ROCHES ÉRUPTIVES

Rien n'est plus difficile qu'une histoire chronologique des évolutions et des changements que notre planète a subis depuis son origine jusqu'aux temps historiques. Les phénomènes, de nature fort diverse, qui ont concouru à façonner son énorme masse et à lui donner sa structure actuelle, se sont produits presque simultanément. Le dépôt des terrains sédimentaires a été constamment interrompu, entravé, par de violents phénomènes d'éruption; par l'éjaculation, à travers les couches sédimentaires, de roches ignées lancées de l'intérieur incandescent du globe. Avec ce trouble et ce pèle-mèle d'actions, un exposé historique rigoureusement chronologique devient impossible, car on ne peut distinguer dans cette continuelle complexité de phénomènes ce qui est fondamental de ce qui est accidentel et secondaire. Pour jeter quelque clarté sur cette matière ardue, nous avons partagé en deux parties les faits relatifs à la formation progressive du globe terrestre actuel. Nous avons commencé par faire l'histoire des terrains sédimentaires, que l'ancienne géologie appelait terrains neptuniens,SiQn de rappeler que ces terrains doivent leur origine aux dépôts laissés par les mers de l'ancien monde. Mais après l'étude des terrains neptuniens^ reste celle des roches pltUoniennes, pour employer une expression scientifique déjà un peu surannée. Après avoir exposé la formation des terrains sédimentaires,

kkQ LA TERRE AVANT LE DÉLUGE.

nous avons donc à parler des roches ignées ^ ou des roches érup- HveSy comme on les nomme aujourd'hui. La description de ce dertiler et important ensemble de formations géologiques complélera la physionomie de notre planète.

Nous aurions pu sans doute faire riûstoirc des formations éruptivesauîÊ époques mêmes de ces phénomènes, c'est-à-dire les rattacher aux époques de transît ion, secondaire et tertiaire. Maïs cet exposé eùl été trop fractionné et trop souvent interrompu; d'autre part, noire récit aurait perdu de son homogénéité et de sa rapidilé. Nous avons espéré élre plus net et plus clair en coupant dans un dernier chapitre toutes les formations éruptives.

Les roches qui sont venues dn centre de la terre, à l'état de fusion ignée, se trou veut mêlées ou intercalées avec les masses stratiSéesde toutes les époques, sur tout des époques anciennes. Les terrains auxquels ces roches ont donné naissance, présen** lent un grand intérêt, d'abord parce qu'ils entrent dans la constitution de l'écorce terrestre, ensuite parce qu'ils ont imprimé au sol, lors de leur éruption, des traits camcléristtques de configuration et de structure; enfin à cause des métaux qu'ils livrent à rindustrie humaine.

D*aprèâ Tordre historique de leur apparition, nous classerons les formations éruptives en deux groupes :

1' Les éniptions plutoniqueSj qui ont produit la série, extrêmement variée, des granits de diverse nature, les syénites, les protogines, les porphyres, etc.

2* Les éruptions volcaniquesy d'origine plus récente que les premières, qui ont donné la succession des trachyles, des basaltes et des laves modernes.

c:^^aq:p

Les éruptions de granit ancien sont survenues pendant l'époque primitive. Ces roches se présentent quelquefois sous la forme de masses considérables ; mais Técorce du globe étant encore mince et perméable, devait se prêter à de fortes imbibitions granitiques : de là Jes gneiss^ doiit il a été question dès le début. En vertu de sa faible cohésion, Técorce primitive du globe a dû

ig. 326. Injection du gneiss par des filons de granit (montagnes du cap Wrath, en Ecosse).

se laisser déchirer dans tous les sens, et de là des filons ramifiés parfois très-irréguliers, dont la figure 326, qui représente une injection de granit à travers le gneiss, peut donner une idée. Ces granits anciens se montrent, en France, dans les Vosges, dans l'Auvergne, à TEspinouse (Languedoc), au Plan-de-la-Tour (Provence), dans la chaîne cévenole, au mont Pilât près de Lyon

LA TERRE AVAMT L£ DÉLUGK

et dam la partit mfojdiofttle desdialii» Konnaîses, Us m don* a^dI qut rar«fti«iil oaitsance à ém icôdents de paysage hardis oo fnndtosas ; carajanttQ k rapporter le poids des îDlempéileft atiii08pliéfiqii£s depuis les premiers temps de La cûbso- Udalioa da gtobe^ tes roebes ont été fort émousséas. C'est seu- Itmeot daiu les c^ ob des dîslûcalîons réeentes y oeI fomé des essores qu'elles acquièrent un caractère pittoresque.

Le granil, quand U est sain, foarDJt de bons maténaux de conitructioii ; malt iJ ne faut passe âgurer qull jouisse de t'extrème dureté doot les poètes Tont bien gratuitement doté> Sa teiture grefiae le Tatt rejeter pour rempienrment des routes^ parte qu'il te laisse réduire troplkciJementeci poussière^ÂvecsonioarteaUj legtfiolo^e en façonne aisément des échantillons; et eu 1856,à Bomarsund (Riissie)ftêS boulets de uosTalsseauxont largement démontré que les remparts de granit se laissent démolir aussi facilement que ceux qui sont construits en pierres calcaires.

