CIIAP. X. — GÉOLOGIE EN ACTION. — CRISTALLISATION

mômes constituées au moyen d'une agrégation de molécules chimiques diversement orientées, reliées par un mécanisme, qui, jusqu ici, nous est totalement inconnu, mais que nous savons cependant pouvoir donner, suivant les cas, des particules plus ou moins denses d'une même subst<mce. Le passage de l'état amorphe à lélat cristallin ne doit commencer que lorsque ces particules, obéissant à leurs attractions réciproques et à la symétrie qui résulte de leur propre groupement interne, constituent ce que j'ai appelé Vêlement cristallin. Puis ces éléments, qui sont, en quelque sorte, des cristaux embryonnaires, n'ont plus qu à se grouper suivant les nœuds d'un réseau parallélipipédique pour constituer un cristal plus ou moins volumineux ; l'élément détermine le réseau et chaque particule, qui veut s'ajouter au cristal pour le grossir, a sa place marquée d'avance, par les attractions réciproques et par la symétrie des faces internes, sur un des nœuds de ce réseau * ; mais l'élément cristallin, quoiqu'on n'ait pas encore réussi à le voir jusqu ici, était déjà un cristal : c'est quelque chose comme la cellule, dont la répétition formera le tissu.

Il semble que tous les groupements, de plus en plus complexes, qui se réalisent alors et ensuite, selTcctuent, sous l'action des forces internes, de manière à rapprocher les parties matérielles le plus possible les unes des autres, à les tasser dans le moindre espace, en satisfaisant le mieux à leurs attractions réciproques et, par conséquent, en réalisant l'équilibre le plus stable. Cette tendance se manifeste par toute la série des phénomènes, précédemment étudiés, où interviennent des symétries limites, plus complètes que celles dont l'édifice cristallin semblait d'abord susceptible.

En principe, nous venons de voir que l'étal cristallin avait dû commencer- au moment où les particules fondamentales se sont groupées en un premier assemblage, dans lequel déjà tous les équilibres de forces, que la substance comportait, se trouvaient réalisés ; le reste n'est plus guère qu'une question de dimensions et d'agencement extérieur, où le milieu ambiant intervient autant que les propriétés internes.

Du moment que l'élément cristallin est constitué, peu importe qu il

1. Cette place est tellement marquée d'avance que, lorsque le cristal a été détérioré, si on le met en état de se reconstituer, il commence par cicatriser ses plaies, recoudre ses tissus, par un phénomène que l'on a pu comparer à ceu.x qui caractérisent la vie.

2. Ce passage, d'après M. Tamsiann*. se ferait avec discontinuité, tandis que les changements d'état physique (du liquide au gazeuxi sont continus. Il est complètement indépendant du changement d'état, qui manifeste le cristal sous une forme solide, et l'on sait aujourd'hui que l'état de cristallisation peul se produire tout aussi bien dans un liquide que dans un solide II e.xisle de véritables liquides crislallisés et des cristaux mous comme l'ozocérile.

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s'accole un nombre n ou p d'éléments semblables. La loi, qui régit cet accolement, reste la même : distribution des éléments, tous semblablcment orientés, par rangées rectilignes, où leurs distances sont équidistantes, tandis que ces distances varient, en principe, d'une rangée, d'une direction à l'autre. C'est pourquoi toutes les propriétés physiques d'un cristal varient avec la direction considérée dans ce cristal.

Je ne parle là que de l'élément cristallin et des particules fondamentales, qui le constituent, parce que c'est là, en eiïet, que s'arrête le domaine de la minéralogie. On sait que les chimistes, abordant le problème par une voie toute différente, essayent aujourd'hui d'expliquer l'atome lui-même par la combinaison des ions électriques positifs et négatifs, qui, à l'état d'équilibre, annulent leurs électricités de sens contraire. Je n'ai pas à examiner ici ce côté de la question. Il suffît de remarquer que la combinaison de deux corps, en modifiant pour chacun d'eux les forces en jeu, change nécessairement le groupement et la symétrie de l'élément cristallin : par conséquent, celle des formes apparentes du cristal, qui, pour un composé, n'a aucun rapport avec celles des composants.

B) MÉT.AMORPHisME. — 1° Métamoi'phisme profond, de contact, ou dynamique. Faciès cristallophylli ens (gneiss et micaschistes). Réactions calorifiques. Dynamo-métamorphisme. 2° Altérations au voisinage de la surface. Considération du niveau hydrostatique. Zones de cémentation et d'oxydation. Cas des roches cristallines, des sédiments, des gites métallifères. Exemples des principaux métaux.

Le métamorphisme est une des opérations essentielles qui tendent à réaliser la cristallinité, ou à remplacer un premier équilibre cristallin par un autre plus homogène ou plus stable '. Subir un métamorphisme, se métamorphiser, c'est, à proprement parler, changer de forme et, quand une influence tout à fait accidentelle et anormale, dépendant par exemple de l'industrie humaine, n'intervient pas, ce métamorphisme ne peut jamais avoir pour conséquence qu'un agencement des molécules, où se réalise mieux l'équilibre de toutes les forces en jeu. Même lorsque l'homme a troublé un moment l'ordre et l'équilibre de la nature par son travail, par sa force vive, les résultats artificiels et éphémères de son labeur, de son effort, sont vite effacés et le fer extrait de ses oxydes, le carbure de calcium enlevé au carbonate sont bientôt retournés, l'un à l'état de rouille, l'autre à l'étal de carbonate de

4. Les premières notions sur le métamorphisme ont été établies, en IS'O; par Léo- POLD iiE Bl'ch à propos des dolomics du Tyroi, déjà signalées en 1789 par Doi.oxiiel-. On distingue, sous le nom de jnélasomalose, les modilications d'origine superficielle.

