CHAP. V. — MÉTHODES DE LA PETROGRAPHIE. — ROCHES ANCIENNES IM

Le problème se pose, par exemple, pour les porphyrites intercalées dans le stéphanien ( 1 3) du Plateau Central '. Beaucoup d'entre elles sont certainement filoniennes ou intrusives. Ailleurs, on trouve, sur la superficie actuelle, au-dessus du stéphanien, des pointements circulaires de la même roche et deux hypothèses sont alors à faire : ou bien on est en présence d'une « cheminée » éruptive, analogue à celles, que des roches delà môme famille forment, avec tant d'abondance, dans toute l'Afrique du Sud et qui y sont le gisement des diamants ; ou bien, ce sont des lambeaux démantelés d'anciennes nappes, ou coulées, comme on le constate si fréquemment pour les lambeaux de basalte épars sur nos plateaux d'Auvergne.

C'est surtout pour les gisements à apparence de nappes d'épanchement (troisième groupe) que le problème devient délicat. Souvent on observe, sur tout un plateau actuel, une nappe rocheuse visiblement superposée à la périphérie sur les terrains sous-jacents et l'idée immédiate est d'assimiler cette nappe aux coulées de basalte, dont je viens déparier, ou aux coulées de laves actuelles. Cependant, quand il s'agit d'une coulée remontant à l'époque carbonifère, il est bien certain que cette coulée n'est pas restée là à cette place, exposée à l'air depuis l'époque carbonifère ; elle a été, d'abord, recouverte par des épaisseurs de terrains, peut-être considérables, qui ont disparu ; elle ne forme le sommet du plateau que parce que l'érosion s'est arrêtée plus longtemps à elle, comme à une roche plus dure. Et, alors, on peut se demander s'il est bien exact que cette nappe se soit épanchée au jour et n'ait été qu'ensuite recouverte par les terrains dont nous venons de remarquer la destruction, ou si elle ne se serait pas quelquefois introduite au-dessous de ces terrains après leur dépôt : si, par conséquent, elle ne correspondrait pas à un phénomène de caractère déjà filonien et relativement profond. La question me parait se poser pour de nombreuses nappes de microgranulite, dont tous les pétrographes (et moi-même autrefois) ont admis le caractère épanché superficiellement, tandis que leur structure correspond mal à ce genre de coulées.

La déterminatioL de l'âge des roches, surtout quand on fait intervenir cette notion de profondeur originelle et d'érosion consécutive, qui me paraît d'une importance si capitale, devient, elle aussi, très délicate.

Il suffit, en effet, pour le comprendre, de remarquer que nos deux moyens pour déterminer l'âge d'une roche sont :

l** D'en rencontrer des galets remaniés dans un terrain sédimentaire d'âge déterminé, ou de reconnaître qu'un terrain sédimentaire s'est

i. Le chiffre (13) qui accompagne un nom d'étage géologique, se rapporte an laDieau de la page 222 bis.

Di LàCiUT. — Scieoce géologique. 1 1

162 LA SCIliNCIi GÉOLOGlQUIi

déposé transgressivement sur un ensemble complexe de terrains «)ù se présentent des liions de cette roche, arrêtés brusquement au contact des deux formations : ce qui donne une limite maxima ;

2* De constater que la roche en question recoupe un autre terrain sédimentaire : ce qui donne une limite minima.

De ces deux genres d'observations, les premières seules conduisent à des- résultats de quelque précision : si un sédiment contient des galets d'une roche, il est impossible d'échapper à cette conséquence que la roche existait déjà quand le terrain s'est formé et l'on a là une limite précise. De même si, comme cela se présente dans de belles coupes d'Australie ou du Colorado, les fdons s'interrompent tous soudain sous un terrain transgressif. Malheureusement, les observations de ce genre sont rarement possibles et l'on est, le plus souvent, obligé de recourir uniquement au second procédé, très imparfait.