La $yému^ dans laquelle une partie du mka est remplacée par de Famphibole, a surgi après le granit et fort souvent à e6té de cette roche. Ainsi les deux extrémités des Vosges, vers BelfortetStrastiourg, sont éminemment syéni tiques, tandis que leur partie intermédiaire, vers Colmar, est granitique. Dans le Lyonnais, la région sud est granitique, la région nord, à partir de TArbresle, est en grande partie syénitique. La syénite se montre encore dans le Limousin.

La constitution minéralogique de la syénite, dans laquelle entre un feldspath souvent rose, en fait une roche d'autant plus belle que Tamphibole vert ou presque noir rehausse, par son contraste, TefTet de coloration. Aussi quelquefois cette roche est-elle exploitée pour l'ornementation architecturale. Il en existe des scieries aux environs de Plancher-les-Mines, dans les Vosges. On en trouve le type le plus parfait en Egypte, non loin de la ville de Syène, qui lui adonné son nom.

C'est avec la syénite que les anciens Égyptiens ont taillé leurs sphinx et leurs colonnes monumentales. Le piédestal de la statue de Pierre le Grand, à Saint-Pétersbourg; le revêtement du soubassement de la colonne Vendôme, à Paris; l'obélisque de Louqsor, aujourd'hui à Paris, sont en syénile.

La syénite se désagrège plus facilement que le granit, etcomme

cette roche contient des nœuds dont les parties sont très-condensëes, ces nœuds demeurent souvent en forme de grosses boules au milieu des débris provenant de l'altération de Tensemble.

Il faut remarquer encore que les masses syénitiques sont souvent fort hétérogènes. L'amphibole vient à manquer quelquefois, et on peut alors n'y voir qu'un granit ancien. Dans d'autres cas, l'amphibole devient tellement prédominante qu'il en résulte un diorite à gros ou à petits grains. Le géologue doit tenir compte de ces transitions, pour ne pas se laisser induire en erreur par quelques aspects trompeurs.

La protogine est une autre sorte de granit : la chlorite y tient la place du mica. Excessivement variable dans sa texture, la protogine passe de l'aspect granitoïde le plus complet à celui d'un porphyre, de manière à présenter de continuels sujets d'incertitude et à rendre fort difficile la déterminationde son âge géologique. Cependant on peut croire qu'elle est venue au jour avant et. pendant la période houillère. En effet, au Creusot, la protogine a refoulé le terrain houiller, de manière à s'épancher par-dessus, si bien qu'il serait possible de foncer des puits qui, de la protogine, pénétreraient dans les couches de charbon. Quelque chose d'analogue se manifeste auprès du Mont-Blanc. Le célèbre colosse qui domine cette chaîne et les aiguilles qui lui font suite, sont composés de protogine. Là, cette roche a manifestement agi sur les terrains houillers en les torturant et enlesmétamorphisant; mais comme aucune action de ce genre ne se laisse découvrir dans le terrain triasique juxtaposé, on doit admettre qu'à l'époque de la sédimentation du grès bigarré les émissions protogineuses avaient cessé.

Il faut savoir, du reste, que si la protogine forme autour du Mont-Blanc des aiguilles si hardies, cette circonstance ne tient qu'à la verticalité de la montagne et à l'excessive rigueur des saisons qui démolissent et abattent continuellement toutes les parties de la roche altérées par les agents atmosphériques. En effet, là où la protogine se trouve dans des climats plus doux, par exemple autour du Creuzot et à Pierre-sur-Autre , dans la chatne du Forez, les montagnes ne montrent pas ces pics escarpés qui hérissent la chaîne du Mont-Blanc. Seulement des ganglions résistants forment quelquefois des roches branlantes,

ainsi norooièes parce que reposant, par leur base convexe^ sur un piédestal tigaicment convexe, mais en sens opposé; il est facile de fa ire balancer ces blocs mal assis, tandis qu'en raison de leur maiïse il faudra H plusieurs paires de bœufs pour les dêpIaceL Cette aptitude à se façonner spontanément en boules eu en ellipsoïdes appartient d'ailleurs à d'auLr«ïs roches granitoideS; et même à certains grès. Les pierrtâ brantantfs ont souycei donué lieu à des légendes et à des mythes ]>opuiatres.

Les éruptions de granit, de protogine et de porphyre ont débuté, selon M. Fournet^ durant la période carbonifèrejCar on trouve des cailloux porphyriques dans les con^'loraèrals houillers; elles continuèrent pendant la période triasique, puisque, dans certaines parties de rAUemagne, les liions d'un por-^ [ihyra tra\ ersent les grès bigarrés. Les syéniles ont spéciale ment réagi sur les depuis siluriens, et jusque sur les parti» inférieures du terrain carbonifère.

Le porphyre est une variété de granit dont les Cléments mî néralogiques, c'est-à-dire le quartz, le feldspath el le niicaj soal noyés dans une pâte non cristalline^ agglutinant^ réunissante cristaux de quartz, de feldspath et de mica, qui sont, au contraire, contigus dans le granit. La pâte des porphyres est essentiellement composée de feldspath et d'une quantité plus ou moins grande de silice, sur laquelle se dessinent ordinairement des cristaux feldspathiques, plus ou moins volumineux.

