CHAP. XIII. — PETROGRAPHIE. — MÉTAMORPHISME DE CONTACT

plus profondes, l'effet se retourne et 1 on a, sur les bords, un accroissement de la crislallinité. Ce n'est pas à dire cependant (et cette simple remarque suffit à l'indiquer) que les parois n'ont pas dû avoir leur inHuence ; mais cette influence n*a pas été la seule et a été certainement complexe.

Il faut ajouter — et c'est le point, sur lequel je veux insister maintenant — qu'on raisonne très inexactement, quand on imagine les roches cristallisant en vase clos, entre des parois inertes. Sans aller jusqu'à l'exagération probable de ceux qui voient, dans le volcanisme, une simple refusion, je crois que cette refusion des parois a dû fortement intervenir, que l'absorption, l'assimilation plus ou moins complète des éléments chimiques empruntés aux terrains encaissants a dû jouer un rôle et qu'il y a là un phénomène de plus à envisagera

Là encore, on est forcé de distinguer. Ainsi, quand on considère des roches éruptives épanchées au jour, l'action de contact a dû être très faible. Ces laves sont, il est vrai, à des températures, qui peuvent atteindre 1.000°, et qui souvent restent au-dessus de 800° à deux ou trois kilomètres de leur émergence ; elles sont donc très chaudes ; mais la chaleur seule est toujours, comme le montrent les expériences chimiques, un agent de transformation assez peu efficace et, surtout, il est frappant de voir à quel point cette action calorifique est localisée. On cite souvent des épanchements de lave impuissants à faire disparaître des couches de neige, des laves entourant des arbres sans les détruire, des laves apportant au jour une provision de cristaux déjà formés sans les refondre. M. Lacroix, auquel on doit une série d'études très approfondies sur les enclaves des roches éruptives, c'està-dire sur les débris de roches étrangères, qu'elles ont englobés et transformés, dans des conditions analogues à celles qui peuvent se produire sur leurs contacts en profondeur, a, dans diverses circonstances, précisé les lois de ces phénomènes ^ Il résulte de tous ses travaux que les roches basiques d'épanchement, telles que les basaltes, agissant uniquement par leur température, produisent seulement des refusions plus ou moins complètes. Avec les roches acides trachytoïdes, les modifications sont tout autrement profondes, grâce à l'intervention des minéralisateurs : les schistes sont feldspathisés, les calcaires transformés en cornéennes pyroxéniques. Néanmoins, toutes les fois

1. Il a déjà été question de ce métamorphisme chimique, page 302.

2. Dans le même ordre d'idées, il a étudié, parmi les produits de l'incendie de Saint-Pierre à la Martinique, des pierres de taille en lave andésitique, qui avaient été assez refondues pour couler, sans que leurs phénocristaux fussent attaqués. Dans certaines parties de ces laves, le verre bulleux avait recristalUsé et l'on avait finalement l'apparence d'une roche à enclaves hétérogènes.

Di Lâchât. — Science géologique. 3"

que le pliénomëne prend l'allure d'un épanchemenl, cette action des minéralisateurs reste forcément très restreinte; la pression, elle non plus, n'intervient pas et le métamorphisme chimique, exercé sur les parois, se réduit à fort peu de chose.

Les conclusions sont inverses, dès que l'on envisage une roche de profondeur, où les minéralisateurs ont dû être nécessairement plus abondants.

Déjà, au contact des intrusions de Iherzolithes pyrénéennes avec les calcaires liasiques, on voit des transformations, qui s'étendent parfois à 500 mètres, développant : dipyre, feldspalhs, micas, pyroxène, tourmaline, rutile, sphène, etc., c'est-à-dire accusant un apport d'alcalis, qui peut atteindre 9 p. 100. Les péridotites de l'île d'Elbe ont amené de même la cristallisation du grenat et du pyroxène. Les ophites produisent des réactions analogues, quoique moins intenses, montrant également une action hydrothermale ou par fumerolles, à température peu élevée, mais néanmoins assez sensible pour avoir fait disparaître la matière colorante organique sur quelques centaines de mètres*.

Ces phénomènes s'accentuent, quand il s'agit d'un granité ou d'une granulite. De belles observations de A. Michel Lévy, à l'origine discutées et aujourd'hui tellement confirmées par l'expérience qu'on tend parfois à en exagérer les conséquences, ont montré lintcnsité du métamorphisme exercé en profondeur sur la périphérie des dômes granitiques et la façon dont ce métamorphisme, qui peut s'étendre à des kilomètres de distance, se traduit différemment à des distances plus ou moins grandes ^.

D'abord, on observe une refusion des terrains encaissants, qui peut, dans certains cas, modifier la composition du granité, par exemple le rendre amphibolique, le transformer en diorite, norite ou péridotite, s'il y a eu absorption de calcaires ou de dolomies, qui, dans d'autres cas, charge le granité d'enclaves schisteuses, au point de lui donner l'aspecl

1. On peut, je crois, envisager, dans le même sens, les observations, au.\qucll»fi conduisent les contacts de certaines porphyrilos carbonifères, ou de basaltes tertiaires, avec des couches de houille, qu'ils ont traversées : il s'est produit un peu do coke, mais seulement sur quelques centimètres d'épaisseur.

