Loc. cit., 1897, page

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évents volcaniques, par ne faire varier que le rapport potasse à soude, pour faire ensuite varier tout le reste (et spécialement la silice), en ne laissant constant que lui, pendant les éruptions proprement dites. A moins d'imaginer la simple refusion de roches ou terrains antérieurs, ayant déjà eu, en chaque point, celte homogénéité de composition — ce qui, comme je le dirai bientôt, semble peu vraisemblable et ce qui ne ferait, du reste, que reculer la difficulté dans le temps — , il semble nécessaire d'admettre que, dans tous les cas où se produit cette consanguinité, il y a évacuation progressive d'une même poche limitée, présentant déjà, dans lensemble, un certain rapport caractéristique de la potasse à la soude : poche (ou réservoir profond), à laquelle il nous sera bientôt loisible d'appliquer des réactions et différenciations plus ou moins compliquées.

Je suis, d'ailleurs, tout disposé à admettre, comme je l'ai dit au début, que, dans le principe, toutes ces poches proviennent d'une même zone fluide interne S avec laquelle, plus ou moins anciennement, elles se sont trouvées mises en communication, par suite d'un mouvement de l'écorce, et j'imaginerais alors volontiers que, dans cette zone fluide plus éloignée de la superficie terrestre, on aurait, comme dans un alliage en fusion liquaté, une superposition d'éléments chimiques divers, légers à la surface, denses en profondeur, entre lesquels s'établiraient, à la faveur des mouvements tectoniques, et surtout par le tourbillonnement des métalloïdes qui en résulterait, des mélanges hétérogènes, plus chargés, ici de tel métal, là de tel autre, qui ensuite donneraient naissance à telle ou telle famille de roches, pouvant être soumise plus lard à une véritable différenciation. Les deux stades existeraient alors, mais avec emprunt à une zone générale hétérogène dans le premier et seulement différenciation d'une poche limitée, à peu près homogène, dans le second.

Celte conclusion me paraît surtout bien difficile à éviter, si l'on envisage, à côté des éléments ordinaires des roches, que leur banalité même permet de retrouver où l'on veut, les éléments métalliques plus exceptionnels.

Lorsqu'on rencontre, sur un seul point, comme Almaden, en deux ou trois cents mètres de long, la moitié ou le tiers de tout le mercure qui existe dans le monde ; lorsque le même phénomène se reproduit sur quelques points d'élection pour tous les autres métaux, il est impos-

I. A. Michel Ltvr a fait remarquer (/oc. cit.. 1897,p. 337) que la sortie des roches parfaitement identiques, du cambrien (1) au pléistocène (58), impliquait une source de magma profonde, absolument soustraite à toute différenciation. Ailleurs [Granité de Flainanville, p. 20), il a montré qu'une profondeur de 35 kilomt-tres suffirait pour rendre les granités pâteux.

sible de ne .pas admettre qu'il s'est produit, en dessous de ces points, un afflux spécial de ces substances, — si l'on veut, une bouffée métallique, analogue à celles dont l'enveloppe solaire semble sans cesse le théâtre, — afflux qui se serait trouvé exceptionnellement amener vers le jour une substance d'origine plus profonde et, par conséquent, en communication plus rare avec la superficie. Toute autre hypothèse, où l'on fait provenir cette accumulation métallique d'une concentration exercée sur des roches antérieures, se heurte à des impossibilités numériques, ou suppose déjà, dans une portion localisée de ces roclies, l'accumulation même, qu'il s'agit d'expliquer.

Nous concevons donc finalement, dans la Terre, un milieu fluide interne, qui n'enveloppe pas nécessairement toute la sphère, mais peut être localisé sur les zones faibles ; et un départ opéré, avec mouvement et brassage par les gaz, en une série de stades plus ou moins nombreux : chacun d'eux pouvant être accompagné de l'isolement d'une portion du magma et, par suite, d'une difTérenciation nouvelle, exercée sur celui-ci.

A l'appui de celte idée viendrait cette observation que les roches paraissent, en principe, d'autant plus différenciées qu'elles se sont cristallisées plus près de la superficie. Les granités anciens, qui doivent être des roches profondes, sont aussi homogènes comme composition moyenne, quand on les rapproche les uns des autres, qu'ils le sont, dans leur pâte même, comme* structure minéraïogique. La différenciation est déjà bien plus accentuée dans les granités tertiaires, qui ont des chances pour être plus superficiels, ou dans les granités à mica blanc, qui ont pu former une enveloppe périphérique profonde aux granités proprement dits. Enfin, c'est dans les roches d'épanchement que l'on trouve des types où l'un des deux alcalis, potasse et soude, est le plus près de dominer exclusivement.