Lavariétédeleurscaractèresminéralogiques,radmirablepoli qu'ils peuvent acquérir et qui leur prête un aspect éminemment favorable à Tornementation, donnent aux porphyres une importance industrielle et artistique qui serait plus grande encore si la difficulté de les tailler n'en rendait le prix très-élevé. Les porphyres, pris à part , offrent une pâte générale essentiellement composée de feldspath compacte, dans laquelle se dessinent des cristaux d'orthose, largement et parfois trèsrégulièrement développés. A côté de ces cristaux d'orthose s'implantent souvent des globules, ou bien des cristaux, de quartz, également terminés aux deux bouts en forme de dodécaèdres bipyramidés. A ces éléments s'ajoutent des lamelles d'un mica d'aspect chloriteux. En somme, on réserve le nom de porphyres

quaruifères h ceux qui montrent ces cristaux siliceux; les autres sont désignés par le nom simple de porphyre.

Ces porphyres possèdent divers degrés de dureté et de compacité. Quand une belle couleur rouge sombre, qui contraste avec le blanc du feldspath , se joint à la dureté, il en résulte une pierre magnifique, susceptible de prendre le poli et de servir à la décoration des édifices, à la construction des vases, des colonnes, etc. Le porphyre rouge d' Egypte , dit antique, était particulièrement recherché par les anciens, qui en faisaient des sépulcres, des baignoires, des obélisques. La plus grande masse connue de ce porphyre est l'obélisque de Sixte-Quint, élevé à Rome. On voit aussi dans le musée du Louvre, à Paris, de magnifiques bassins et des statues faites de cette roche.

Malgré sa compacité, le porphyre se désagrège comme les autres roches. On a pu s'assurer de cette circonstance à Paris, où l'un des sphinx apportés d'Egypte, étant placé par hasard sous une des gouttières du Louvre, ne tarda pas à s'exfolier, tandis qu'il avait tenu bon pendant des siècles sous le climat de l'Egypte. Dans nos contrées les porphyres sont fréquemment décomposés et rendus méconnaissables* .

Les serpentines sont des talcs compactes , qui doivent au silicate de magnésie leur structure grasse et onctueuse. Leur peu de dureté permet de les travailler au tour, et d'en façonner des vases de formes diverses. Onen construit des poêles qui supportent bien le feu. La serpentine qu'on exploite au bord du lac de Côme, et qui porte le nom de pierre ollairey est excellente pour cet usage.

La serpentine se montre dans les Vosges, dans le Limousin, dans le Lyonnais, dans le Var. Elle occupe d'immenses surfaces dans les Alpes, ainsi que dans les Apennins. Une partie des roches stratifiées de la Toscane a été soulevée et culbutée par ses éruptions, et il en est de même dans l'ile d'Elbe.

1. En France, les roches porphyriques percent sur divers points, mais elles ne sont abondantes que dins la partie nord-est du plateau central et dans quelques parties du Midi. Elles forment des montagnes de forme conique, offrant presque toujours sur leurs flancs des dépressions considérables ; dans les Vosges, elles atteignent jusqu'à 1000 et 1500 mètres d'élévation.

Formation trachytiqm^ — Les éruptions de trachyte ont ap#pttru vers le milieu de la période teniaire, et se sont prolon gées jusqu'à la fin de cette période.

Les Irachytes présenteîii la plus grande analogie de coinpo* sitioîi avec lesporpliyres feldspathiques, mais leurs caractères minéralogiques sontdifférenls* Leurtissu est poreux; leur pâle blanche^ grisej noirâtre, jaunâtre; elle présente des cristauï disséminés de feldspath, d'amphibole et de mica. L'aspect eitérieur des trachytes est d'ailleurs très- variable.

Dans le centre de la France, le trachyte forme les trois centres montagneux les plus élevés : le groupe du Cantal, celui des monts Dores et la chaîne du Velay.

Le groupe du Cantal est un cône irrégulier, surbaissé, évidé à son centre, dont la base, à peu près circulaire, occupe une surface qui a près de 15 lieues de diamètre. Le groupe tracbytique proprement dit s'élève à la partie centrale, et se compose de hautes montagnes, d'où partent des contre-forts qui s'abmssent peu à peu, pour se terminer par des plateaux plus ou moins inclinés. Ces montagnes centrales ont une hauteur qui varie entre 1400 et 1800 mètres. Une variété de trachyte, dite phonolithe^ forme, au centre, des escarpements trachy tiques qui encaissent les vallées principales, des pics élancés, comme on le

voit dans la figure 328, qui représente Tun des pics phonolitbiques du Cantal.

Le groupe des monts Dores est un cône qui occupe un espace à peu près circulaire de 5 lieues de diamètre. La masse trachytique qui constitue cette gibbosi té montagneuse, est d'une épaisseur moyenne de 400 à 800 mètres, en y comprenant les couches de matières pulvérulentes, de conglomérats ponceux, de tufs qui en forment la base et entre lesquelles on voit des as-

^^'"''^fe^

Fig. 338. Pic pbonolithique du Cantal.

sises de lignite. Le tout se superpose à un plateau primitif de 1000 mètres environ de hauteur. Déchiré et morcelé par de profondes vallées, le pâté ne s'en exhausse pas moins graduellement jusqu'au pic de Sancy (fig. 327), qui atteint une élévation de 1887 mètres.

