facile à faire cristalliser par simple évaporation.

Les applications de ce fait sont extrêmement nombreuses :

Supposons d'abord que la solution ferrugineuse se fasse jour dans un sable quartzeux mélangé d'une petite quantité de particules calcaires. L'effet obtenu sera la constitution d'un grès quartzeux à ciment de limonite. Nous en avons eu au Muséum en 1871 un exemple accidentel que nous avons rappelé (v. p. 50). Et ce fait peut évidemment jeter la lumière sur l'origine de Valios des Landes*, dont M. Stanislas Meunier a du reste fait une reproduction synthétique complète.

On sait quels sont les caractères généraux de cette formation si bizarre et dont l'existence introduit dans la région landaise de si regrettables conditions agronomiques et hygiéniques.

Dans un entonnoir (fig, 31) fermé par un bouchon poreux d'amiante un peu tassée, on met une certaine épaisseur de sable mélangé de carbonate de chaux pré-

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cipité, puis on recouvre avec du sable pur et on arrose d'une solution étendue de sulfate de fer. Il se fait dans le sable calcarifère un grès ferrugineux qui ne tarde

pas à être absolument imperméable; de telle sorte que sa production met fin à l'expérience.

Comme M. Stanislas Meunier y a insisté, ces études sont susceptibles de conséquences relatives à la fossilisation, et par exemple il a reproduit des circonstances qui éclairent l'histoire de certains grès ferrugineux renfermant des empreintes de coquilles, comme on en

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connaît à Romainville (Seine), à la base des sables de^ Fontainebleau.

Dans Tentonnoir de tout à l'heure, on place un mélange de sabl0 et de calcaire précipité dans lequel on noie un certain nombre de coquilles fossiles, telles que des Cythersea et des Pectunculus de Jeurre ; cela fait, on arrose avec la solution très étendue de sulfate de fer. Si on arrête l'expérience après un certain temps, on voit les tests devenus d'un bleu de turquoise intense pareil à la nuance de certains nids de l'argile plastique d'Arcueil. Mais, pas plus que dans la localité naturelle, la couleur bleue n'est solide : au bout de quelques heures elle devient ocreuse et révèle ainsi sa cause, qui tient à du protoxyde de fer, tout à fait instable, comme on sait, au contact de l'air. Si au contraire on continue l'expérience, on amène, au bout d'un temps suffisant, la transformation du test en un amas de limonite.

A côté du cas précédent où le calcaire est seulement en grains plus ou moins gros vis-à-vis de la solution métallique, nous pouvons supposer que le sel de fer rencontre le sel de chaux à Tétat de dissolution. L'expérience a montré à M. Stanislas Meunier que la précipitatioii se fait encore dans ce cas, et sous des formes concrétionnées qui peuvent être intéressantes. L'appareil se compose d'un bassin où les deux dissolutions viennent se mélanger. La limo nite prend des formes tuberculeuses qui coïncident tout à fait avec celles des grains de minerai de fer des lacs, et l'on né peut douter que l'expérience ne s'ap-

plique directement à Thistoire de cette curieuse substance.

Enfin, nous aurons avec profit à considérer le cas où la solution ferrugineuse vient s'attaquer à du calcaire massif. Certainement nous sommes ici en présence du phénomène qui a donné naissance aux amas dits sidé" rolithiques.

M. Stanislas Meunier fait arriver un fîlet d'eau contenant du sulfate de fer à la surface supérieure d'une dalle de calcaire recouverte d'une épaisse couche de sable quartzeux : les effets de dénudation observés précédemment avec l'eau chargée d'acide chlorhydrique se renouvellent et une poche se creuse peu à peu ; mais des résultats sédimentaires se manifestent en même temps et la limonite précipitée s'accumule dans la cavité à mesure qu'elle est mise en liberté. II en résulte bientôt une imitation très parfaite des poches sidérolithiques où l'on trouve, avec la limonite, des résidus de l'attaque de la roche en argiles et sables quartzeux.

Cette expérience, tout à fait capitale, peut être beaucoup variée. Avec une solution d'un sel d'alumine elle donne une imitation des poches à bauxite; avec une dissolution de zinc elle reproduit les poches calaminaires comme on en voit à la Vieille-Montagne ; avec du phosphate d'ammoniaque elle rappelle les caractères des poches à phosphorite du Quercy.

Les formes des excavations produites sont, tout naturellement et d'après ce que nous avons vu, en relation directe avec le sens de la corrosion, et c'est l'occasion

de rappeler les faits décisifs qui ont été procurés à cet égard par les coupes relevées au Laurium par M. Huet.