Il ne faut pas exagérer la rigueur de cette loi, plus que celle de toutes les autres en pétrographie ; les anomalies existent ; mais l'ensemble des phénomènes paraît bien être celui-là.

Cependant, avant d'aborder un côté différent de la question, nous devons, étant donnée l'obséurité môme du sujet, envisager, parmi les autres solutions proposées, celles qui se présentent avec un réel caractère de vraisemblance et qui s'appuient sur des observations précises*.

La première théorie est celle qui fait consister tout le volcanisme,

1. Il a déjà été question de celte discussion, chap. v, page 158, à l'occasion des fumerolles. Je laicse de côté quelques hypothèses baroques, telles que le fameus volcan de Lëuery, adopté par Wehner pour expliquer le volcanisme par une combustion de pyrites.

toute l'éruptivité ancienne dans la simple refusion d'éléments déjà solidifiés. On a fait remarquer que la seule accumulation des sédiments sur quelques kilomètres d'épaisseur, au fond d'un géosynclinal, devait élever la température à la base et ramollir les roches, au point de provoquer l'affaissement du synclinal, qui accentuerait, à son tour, la sédimentation. Si l'on fait intervenir, en outre, la chaleur dégagée par le dynamisme (charriages, etc.), on peut admettre qu'il existe là des causes de chaleur suffisantes pour produire la fusion des roches et, par une simple pression hydrostatique exercée au-dessous des zones affaissées, amener la remontée de ces roches fondues dans les fractures voisines. On a souvent proposé une telle explication pour la formation des grands magmas granitiques. Pour les roches d'intrusion plus superficielle et d'épanchement on peut, en outre, faire intervenir les brusques déplacements verticaux en observant à quel point les épanchements volcaniques ont une tendance à se localiser près des fractures résultant de ces effondrements .

Cette théorie de la refusion a trouvé, en dernier lieu, une certaine confirmation dans les belles expériences de M. Armand Gautier, montrant quil suffît de refondre un granité pour obtenir, du même coup, la vapeur d'eau caractéristique du volcanisme et tous les éléments gazeux, qui l'accompagnent sous la forme de fumerolles.

J'ai déjà fait remarquer plus haut, que tous les éléments chimiques, mis en jeu dans l'éruptivité, sont des éléments banals, qu'on retrouve dans toutes les roches, dans tous les sédiments, et même dans les eaux; il est donc parfaitement admissible qu'une simple refusion de granités, ou de roches diverses solidifiées, puisse donner des produits analogues à ceux de l'éruptivité ancienne ou moderne et, par suite, jouer un rôle dans le phénomène ; mais ce ne sont pas les éléments banals qu'il faut considérer, ce sont les éléments rares et une telle théorie n'explique, ni les accumulations de mercure, d'antimoine, de plomb, etc., reliées aux roches éruptives, ni les grands amas sulfureux, ni les ségrégations de magnétites titanifères, associées aux gabbros de Norvège, ni même ces éruptions à teneur de 8 ou 10 p. iOO en soude ou en potasse dans une région où la teneur en alcalis des terrains est normale K

1. Il semble également bien difficile que l'eau contenue dans les roches cr:?tallines suffise à produire les deux millions de mètres cubes d'eau rejetés par l'Etna pendant cent jours en 1865, ou les quantités constantes qu'exhale le Stromboli. Une théorie inverse a été soutenue par A. Brin [Hech. sur l'exhalaison volcanique, Genève, 1911), pour lequel le volcanisme même serait anhydre et emprunterait son eau, dans une étape dernière, à la superficie.

Je ferai les mômes objections à une autre théorie très séduisante, qui, pouvant se combiner avec la précédente, attribue le rôle essentiel, et peut-être exclusif dans le volcanisme à des infiltrations d'eaux superficielles et spécialement d'eaux marines. Il suffit d'imaginer, dans une zone disloquée, où les magmas internes ont été réchauffés et ramollis par un des phénomènes précédemment indiqués, ou encore dans laquelle ces magmas forment une poche restée fluide, la pénétration de la mer par des fractures, pour expliquer les explosions de vapeur d'eau', les ouvertures de cheminées éruptives, les montées de roches fondues, les projections de cendres, etc. : en un mot, tout l'appareil extérieur du volcanisme. Les sels de l'eau de mer sont ceux-là mêmes, que l'on retrouve dans les fumerolles ; ils peuvent leur fournir le chlore, le soufre et le carbone (ce dernier corps, il est vrai, en bien faible quantité), et l'on peut même imaginer que l'eau de mer apporte les alcah's jusqu'à une scorie fondue, qui serait surtout ferro-magnésienne. Une telle théorie a le grand avantage d'expliquer la permanence de volcans, qui, pendant des siècles, restent en éruption et continuent à dégager des torrents d'eau, difficilement empruntables à une réserve interne limitée; elle peut aussi aider à comprendre les paroxysmes et les accalmies, si les fractures, où l'eau peut s'introduire, s'obstruent et se rouvrent; enfin elle est bien d'accord avec la localisation habituelle des volcans sur les rivages : localisation, que nous avons attribuée surtout à ce que ces rivages sont des lignes de fracture, mais qui n'en doit pas moins faciliter cette introduction d'eau. On peut donc être tenté d'attribuer à ces introductions d'eaux marines un certain rôle dans le volcanisme ; mais il semble, en dernière analyse, comme A. de Lapparent l'a montré par une discussion approfondie, qu'elles n'en constituent nullement la cause, ni le phénomène principal-.