Sur le même plateau que les monts ^Dores, à 12 kilomètres au nord de ses dernières pentes, la formation trachytique se prolonge en quatre dômes arrondis : ceux du Puy-de-Dôme,

du Sarcouy, du Clierzou et du Petit-Suchet. La roche a pris une physionoinie particulière qui lui a valu le nom de domUe, Le Puj-de-Dômc nous présente un bel et frappant exemple d'une roclie trachy tique éruplive.

La chaîne du Velay forme une zone composée de pics et de plateaux indépendants qui forment sur rtioriion un long ridmu bizarrement découpé. La nudîlé des montages ^ leur formes aiguès ou arronaics, quelquefois terminées par des plateaux escarpés, donnent à la contrée une physionomie pittoresque et caractéristique. Le pic de Mésenc, qui s'élève à 1774 mètres, est le point culminant de cette chaîne* Les phonolithes qui la constituent ont dû faire éruption en un grand nombre de points, suivant une fissure dirigée du nord-nord -ouest au sud-sud -est

Sur les bords du Rhin et dans la Hongrie, la formation trachytiqiie offre des caractères identiques à ceux que nous venons d'indiquer pour la France. En Amérique, elle est principalement représentée par d'immenses cônes superposés à la chaîne des Andes. Le colosse du Chimborazo est un de ces cônes trachytiques*

Formation basaltique. — Les éruptions basaltiques ont apparu pendant les périodes secondaire et tertiaire. Le basalte, lave essentiellement pyroxénique, noire et compacte, est la roche dominante de cette formation. Il existe des basaltes en courants bien déterminés qui se rattachent à des cratères encore apparents aujourd'hui; leur origine ignée ne saurait donc être mise en doute. Un des exemples les plus frappants de cratère basaltique nous est fourni parla montagne ou le cratère de la CoupCy dans le Yivarais. Sur les flancs de cette montagne on aperçoit les traces qu'a laissées le courant de basaltes liquéfiés ; au pied de la montagne existe le basalte prismatique. La planche 329 donne lldée exacte de cette curieuse coulée basaltique.

Le basalte éruptif a quelquefois formé des plateaux. La figure 330 montre théoriquement et sans qu'il soit nécessaire de rien ajouter, le mode de formation de ces plateaux.

Beaucoup de ces nappes basaltiques constituent des plateaux très-étendus et d'une épaisseur considérable. D'autres forment

des lambeaux d'un même tout, plus ou moins disloqués; d'autres enfin se présentent en buttes isolées et très-éloignées de

Fig. 330.

formations congénères (fig. 331). Enfin on trouve des basaltes en filons plus ou moins puissants. Le centre de la France et les

Fig. 881.

Basalte en battes isolées.

Fig.' 332.

Filons basaltiques de VilIeneave-dd-Berg

bords du Rhin nous en offrent beaucoup d'exemples. Ces filons donnent quelquefois la preuve bien évidente que la matière ne s'est pas introduite par en haut, et qu'elle ne peut être qde le résultat d'une injection de l'intérieur de la terre à l'extérieur. Ds se terminent, en effet, par le haut en masses effilées, quelquefois bifurquées , qui se perdent dans la roche qu'elles traversent. Tel est le cas des filons basaltiques de Villeneuve- de- Berg (fig. 332).

Un des caractères les plus frappants des basaltes c'est leur structure souvent prismatique. Gomme cette lave est homogène et à grains très-fins, les lois qui déterminent la direction des fissures de retrait dans les corps qui passent de l'état liquide à l'état solide par le refroidissement, deviennent ici très-manifestes. Aussi les terrains basaltiques ont-ils été de tout temps remarqués à cause de la forme et de l'agencement pittoresques de leurs laves. Ces laves basaltiques représentent souvent dea colonnades de prismes réguliers , ayant généralement cinq ou

six pans » el dopi la disposiiiofi paraît perpendiculaire aux mvbces de rerroidiisËment (flg. 333). D^autres fois, toutes les cô-

ne^ iU.

«n (M<ïnitv* ^ifiiAiiquai.

lonnes , brisées au ini^me niveau, présentetit des sortes de pavés composés de piètes à pans régulièrement accolés^ qui s'étendent sur UQ espace pius ou moins considérable, et qui sont placés en amphithéélre tes uns du*dessus des autres. On a de tout temps

Pig. 334. Chaussée des Oeanu, aa bord de la rit lere da Volant, diat l'Ardècko.

donné le nom de chaussées des géants ou de pavés des géants à ces curieuses dispositions des basaltes. En France^ le Yivarais, le

Yelay et l'Ardèche sont remplis de ces chaussées basaltiques. Nous donnons ici (ûg. 334) le dessin d'une chau.^sée basaltique

Pig. 33S. Grotte trappéenne de Fingal, dans l'Ile de StafTa : aspect intérieur.

située sur les bords de la petite rivière du Volant, dans le département de TArdèche.

L'Irlande a toujours été citée pour ses imposantes chaussées

Fig. 330. Grotte trappéenne de l'Ile de Stafla : aspect extérieur.

d«îs géants. La grotte de Fingal (Qg. 335), dans llle de Staffa, est, sous ce rapport, d'une renommée, on peut le dire, banale.