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chaux, de même que la sente, ouverte à coups de hache dans les forùls équaloriales, se referme derrière le passage des explorateurs et que la déchirure des tissus vivants, la fracture des os se ressoudent d ellesmêmes, si on empêche l'accès des parasites destructeurs.

Tant que l'équilibre n'est pas réalisé, le métamorphisme de tous les éléments géologiques est incessant; ni roche cristalline, ni sédiment, qui y échappe et cet invisible travail des forces moléculaires, même sans aucune de ces forces puissantes et profondes que la géodynamique interne peut mettre en jeu, atteint, par un progrès lent, insaisissable, des proportions, qui nous étonnent, qui semblent, à notre petitesse, incompatibles avec des réactions si simples et, à chaque instant, si faibles. D'où la tentation de faire intervenir on ne sait quels agents mystérieux et la méconnaissance des phénomènes élémentaires, qui ont transformé les terrains, les roches, les filons sur des centaines de mètres d'épaisseur. Le rôle du métamorpliisme, et spécialement de la métasomatose, me paraît tellement important à considérer en géologie que je crois nécessaire d'insister et de préciser un peu.

En même temps, je résumerai ici les notions relatives au métamorphisme profond, dont les effets se manifestent surtout dans les plus anciens terrains géologiques, bien qu'à la rigueur on puisse imaginer la continuation de certains d'entre eux, sur quelque point favorable, en profondeur, aujourd'hui même.

Nous allons donc examiner : 1° le métamorphisme profond, qui semble être, d'une façon presque constante, un effet chimique, mais où il peut y avoir lieu de distinguer exceptionnellement un effet calorifique ou dynamique ; 2» la mélasomatose de la zone superficielle.

\^ Métainorphisme de profondeur. — a, b, c. Métamorphùme chimique. Faciès cristallophylliens{gneiss et micaschistes). — d. Réactions calorifiques. — e. Dynamo-métamorphisme.

Tandis que la métasomatose superficielle, dont il sera question bientôt, se produit sans cesse, et sur toute 1 étendue des continents, par des réactions très lentement prolongées, le métamorphisme profond est plus localisé dans l'espace comme dans le temps et nécessite l'intervention de phénomènes plus exceptionnels, manifestés en outre par d'autres signes extérieurs, dislocations mécaniques, injections de roches éruptives, etc. 11 est en relation avec la dynamique de l'écorce terrestre, bien que, suivant une remarque développée plus loin, il ne faille pas y voir le résultat direct des forces mécaniques, mais, plus ordinairement, le produit des réactions chimiques, mises enjeu par ce mécanisme.

Nous aurons à revenir sur les catégories de niôtamorphismes en relation avec les roches éruptives au chapitre de la i)étrographie * et j'essayerai alors d'expliquer, comment le déplacement profond des magmas ignés, destinés à former des roches éruptives, a dû être accompagné par des circulations connexes d'eau sous pression et de fumerolles diverses, chlorurées, sulfurées, carburées, auxquelles les minéralisations observées dans les zones d'éruptivité ancienne sont attribuables, infiniment plus qu'aux simples efïets calorifiques, d'une extension toujours très limitée et aux effets dynamiques, traduits surtout par des laminages ou des étirements. Quand on peut observer le contact d'une série éruptive avec des sédiments divers et, surtout, quand on peut comparer les effets métamorphiques réalisés sur les mômes sédiments par des roches à structure diverse et formées à des profondeurs inégales, sous des pressions croissantes, les phénomènes semblent obéir à des lois très nettes. L'intensité du métamorphisme, — qui dépend, d'ailleurs, essentiellement, comme nous allons le voir, de la nature des terrains influencés —, va en diminuant à mesure que le phénomène est attribuable à des types de roches de plus en plus superficielles, ou, en moyenne, de moins en moins chargées de principes volatils sous pression. Ce mélamorphismo varie, nécessairement, avec la composition du magma igné qui opère, mais, plus encore peut-être, avec le genre de fusion attribuable à ce magma. Relativement faible avec les magmas basiques à simple fusion ignée, dans lesquels les fumerolles ont dû à peine intervenir, il apparaît très intense, au contraire, avec les roclies acides, surtout quand celles-ci sont des roches profondes, c'est-à-dire qu'en somme, partant à peu près de zéro pour une coulée basaltique, il atteint son maximum autour d'un dôme granitique ou granulitique. Enfin son mode d'action di Itère suivant la distance, qui sépare la zone considérée de la roche active.

Nous avons deux moyens principaux pour étudier les effels produits par les roches éruptives : l'un direct dans l'examen des zones de contact entre ces roches et les terrains, quand ces contacts sont accessibles ; l'autre indirect, dans l'étude minéralogique des enclaves, que peuvent renfermer ces roches, c'est à-dire des lambeaux de terrains, qu'elles ont arrachés sur leur passage et transportés au jour en leur faisant subir des réactions analogues à celles qui pouvaient se produire sur leurs contacts profonds. En outre, certains essais de géologie expérimentale viennent nous apporter des indications utiles.

Le métamorphisme chimique attribuable aux roches ignées varie