2. On trouvera le résumé synthétique des idées de A. Michel Lévv sur cette importante question dans son mémoire sur le granité de Flamanville (Bull. Carte géol., n» 36, 1893). Les principaux travaux de M. Lacroix sur la question des enclaves ou du métamorphisme de contact sont : Les Enclaves des Roches volcaniques (î \o\. de 710 pages, Mâcon, 1893). Les Phénomènes de contact de la Lherzolithe (Uiiil. Carte géol., n'>42, 1895). Le Granité des Pyrénées et ses phénomènes de contact (Bull. Carte géol., n" 64 et 7d, 1899, 1900). De même, A. Michel Lévv a cru remarquer qu'en contraste avec l'étoilement du Mont-Dore, où les alcalis demeurent par parties égales à l'exclusion de la chaux, les cratères de la chaîne des Puys, qui ont pour soubassement des lambeaux de précambrien, leur doivent souvent, par emprunt chimique, une richesse plus grande en chaux (C. R. Ac.Sc, 1" mai l'Sgg).

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d'une véritable brèche, ou, par l'exagération de ces éléments schisteux, détermine un excès de mica noir'.

Puis vient une intrusion du granité dans les terrains encaissants, prenant, ici, l'aspect de véritables filons, ou stockwerks*, là, celui d'injections feldspathisantes aboutissant à des pseudo-gneiss, ou développant ailleurs, au contact de calcaires, de la magnétite avec du grenat'.

Enfin, à plus grande distance, on trouve une simple cristallisation des éléments sédimentaires, accusant peut-être une intervention de minéralisateurs volatils, tels que des chlorures alcalins, de telle sorte qu'on a des schistes micacés, micaschistes, etc. *

Jai moi-même, dans le Plateau Central, accumulé quantité d'observations, en partie inédites, sur cette pénétration réciproque du granité ou du granité à mica blanc et de ses parois schisteuses, sur les mélanges hétérogènes de roches ultra-feldspathiques' et d'enclaves schisteuses mal digérées qui en résultent parfois, sur les productions de minéraux, tels que le grenat ou la cordiérite, au contact de ces schistes, avec disparition du mica blanc, quand ces minéraux apparaissent à sa place, sur le développement des roches à amphibole, etc.

Il est donc incontestable que, lorsqu'il y a roche acide, lorsqu'il intervient des minéralisateurs sous pression et une fusion aqueuse, la paroi du soi-disant vase clos est attaquée et refondue'. Peut-être en est-il

1. Albert Michel Lévy, dans sa thèse sur Les terrains primaires du Morvan et de la Loire (1908), a étudié la production de roches amphiboliques par endomorphose de calcaires frasniens (9).

2. On a nié autrefois la possibilité de Glons granitiques. Ils sont nécessairement plus rares que les filons de roches microlithiques ou même microgrenues, parce qu'ils n'ont pu se produire qu'à une profondeur plus grande et ont dû, par suite, être moins souvent mis à jour. Mais on en connaît de nombreux exemples.

3. (A. Lacroix, Bull. Carte géol., n» 71, page 10.) Le rôle des fumerolles dans tous ces phénomènes de contact extérieur (exomorphe) est bien mis en évidence par la localisation du métamorphisme, qui, autour des granités des Pyrénées, peut occuper une largeur très variable. Voir plus haut page 304.

4. Le métamorphisme produit dépend absolument de la nature des strates influencées. Très intense sur les schistes ou les calcaires, il est très faible sur les grès. M. B\RRois a signalé, en Bretagne, des régions entières de schistes transformés en gneiss, au milieu desquelles on peut encore suivre d'anciens bancs de quartzite.

5. Voir, notamment, mon mémoire sur la vallée du Cher dans la région de Montluçon (Bull. Carte géol., n» 30). Cette exagération des feldspaths dans les phénomènes de salbande est un phénomène très fréquent. Voir, à ce sujet, Michel Lévv, Structure des roches éruptives, 1889, page 7; Barkois, Granité de Rostrenen, 1884.