Là TE&BE avant le DELUGE

ao mîlkii d'immeoses colona^

Ctwiiiiiii ïlenieiil battues p^ les

m autre asped de k mèmt

IrropticHi à Ilubérteur des 4e leur i^nSM ea eduiuii^ rtétgulières, om M oislev entre TrèresetCo- B ce genre ; elle est coawom& k Dûoi éê ffiiii éetlVnn^^, parce que ces colonaes pièce mrtQnMm mf^imèes (Gg, 337).

Fig. Si7. Grotte des Frosâges.

Si l'on considère que dans les basaUes en nappe la partie inférieure est compacte, souvent divisée en colonnes prismatiques, et la partie supérieure poreuse, celluleuse, scoriacée, divisée irrégulièrement ; — que les points de séparation des assises offrent de petits lits de fragments de ces pierres poreuses connuessous le nom de lapilli; — que la partie inférieure de leur masse présente une multitude d'appendices qui pénètrent dans les terrains meubles où elles reposent, ce qui dénote une matière liquide qui s'est moulée dans ses crevasses ; — que les terres voisines sont souvent calcinées sur une épaisseur plus ou moins considérable, et les débris de végétaux qu'elles renferment charbonnés, etc., on ne pourra conserver le moindre doute sur l'origine ignée des dépôts basaltiques. Arrivé au jour par certaines crevasses, le basalte liquide s'est répandu, a coulé sur la surface horizontale du sol. Cette lave n'aurait pu, en effet.

prendre une surface unie et une épaisseur constante si elle s'était répandue sur des plans inclinés.

Formation lavique. — La formation lavique comprend à la fois les volcans éteints et les volcans actuellement en activité.

La première formation est représentée en France par des volcans situés dans les anciennes provinces de l'Auvergne, du Velay et du Vivarais, mais principalement par environ cinquante cônes volcaniques, hauts de 200 à 300 mètres, composés de scories et de pouzzolanes, alignés sur un plateau granitique qui domine la ville de Clermont-Terrand, et qui se sont produits à la suite d'une fracture longitudinale de l'écorce terrestre, allant du nord au sud. C'est la Chaîne des Puys^ qui a 30 kilomètres de longueur. Par leur structure cellulaire et poreuse, grenue et cristalline, les laves des coulées de ces volcans feldspathiques ou pyroxéniques se distinguent facilement des laves analogues provenant des formations basaltique ou trachytique, qui se présentent comme elIesT sous forme de coulées. Leur surface est irrégulière, hérissée d'aspérités formées par les entassements des blocs anguleux.

Les volcans de la Chaîne des Puys^ que Ton voit représentés dans la planche 338, sont si parfaitement conservés, leurs laves sont si fréquemment superposées aux coulées basaltiques, et présentent une composition et une texture si distinctes, qu'on n'a pas de peine à établir qu'ils sont postérieurs à la formation basaltique et d'un âge très-récent. Cependant ils ne paraissent pas appartenir aux temps historiques, car nulle tradition n'atteste leur irruption .

Nous nous arrêterons plus longtemps sur les volcans actuels.

Tout ce qui concerne les volcans s'explique sans peine parla théorie, que nous avons si souvent indiquée, des fractures du globe résultant de son refroidissement. Les divers phénomènes que nous présentent les volcans actuels sont, comme l'a dit de Humboldt, < le résultat de la réaction du noyau fluide interne de notre planète sur son écorce extérieure. »

On nomme volcan tout conduit qui établit une communication permanente entre l'intérieur de la terre et sa surface, conduit

qui donoe passage, par iatervalles^ à des éruptions de matière lavique, ou de tams. La figure 339 moDtrej d*une manière théorique, le mècanbiDe géologique de réropUon d*OQ volcan.

On évalue à environ trois cents le nombre des volcans actuellement en ignition à la surface de la terre. On les partage en deux groupes : les volcans isolés ou centraux et les volcans disposés en séries. Les premiers sont des volcans actifs, autour desquels peuvent s'établir des bouches éruptives secondaires, toujours en relation avec la bouche principale. Les secondssont disposés comme des cheminées de forge, le long de fentes qui se prolongent sur de grands espaces. Vingt, trente cônes volcaniques et plus peuvent s'élever au-destus d'une pareille fente de la croûte terrestre, fente dont la direction se manifeste par leur propre direction linéaire. Quelquefois ces fentes se trouvent sur la crête de chaînes de montagnes élevées et disloquées, comme par exemple sur les Andes de TAmérique méridionale.

Dans la mer, les séries de volcans se montrent sous fornie de groupes d'tles disposées en séries longitudinales.

On range parmi les volcans centraux : ceux des îles Lipari, qui ont, comme centre, le Stromboli, en activité permanente ; VEtnay le Vésuve^ les volcans des Açores^ des Canaries^ des lies du Cc^p'Verty des îles GallapagoSy des îles Sandwich^ des îles Marquises, des îles de la Société^ des îles de VAmitié^ de l'île Bourbon^ enfln YArarat.

On range parmi les volcans en séries : la série des volcans de la Sonde, qui, sous le rapport des matières éjaculées et de la violence des éruptions, renferme les bouches à feu les plus remarquables du globe; — la série des Moluques et des Philippines; — celle des îles du Japon, des îles Marianne ; — celle du Chili ; — la double série des sommets volcaniques près de Quito; — celle des Antilles, du Guatemala, du Mexique.