B) Formation des roches éruptives. Facteurs essentiels à considérer : 1» Profondeur de cristallisation, rôle de la pression et des minéralisateurs ; liquation par densité entre les roches grenues acides et basiques. 2* Liquation, différenciation et ségrégation par densité ou par contact de parois froides. Principe de Soret. Ordre pi'é tendu de succession des coulées. 3° Diverses actions de contact. Refusion ou

1. On a cependant remarqué que les volcans des lies Sandwich, si remarquablement marins, avaient de faibles dégagements de vapeur d'eau et peu de paroxysmes et que, plusieurs fois, les laves du Kilauea avaient eu une issue directe dans la mer sans amener aucune explosion.

2. M. Ed. Suess est également d'avis que les eaux thermales, auxquelles sont dus les filons métallifères, « viennent, pour la première fois, au jour ». c'est-à-dire ont une origine interne.

CIIAP. XIII. — PÉTROGRAPHIE. — FORMATION DES ROCHES ÊRUPTIVES 55$

métamorphisme des parois. Enclaves, etc. 4» Conditions de refroidissement. Influence sur la composition minéralogique et sur la structure.

Quelle que soit l'orig^ine première des magmas ignés éruplifs — origine, que nous laisserons maintenant tout à fait de côté, — il est certain que ces magmas ignés existent en profondeur et que, dans les zones éruptives, ils subissent des déplacements vers la superficie, accompagnés de liquations, de différenciations et de brassages intérieurs, de telle sorte qu'il se produit une série de roches éruptives, affectant des conditions de gisement différentes, des compositions chimiques distinctes, une acidité plus ou moins grande, etc., et que ces variétés de roches arrivent, par suite, en y ajoutant les diverses compositions originelles du magma, à former toute notre série pétrographique. Ce sont les relations du mode de gisement et, notamment, de la profondeur de cristallisation, avec le type de la roche éruptive que nous avons maintenant à examiner.

Lorsqu'on rapproche les unes des autres les diverses observations faites sur le gisement des roches éruptives, on reconnaît bientôt l'intervention d un certain nombre de facteurs, qui vont être envisagés tour à tour dans les paragraphes suivants.

l' Profondeur de cristallisation; rôle de la pression et des minéralisateurs; liquation par densité entre les roches grenues acides et basiques. — La profondeur de cristallisation a eu certainement une très grande influence, tout au moins sur la structure de la roche, par la pression qui en est résultée et l'action plus active de l'eau ou des métalloïdes. Malgré toutes les anomalies et les transitions, qui empêchent d'établir des lois rigoureusement générales, il n'en est pas moins reconnu que les roches d'épanchement, produites aujourd'hui par nos volcans sous la forme de coulées laviques, appartiennent à un nombre de types assez restreints, pour la plupart microlithiques, quelquefois peut-être microgrenus, contenant très exceptionnellement du quartz cristallisé* et qu'il ne se forme guère, dans ces conditions, de roches grenues. Au contraire, toutes les fois que nous observons un dôme granitique ancien, nous arrivons à la notion très nette que ce granité n'est jamais monté à l'état igné jusqu'à la superficie ^ qu'il a été recouvert d'abord par un épais manteau de sédiments, sous la pression desquels il a pu cristalliser et

1. M. L.KCRoix a pu récemment observer la formation presque superficielle de quartz cristallisé dans une lave andésitique (Comptes rendus, 28 mars 1904.)

2. Le fait que les granités sont des roches de profondeur a été depuis longtemps signalé par A. Micuel Lévt {Roches éruptives cambriennes du Beaujolais, Bul. Soc. gool., 1883, p. 275, 277, etc.). 11 ne faut pas lui attribuer une généralité absolue et cette profondeur a pu être assez faible.

que l'érosion seule, en faisant disparaître ces sédiments, a amené son affleurement actuel.