Ajoutons que le calcaire, ïnis en rapport avec les solutions manganésiennes, donne des effets remarquables. que M. Stanislas Meunier a étudiés. L'oxyde précipité, brun chocolat, n'a aucun rapport avec Tacerdère de^la nature. Mais on obtient immédiatement cette dernière substance si la solution de manganèse est additionnée d'une proportion, même très faible, d'un sel ferreux. Cette conclusion s'applique aux gisements en masse d'acerdèse, comme aux dendrites, comme au wad des mers profondes, qui tous renferment du fer en proportions analogues à celles qui sont nécessaires pour le succès de l'expérience. Les dendrites, produites entre deux dalles convenablement rapprochées, ont souvent une grande ressemblance avec les dendrites naturelles.

Divers minéraux métalliques, comme la pyrite de fer, donnent lieu à des réactions très particulières. On est très frappé en effet de voir parmi les galets au bord de la Marche des rognons de pyrite radiée transformée en limonite, sans perte de leur forme originelle, et contrastant ainsi bien profondément avec la désagrégation du même minéral, dans les collections, sous l'influence de l'humidité.

Des expériences directes ont paru montre!" à M. Stanislas Meunier que le chlorure de sodium a en effet une influence sensible sur le mode d'oxydation de la pyrite.

D'autres expériences du même auteur ont fait voir

que des sulfures métalliques, au contact de l'eau de mer, peuvent déterminer des productions intéressantes. Par exemple, le sulfure de plomb ou galène jouit de la propriété d'arrêter au passage tout l'argent qui peut se trouver dans l'eau qui le baigne, et l'on sait, depuis Malagutti et Leblanc, que l'eau de mer est nettement argentifère. Les expériences avec des solutions riches en argent donnent des produits très remarquables, et l'on voit un cube de clivage de galène abandonné quelques jours dans la solution aqueuse du nitrate argentique, se recouvrir d'une longue végétation d'argent métallique du plus élégant effet.

Cette réaction, qui doit nécessairement prendre naissance aux affleurements sous-marins des filons plombifères, révèle un procédé de triage qui concentre les métaux en certaines localités et explique la teneur fréquente de la galène en argent et même en soufre natif.

Les solutions métalliques engendrées par la production des chapeaux de filons dans les régions continentales ne réagissent pas seulement sur les roches stratifiées et avant tout sur les calcaires; elles peuvent s'infiltrer dans les parties profondes des gîtes métallifères et elles donnent alors naissance à des réactions extrêmement curieuses que M. Stanislas Meunier a étudiées avec beaucoup de détails *.

Par exemple et comme on vient de le rappeler, la solution dés sels d'argent mise en présence de la

1. Voir le détail des expériences de M. Stanislas Meunier dans son duvrag'e intitulé les Méthodes de synthèse en minéralogie^ p. 309 (1892).

galène donne naissance à un dépôt d'argent métallique qui se présente avec l'allure ordinaire de l'arbre dé Diane, bien que la théorie de la réaction soit bien différente d'un cas à l'autre.

De même, une solution aurique donne une végétation d'or au contact de la pyrite de fer; et les solutions de tous les métaux lourds sont capables de précipitations variées au contact de divers sulfures.

Une autre conséquence curieuse concerne la production et l'accumulation du gypse, ou sulfate hydraté de chaux, en certaines localités. L'attaque du calcaire par le sulfate de fer donne lieu, coname M. Stanislas Meunier l'a signalé, à du gypse qui cristallise très facilement. Les cristaux gypseux des fausses glaises parisiennes sont facilement rattachables à cette origiïie.

Dans la région du Mariout en Egypte, étudiée par M. Fourtau, l'association du gypse à des grès fortement ferrugineux conduit l'auteur à rattacher la pierre à plâtre à la réaction mutuelle du sulfate de fer (pyrite oxydée) et de sources calcaires.

La terre végétale, ainsi que Texpérience le démontre, se ressent, dans une très large mesure, de l'activité chimique relative dçs calcaires et des sels métalliques provenant de Toxydation des sulfures et spécialement de la pyrite de fer. C'est ainsi que le sol qui recouvre les couches du calcaire pyriteux se trouve en général absolument privé de chaux. Le sulfate de fer, agissant sur le calcaire, a produit de la limonite qui se mélange au calcaire et au sable résiduel, et le sulfate de chaux

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€St entraîné par les eaux. C'est un fait auquel les agronomes n'ont pas assez accordé d'attention et qui a une énorme importance pratique.

Une dernière conséquence des faits qui précèdent réside dans un mécanisme qui remet en liberté une proportion notable d'acide carbonique qui paraissait immobilisée dans l'épaisseur du sol à l'état de calcaire. En effet, les réactions dont nous venons de parler, et spécialement l'action du sulfate de fer sur la chaux carbonatée, en dégagent l'acide carbonique, dont on a constaté parfois la réalité avec une très grande certitude. C'est, par exemple, ce qui est arrivé à Rochebelle (Gard) le 28 juillet 1879, où une explosion s'est produite dans des conditions qui ont été étudiées en détail par Delesse.

M. Stanislas Meunier a facilement modifié l'appareil décrit plus haut, p. 199, pour le rendre propre à la récolte de l'acide carbonique résultant de la réaction du sulfate de fer sur le calcaire.