Les bouches des cheminées volcaniques se trouvent presque toujours au sommet d'une montagne conique, plus ou moins isolée ; elles consistent en une ouverture en forme d'entonnoir, qu'on appelle cratère^ et qui se prolonge en bas dans l'intérieur de la cheminée volcanique. Le cône qui supporte le cratère est composé, pour la plus grande partie, de laves ou de produits d'éjection ; aussi le désigne-t-on sous le nom de cane (Téjection ou de scories. Il est beaucoup de volcans qui consistent uniquement dans le cône de scories : tel est celui de l'île de Barren, dans

Fig. S40. Volcan de rUe de Barren^ dans le golfe du Bengale.

le golfe du Bengale (fig. 340). D'autres offrent, au contraire, un cône d'une très-faible dimension, malgré la hauteur considé-

«et

raUo dé la ctidne volcanique. On peut citer camme ex^upk le cratère qui se forma au Vésuve en ]6i9 (fig, Ski).

Gecône volcmique a depuis longtemps disparu. En [865, nous avons fait rascension du Vésuve et vu de près son cra- 1ère. Ce cratère n'est autre cliose qu'une vastâ échancrure qui creuse le sommet presque tout entier de k montagne» C'est une sorte de chaudière immense, à bords taillés en entonnoir, et d'où s'exhalent, comme d'un vase placé sur Le feu, des niasses continuelles de vapeurs d*eau brûlantes.

Fig. 341. Cratère du VésaTe formé en 1829.

La fréquence et l'intensité des éruptions ne sont nullement liées aux dimensions de la montagne volcanique.

L'éruption d'un volcan est ordinairement annoncée par un bruit souterrain, accompagné de secousses, d'ébranlements du sol, et quelquefois de véritables tremblements de terre. Le bruit, qui provient d'une très-grande profondeur, se fait entendre sur une large étendue de pays, comme s'il partait da voisinage. Il ressemble à un feu bien nourri d'artillerie ou de

mousqueterie. Quelquefois, c'est comme le roulement sourd d'un tonnerre souterrain. Des crevasses se produisent souvent, aux époques des éruptions, sur un rayon considérable. Les figures 342, 343, 344 et 345 représentent la disposition de quelques-unes de ces crevasses du sol.

L'éruption commence par une forte secousse qui ébranle l'intérieur de la montagne. L'ascension des masses fluides et des vapeurs chaudes se révèle, dans certains cas, par la fonte des neiges sur les flancs du cône d'éjection. £n même temps que se produit la secousse qui triomphe des dernières résistances

Fi^. 343.

Fig. 344.

^l'^^fe^

de la croûte solide du sol, il s'échappe du fond du cratère une masse considérable de gaz, et particulièrement de vapeurs d'eau.

Les vapeurs d'eau, il importe de le remarquer, sont la cause essentielle des terribles effets mécaniques dont s'accompagnent les éruptions des volcans actuels. Les éruptions de matières granitiques, porphyriques, trachytiques et quelquefois même basaltiques, sont arrivées au sol sans provoquer ces violentes explosions, ces formidables éjections de roches et de pierres

qui accompagnent les éruptions des volcans modernes. Les granits, les porphyres, les trachiles et les basaltes se sont épanchés sans violence à reitérieurj parce que la vapeur d*eati n*accompagnalt pas ces roches liquéfiées, et telle est la circonstaoce qui explique la tranquillité des épancheraenls anciens, comparée à la violence et aux terribles effets des éruptions des volcans actuels. Bien établi par les invesiigationsde la science, ce fait nous donne rexplication des puissants effets mécaniques des volcans modernes, qui contrastent avec les tranquilles éruptions des figes primitifis. -

Dans les premiers moments d'mie éToption volcanique, les masses de pierres et de cendres qui comblaient le cratère soot projetées en Tair par nittion, brusquement développée, de l'élasticité de la vapeur* Celte vapeur se dé^tige au titiv ers des laves rouges de feu, sous la forme de grandes bulles arrondies, qui tournoient dans Tair au-dessus du cratère et s'étendent eo couronnes d'autant plus larges qu'elles s'élèvent plus haut. Ces masses de vapeurs finissent par tbrmer des nuages pelotonnés d'une éblouissante blancheur, qui suivent la direction du vent. Pline le Jeune compare à la cime étagée d*un sapin les nuages que forme au sein des airs la vapeur d'eau provenant d'une éruption volcanique.

Ces nuages volcaniques sont gris ou noirs, selon que la quantité de cendres (c'est-à-dire de matière pulvérulente qu'ils emportent mélangée à la vapeur d'eau) est plus ou moins considérable. Dans quelques éruptions, on a remarqué que ces nuages, en s'abaissant jusqu'au sol, répandaient une odeur particulière d'acide chlorhydrique ou sulfureux ; on a même trouvé ces deux acides mélangés à l'eau des pluies provenant de la résolution de ces nuages.