Les expériences de synthèse confirment cette observation première ; en agissant par voie purement ignée, sans intervention de véhicules aqueux et de minéralisateurs, on s'est trouvé impuissant à reproduire le granité, tandis qu'on a pu reproduire toute une série de roches, telles que les basaltes, andésites, ophites, etc., épanchées au jour sous la simple pression de l'air K

Le seul examen d'une roche granitique vient accentuer cette impression. C'est, pour les personnes peu familières avec la géologie, un étonnement que l'homogénéité de ces énormes masses granitiques, où, partout, on retrouve les trois mêmes minéraux, mica noir, feldspath et quartz, cristallisés dans les mêmes conditions, en mêmes proportions, presque avec la même taille. Bien que cette homogénéité soit sujette à se troubler, quand on approche des bords du massif ou des enclaves schisteuses, pour produire, soit une augmentation des éléments, soit une diminution du grain, elle n'en est pas moins réelle, et elle paraît impliquer une cristallisation tranquille, en vase clos, d'un magma très homogène; les inclusions que renferme le quartz, la façon dont ce quartz moule le feldspath et le mica sont également des indices et, en définitive, il n'y a guère de discussion possible sur ce fait que le type granité est toujours une forme de profondeur, cristallisée, comme nous le verrons, en présence de l'eau et des minéralisateurs* et le type basalte une forme d'épanchement, à fusion purement ignée, c'est-à-dire qu'il existe un lien entre la structure et la profondeur originelle.

La discussion commence, lorsqu'on passe aux types intermédiaires microgrenus, que l'on a voulu classer uniformément dans un même groupe filonien, et surtout lorsqu'on veut exagérer l'observation précédente pour la faire intervenir seule.

La vérité est que les filons éruptifs, pour lesquels on a essayé de créer un type intermédiaire entre les granités de profondeur et les roches microlithiques d'épanchement, peuvent présenter toutes les structures ; il existe des granités filoniens au contact des granités en masses et de terrains schisteux ; lesaplites, qui forment des filons très prolongés, sont d'un type nettement grenu et l'on trouve déjà des roches microlithiques sous la forme de dykes intrusifs. De même, le type microgrenu, dont on a cru pouvoir faire la caractéristique des filons, semble se prolonger dans les épanchements. Et ces anomalies appa-

\. Voir plus haut, pages 175 et suiv.

2. A. Michel Lévy a parlé nettement de la genèse hydrothermique du granité (Bull. Carlegéol., no36. p. 20).

rentes sont bien aise'ment explicables, même si l'on attribue une influence essentielle à la profondeur originelle : autrement dit, à la pression, sous laquelle s'est opérée la cristallisation ; car un filon n'est que le remplissage d'une fracture, ayant pu exister à toute profondeur et on ne saurait établir aucun rapprochement entre les fissures, qu'ont pu présenter les voûtes profondes, sous lesquelles cristalli-saient tranquillement les dômes granitiques et les dislocations d'un cône de cendres volcaniques, dans lesquelles les laves se frayent un chemin vers l'air libre ^

D'autre part, les conditions de pression, qui ne sont habituellement réalisées qu'en profondeur, peuvent se trouver parfois reproduites au voisinage immédiat de la superficie, ainsi que le montre une observation de M. Lacroix, rappelée plus haut, sur la formation actuelle d'andésites quartzifères à la Martinique -.

La notion de profondeur et de pression paraît, dans bien des cas, impliquer une intervention plus marquée des éléments gazeux minéralisateurs (vapeur d'eau probablement très active, chlorures, sulfures, etc.), qui, nécessairement, doivent pouvoir être plus abondants et exercer des réactions plus intenses lorsqu'ils sont maintenus, dans le magma igné, par un couvercle imperméable de roches très épais, que lorsque le voisinage de la superficie leur permet de se dégager aussitôt.

11 semble, en général, que cette vapeur d'eau et ces minéralisateurs aient eu une tendance à partir vers la périphérie de ces magmas profonds, que nous nous imaginons volontiers cristallisés sous des sortes de cloches et c'est ainsi que les grandes masses granitiques proprement dites paraissent présenter parfois une auréole de granités à mica blanc, encore grenus, mais à deux temps de consolidation plus distincts ; ces granités à mica blanc, ou les granités eux-mêmes, peuvent, à leur tour, passer progressivement, soit à ce qu'on a appelé en Saxe les «Stockscheider», c'est-à-dire une zone à éléments géants ^ soit à des pegmatites, que l'on peut supposer formées sous la pression de carbonates alcalins, dans une véritable réaction aqueuse * et qui

1. On ne peut, comme on a voulu le faire, établir un lien direct entre le grain plus ou moins fin de la roche et le voisinage des salbandes, c'est-à-dire le refroidissement plus ou moins rapide. Bien d'autres causes, et notamment les principes volatils, sont intervenues. Focqcé a montré autrefois a Santorin, et j'ai moi-même essayé de faire voir par une étude détaillée sur un champ de filons carbonifères dans la Creuse, que le même filon pouvait, dans des conditions identiques en apparence, présenter des variétés très diverses.