6. A. Michel Lévy a fait remarquer (Bull. Carte géol., n» 92 p. 32) à quel point les derniers travaux mettaient en évidence la digestion endomorphe de certaines salbandes par les granités et la feldspathisation exomorphe des salbandes par les fumerolles alcalines, souvent assez loin des contacts granitiques. Dans son mémoire sur le porphyre bleu de l'Esterel (Bull. Carte géol., n» 57. 1897), il a étudié une sorte de laccolitbe intrusif à composition de diorile acide, et à structure nettement porphyrique, avec phénomènes métamorphiques au contact.

autrement pour les magmas basiques de profondeur, qui sont précisément ceux où se sont produites les différenciations caractéristiques, aboutissant parfois à de véritables gîtes métallifères, sur lesquelles les géologues de Scandinavie ou du Canada se sont trouvés amenés à porter une attention particulière, parce qu'elles sont, en effet, un type essentiel des zones profondes, qu'ils ont pu de préférence étudier. Avec ces magmas basiques, qui semblent être des fonds de creuset liquatés, restés au-dessous des scories plus légères et plus acides à composition granitique, les phénomènes changent d'allure. Tout d'abord, le rôle des minéralisateurs est moins actif et surtout ces minéralisateurs sont différents ; il ne paraît guère y avoir de chlorures : principes plus volatils, partis sans doute avec les scories plus hautes. Ce qui paraît être resté, c'est de la vapeur d'eau, avec des sulfures. Sous cette influence, la paroi encaissante joue davantage le rôle d'un vase inerte. Il semble alors que l'on ait, dans des vides produits par le ridement de l'écorce, cristallisation tranquille de la scorie ferro-magnésienne, avec départ à la périphérie des sulfures de fer, cuivre, nickel, etc., cristallisés eux-mêmes dans les vides qu'ils ont pu rencontrer (grands amas, stockwerks, injection de schistes feuillets par feuillets), peut-être aussi départ des apatites, et concentration, dans une zone plus centrale, d'autres éléments, tels que le fer chromé ou la titano-magnétite. C'est là que nous avons réellement différenciation, réellement ségrégation tranquille des minerais métallifères, dans les conditions que j'ai autrefois étudiées en détail pour ces minerais*, et sur lesquelles je reviendrai plus loin^

4° Conditions de refroidissement. Influence sur la composition minéralogique et sur la structure. — Enfin une influence, à laquelle j'ai déjà fait diverses allusions, mais qui mérite d'être signalée séparément, est celle des conditions de refroidissement, des divers stades subis par la diminution de température et, dès lors, par la cristallisation.

Cette influence, évidemment très faible pour les roches de profondeur, tend à s'accentuer de plus en plus à mesure que l'on se rapproche des roches d'épanchement et domine finalement dans celles-ci, comme ont contribué à le montrer les synthèses réalisées par MM. Fouqué et Michel Lévy. Ces expériences ont également prouvé que, quand il s'agissait de roches basiques, une simple variation dans les conditions de refroidissement pouvait réaliser toutes les structures, depuis le gabbro grenu jusqu'à l'ophite, ou au mélaphyre.

1. Contribution à l'étude des gtlea mélallifères (Anu. des min., 1900). i. Page oii7.

Quand on est en profondeur et sous pression, il semble que le magma homogène doive faire prise, dans des conditions uniformes, presque en une fois, par la formation de certains ék'^monts cristallins, autour desquels se consolide le reste de la pâte. Le fait que, dans le granité, le quartz moule les autres minéraux, montre que cette cristallisation a dû s'opérer là dans une liqueur siliceuse, qui a fini par se solidifier en masse.

D'autre part, quand on constate, dans les roches intrusives, émanées de ce magma fondamental, la présence de grands cristaux, souvent recuits, refondus, corrodés, on arrive à l'idée que ces phéno-cristaux ont dû être, d'abord produits en profondeur, puis entraînés parle reste de la pâte fluide S comme cette provision de cristaux anciens, que nos laves paraissent toujours apporter vers la superficie. Après quoi, le reste de la pâte, cristallisé encore sous pression, mais dans des fissures plus étroites, a formé, tout autour, une pâte microgrenue.

Au contraire, si l'épanchement s'est fait au jour, on rentre dans les conditions de la fusion purement ignée : production de pâte microlithique, ou de verre, suivant la température ; cristallisation réalisée sous la forme de tel ou tel groupement minéralogique (microcline et mica, ou péridot et néphéline) ; dès lors, grande variété de faciès et, par suite, hétérogénéité suivant les circonstances locales.

En résumé, cet exposé montre combien le phénomène de la cristallisation dune roche est complexe, puisqu'il y a lieu d'y faire intervenir, outre la composition chimique initiale, la pression, l'abondance des gaz, le voisinage ou léloignement des parois, la concentration basique par action refroidissante ou la liquation dans le sens vertical par densité, l'absorption et la digestion plus ou moins avancée des parois du vase, les conditions de cristallisation, etc. Nous sommes très loin de la simple différenciation tranquille, opérée en vase clos sur un magma fondamental unique, qui constituait une explication si simple et si générale ; là encore, comme dans bien des phénomènes naturels, l'observation plus attentive conduit à remplacer la simplicité par la complexité, en attendant que nous revenions un jour à une autre simplicité plus exacte.

C) Age DBS roches ébuptivbs. Séries locales de roches successives. Généralisations abandonnées. Évolution universelle ou récurrences. Complications introduites, par les idées modernes, dans les anciennes notions cTdge. — Jusqu'ici, on remarquera que j'ai entièrement laissé de côté la notion d'âge relative aux roches éruplives, bien que, dans