Les nuages pelotonnés de vapeurs qui partent des volcans sont sillonnés d'éclairs continus suivis de violents coups de tonnerre ; en se condensant, ils forment de désastreuses averses qui tombent sur les flancs de la montagne. Beaucoup d'éruptions, connues sous le nom de volcans de boue ou de volcans d'eau, ne sont autre chose que ces mêmes pluies entraînant avec elles et laissant tomber sur le sol des cendres, des pierres et des scories.

Passons aux phénomènes dont le cratère est le théâtre pendant l'éruption même. On y constate d'abord un mouvement incessant d'ascension et d'abaissement de la lave fluide qui remplit Tintérieur du cratère. Ce double mouvement est souvent interrompu par de violentes explosions de gaz. Le cratère de Ki-lauea, dansTile de Havaiï (Sandwich), contient un lac de matière fondue large de 500 mètres. Ce lac subit ce double mouvement d'élévation et d'abaissement. Chacune des bulles de vapeur qui sort du cratère pousse vers le haut la lave fondue; elle s'élève et éclate à la surface avec une force considérable. Une partie de la lave, à demi refroidie et scorifiée, est ainsi projetée vers le haut» et les divers fragments sont lancés avec violence dans toutes les directions, comme ceux d'une bombe qui éclate.

Le plus grand nombre des fragments lancés verticalement dans les airs retombe dans le cratère. Beaucoup s'accumulent sur le bord de l'ouverture et ajoutent de plus en plus à la hauteur du cône d'éruption. Les fragments plus légers et de petites dimensions, comme aussi les cendres fines, sont entraînés par les spirales de vapeur et portés sur des étendues de pays souvent très -considérables. En 1794, les cendres du Vésuve furent lancées jusqu'au fond de la Calabre; en 1812, celles du volcan de Saint-Vincent, dans les Antilles, furent portées à l'est jusqu'à la Barbade, et y répandirent une telle obscurité, qu'en plein jour on ne voyait pas à se conduire. Enfin quelques masses de laves, puissantes et isolées, sont projetées en dehors de la gerbe de scories ; elles sont arrondies par suite de leur mouvement de tournoiement dans l'air et portent le nom de bombes volcaniques.

Nous avons déjà fait remarquer que la lave qui, à l'état liquide, remplit le cratère et la cheminée intérieure du volcan, a été poussée en haut par les vapeurs d'eau. Dans beaucoup de cas, la force mécanique de cette vapeur est si considérable qu'elle lance la lave par-dessus les bords du cratère, et qu'il se forme ainsi un torrent de feu qui se répand le long de la montagne. Ce débordement n'a lieu au sommet de la montagne que dans les volcans d'une faible hauteur; dans les volcans élevés, la montagne se fend d'ordinaire près de sa base, et c'est

par cette fente que le torrent de lave s'épanche sur le pays environnant. ■

L'écoulement de la lave donne lieu h dos phénomènes qui sont Irès-différentSj selon le degré de fluidité de la lave, selon sa température et le degré d'incUnaison de la montagne.

Une fois épanchée, la kve se refroidit assez vite; elle durcit et présente une croûte écaillée par suite du refroidissement; par ses interstices, on voit encore s'échapper des jets de vapeur d'eau» Mais^ sous celte croûte superficielle, la lave continue d'être liquide; eUe ne se refroidit que peu à rintérieur de sa jBasse. Elle chemine avec une extrême lenteur, entravée qu'elle est dans sa progression par les débris des roches qui s*entassent au-devant de cette rivière brûlante et sont charriées par son cours.

La vitesse avec laquelle se meut un courant de lave dépend de son degré de fluidité, de sa masse et de la pente du soL On a constaté que certains courants de lave parcouraient en une heure plus de 1000 mètres; mais leur vitesse est d'ordinaire beaucoup moindre : un homme à pied peut souvent la dépasser. Ces courants varient beaucoup en dimensions. Le courant le plus considérable de la lave deTElna a^ sur quelques points, une épaisseur de 35 mètres et une largeur d'un mille et demi géographique. La plus grande masse lavique qui ait été épanchée dans les temps historiques est celle du Skaptor Jokul, en Islande, en 1783. Elle forma deux courants dont les extrémités étaient éloignées Tune de l'autre de 20 lieues, et qui, de distance en distance, présentaient une largeur de 3 lieues et une épaisseur de 200 mètres.

Un effet tout particulier et qui ne fait que simuler l'activité volcanique s'observe dans les localités où existent des volcans de boue. La plupart de ces volcans présentent de petites éminences coniques, avec une dépression dans leur intérieur. Ils versent au dehors de la boue poussée par des gaz et de la vapeur d'eau. La température des matières lancées au dehors est d'ordinaire peu élevée. La boue, généralement grisâtrey à odeur de pétrole, est soumise aux mêmes mouvements alternatifs que la lave fondue dans les volcans proprement dits. Les gaz qui projettent à l'extérieur cette argile fluide, mélangée de

sels, de gypse, de naphte, de soufre, quelquefois môme d'ammoniaque, sont habituellement l'hydrogène carboné et l'acide carbonique. Tout porte à croire qu'ils proviennent, au moins en grande partie, des réactions qui s'effectuent entre les divers éléments du sous-sol sous l'influence de l'eau qui s'y infiltre, entre des marnes bitumineuses, des carbonates complexes, et probablement l'acide carbonique de sources acidulés. M. Fournet a vu en Languedoc, près de Roujan, des ébauches de ces sortes de formations; et d'ailleurs non loin de là existe la source bitumineuse de Gabian.