Il peut, en effet, aujourd'hui même, s'ouvrir un volcan au milieu du carbonifère ou du silurien ; la roche produite sera pléistocène et la limite d'âge, obtenue pour elle, seulement carbonifère ou silurienne.

Pourtant, lorsque, dans une région, les manifestations éruptives sont nombreuses, lorsque les terrains représentés comprennenttoute l'échelle géologique et lorsqu'on ne voit jamais les roches recouper des terrains plus récents que le carbonifère (13), en épargnant toujours le permien (14), l'âge carbonifère paraît très vraisemblable.

C'est là, toutefois, qu'il faut faire attention au caractère plus ou moins profond de la roche en question. Une conclusion, qui pourrait être exacte, s'il s'agit d'un épanchement lavique, ou d'une projection de cinérites, comme on en rencontre dans le carbonifère de la chaîne hercynienne, devient tout à fait erronée pour une roche de profondeur, tel qu'un granité. Pendant toute la durée du permien, il a pu cristalliser des granités à 3.000 mètres de profondeur, qui jamais n'ont atteint le permien, parce que le permien se déposait à la surface.

Et, surtout, ce qui vient compliquer le problème, c'est l'impossibilité, où l'on efÀ, d'affirmer l'identité d'âge de deux roches semblables, même au voisinage l'une de l'autre et, à plus forte raison, à de grandes distances ; ce qui ne permet pas de déterminer, en toute rigueur : la limite supérieure par l'une ; la limite inférieure par sa voisine.

Il est très probable qu'à toutes les époques géologiques, et aujourd'hui encore, il cristallise des granités à une profondeur convenable '. Si nous ne constatons, en général, que des granités anciens, c'est parce que Ccux-là seuls ont eu le temps d'être décapés et mis à jour par l'érosion

1. Voir page îiGS.A. Lacroix a observé, en 1911, à La Réunion, des roches à structure granitique de formation presque superficielle et contemporaine.

CHAP. V — PÉTROr.RAPlIIE. - FXAMFCN MICROSCOPIQUR DKS ROCHES 163

ft si, lorsque nous trouvons par hasard des granités tertiaires, ils sont quelquefois un peu diiïérents par leur type des granités primaires, c'est parce qu'ils ont toutes les chances d'avoir représenté des formations plus superficielles des mêmes magmas. En admettant même que cette conclusion générale paraisse encore hypothétique, elle est moins discutable si l'on se borne à une période de plissement déterminée; pendant toute cette période de plissement, il me semble avoir dû se produire des granités et, lorsqu'on a dit qu'il s'était formé : d'abord des granités, puis des microgranites, puis des porphyrites, je crois qu'on a cédé, en partie, à une illusion, tenant à l'oubli de la profondeur originelle, ou des conditions qui peuvent remplacer celle-ci.

Que l'on suppose, au même instant de l'époque stéphanienne (13), du granité cristallisant à 3.000 mètres de profondeur, des microgranulites à quelques centaines de mètres de profondeur et des porphyrites à la surface même, ces dernières paraîtront post-stéphaniennes, tandis que les microgranulites peuvent ne pas atteindre le stéphanien (13) et les granités ne pas s'élever plus haut que le précambrien (1) ; on attribuera à une différence d'âge ce qui tiendra à une différence de profondeur*.

Pour la même raison, je crois peu, sauf exceptions, à ces lentilles en fusion que l'on a parfois imaginées comme la source universelle et commune de toutes les roches d'un pays, à ces amandes ignées lançant l'une après l'autre des roches d'acidité décroissante ^.

En tout cas, quelle que soit la théorie admise, il est utile de penser aux hypothèses qui viennent d'être présentées et de se tenir en garde contre les erreurs, dans lesquelles on tomberait si elles s'étaient trouvées réalisées.

2* Examen des roches au laboratoire. — L'examen des roches au laboratoire a pour but, non seulement de compléter leur détermination précise, souvent difficile ou même impossible sur le terrain, mais aussi de reconnaître la structure intime de la roche, la nature, la proportion €t l'agencement deses minéraux, les inclusions qu'elle renferme, etc.

Cet examen comprend : avant tout, des méthodes optiques et des analyses chimiques; accessoirement, quelques procédés de préparation

1. Il est à remarquer, par exemple, pour nos microgranulites du Plateau Central, ^ue, lorsque nous les voyons recouper des couches dinaiitiennes (1 1 ) . ce sont, généralement, des lambeaux de ce terrain, qui ont commencé par s'enfoncer dans des fosses d'effondrement lors du grand mouvement hercynien de l'époque westphalienne (12;, ce qui leur a permis ensuite d'échapper à l'érosion et qui ont pu ensuite être remontés, avec toute la région, par la continuation du mouvement. Quand les microgranulites les ont recoupés, ils n'étaient donc probablement plus à la surface, quoiqu'aucun lerjrain nouveau ne se fût déposé au-dessus d'eux, mais déjà à une certaine profondeur.

2. Voir, plus loin, pages 549 et suiv., la discussion de cette question.

16i LA SCIENCE GÉOLOGIQUE

mécanique fondés sur la densité, la dureté ou l'attraction magnétique. Les méthodes, qui vont être décrites ici, s'appliquent aussi bien aux sédiments qu'aux roches éruptives.

a) Méthodes optiques. Emploi du microscope ^ — La détermination des minéraux constituants d'une roche n'a acquis quelque précision que le jour où l'on a réussi à employer pour leur étude l'examen microscopique. Auparavant, on était réduit à un examen sommaire, fait à l'œil nu ou à la loupe, qui donnait des résultats tout àfait insuflisants, mais que l'on continue néanmoins à employer comme première approximation. Cet examen superficiel est devenu d'autant plus utile pour nous que l'étude préalable de nombreuses roches au microscope a déjà permis de reconnaître les faciès extérieurs correspondants à «iiverses structures intimes et autorise dès lors souvent à déterminer la roche d'après son faciès.

En pratique pétrographique, on peut admettre que l'examen à la loupe grossit 10 fois le diamètre des objets et l'examen au microscope 80 à 150 fois. Exceptionnellement, on travaille, au microscope pétrographique, à des grossissements de 800 diamètres ; mais on n'atteint pas les grossissements de 1.800 et 2.000 diamètres utilisés en ^histologie -.

A ce propos, je ferai remarquer aussitôt l'erreur que nous commettons tous, et dont la science même a été longue à se dégager, en attribuant une importance réelle aux démarcations, tout accidentelles et subjectives, que semblent introduire, dans la nature, la puissance de nos organes, comme notre position dans l'espace, ounotre dimension propre. C'est ainsi qu'il a fallu en pétrographie de très longues discussions pour faire admettre l'identité d'une roche présentant des éléments distincts à l'œil nu ou à la loupe, c'est-à-dire quand on l'examine avec les instruments courants dont nous nous servons sur le terrain, et d'une roche dont les éléments ne sont visibles qu'au microscope, bien que la grandeur relative des uns et des autres varie à peine dans la proportion du simple au décuple et qu'une telle différence ne nous embarrasse nullement, dès qu'elle dépasse la limite de visibilité ^.

1. Il me parait utile de résumer en appendice les notions principales d'optique mathématique, auxquelles je serai forcé de faire sans cesse allusion. On trouvera donc, page 731, l'explication des termes qui paraîtront obscurs dans le texte,

2. On sait que le grossissement de 4.000 diamètres représente actuellement une limite théorique; bien avant d'y atteindre, les observations deviennent souvent très illusoires par la diminution de clarté et par les confusions de tous genres auxquelles on est exposé.

3. C'est une illusion du môme genre, qui nous a fait envisager comme très distinctes les vibrations lumineuses ou électriques et les vibrations calorifiques, parce que les unes, un peu plus rapides que les autres, sont sensibles ù la vue et les autres non, malgré toutes les transitions qui les relient. De même encore, quand