Les volcans de boue, ou salses, se présentent en un assez grand nombre de lieux à la surface do la terre. Il en existe beaucoup dans les environs de Modène; on en voit en Sicile, entre Arragona et Girgenti. Pallas en a observé en Crimée, dans la presqu'île de Kertch, à l'île de Taman ; de Humboldt en a décrit et figuré dans la province de Carthagène, dans l'Amérique méridionale; on en cite enfin à l'île de la Trinité et dans Tlndoustan. Nous représentons sur la figure 346 les volcans d'air ou de boue de Turbaco dans la province de Carthagène (Amérique méridionale), que de Humboldt a figurés dans son Voyage aux régions équatoriales.

On trouve, dans certaines contrées, des buttes formées de matières argileuses résultant des anciennes déjections d'un volcan de boue, duquel tout dégagement de gaz, d'eau et de terre a depuis longtemps cessé. Quelquefois ce phénomène reprend avec violence son cours interrompu. De légers tremblements de terre s'y font alors sentir, et des blocs de terre desséchée étant projetés au loin, de nouveaux flots de boue se font jour.

Revenons aux volcans ordinaires, c'est-à-dire à ceux qui lancent des laves.

A la fin d'une éruption lavique, quand l'activité du volcan commence à saflaiblir, l'émission du cratère est réduite à des dégagements plus ou moins abondants de gaz, qui s'échappent par une multitude de fissures du sol, mêlés à de la vapeur d'eau.

Le plus grand nombre de volcans qui se sont ainsi éteints forment ce qu'on appelle les solfatares. L'hydrogène sulfuré qui se dégage des fissures du sol se décompose au contact de Tair,

-en formant de l'eau par racHon de Tûiygène atmosphérique^ et laissant du soufreiCfui se dépose ainsi en masses considérables sur les parois du cratère et dans les fentes du soL TeUe est rorîgine géologique du soufre que Ton recueille à Pouzzole, près de Naples.

Le soufre joue dans Tindustne un rôle considérable. C*est, en effet, avec le soufre extrait des terres qui environnent les bouches des volcans éteints, c'est-à-dire avec les produits des solfaiares^ que Ton prépare lacide sulfurique, agent fondamental d'une foule d'industries dans les deux mondes, et qui est devenu un des plus puissants éléments de notre productioii manufacturière.

Les sources d'eau bouillante connues sous le nom de geystrs sont une autre émanation minérale qui se rattache aux anciens cratères. Elles sont continues ou intermittentes. On trouve en Islande un grand nombre de ces sources jailUssantes. L'ua des ^ei/j»r*de l'Islande projette une colonne d eau de 6 mètres de diamètre, s'élevant parfois à 50 mètres de hauteur. L'eau, ^n se reflroidissant, laisse déposer la silice qu'elle tenait en dissolution.

La figure 347 représente les geysers de l'Islande.

La phase dernière de l'activité volcanique, c'est un dégagement d'acide carbonique sans élévation de température. Dans les lieux où se manifestent ces émanations continues de gaz acide carbonique, on reconnaît l'existence d'anciens volcans dont les dégagements sont le phénomène terminal. C'est caque Ton observe de la façon la plus remarquable en Auvergne, où existent une multitude de sources acidulés, c'est-à-dire chargées d'acide carbonique. Pendant qu'il créait les mines de Pontgibaud, M. Fournet eut à lutter contre ces émanations, qui parfois s'effectuaient avec une puissance explosive. Des jets d'eau s'élançaient à de grandes distances dans les galeries, en ronflant comme la vapeur qui s'échappe de la chaudière d'une locomotive. Le liquide qui remplissait un puits abandonné de l'exploitation fut, à deux reprises, soulevé par de violentes effervescences. Elles vidèrent à moitié cette excavation, et les torrents du gaz se répandant dans la vallée asphyxièrent un cheval et une troupe d'oies. Les mineurs étaient obligés de

Eruptions volcaniques.

s'enfuir en toute hâte au moment des éructations gazeuses , et ils devaient se tenir droits, afin de ne pas plonger la tête dans l'acide carbonique que sa pesanteur maintient vers le bafs des galeries. Il y a loin de là au petit effet de la grotte du Chien^ située près deNaples, qui excite la surprise des badauds, et que

Fig. 347. Geysers de l'Islande.

l'on trouve mentionnée dans tous nos livres, comme si la France n'avait pas aussi ses merveilles de la nature!

Le même fait se manifeste avec une intensité bien supérieure à Java, dans la vallée dite du Poison, qui est pour les habitants un véritable objet de terreur. Dans cette vallée redoutable, le sol est partout couvert de squelettes et de carcasses de tigres, de chevreuils, de cerfs, d'oiseaux, et même d'ossements humains, car l'asphyxie frappe tout être vivant qui s'aventure dans ces lieux désolés.

Les volcans actuellement en activité sont, comme nous l'avons dit, très-nombreux et répandus sur toute la surface du globe. Les plus connus sont ceux du Vésuve, près de Naples, de l'Etna, en Sicile, et de Stromboli, dans les îles Lipari. Donnons quelques rapides indications sur chacun de ces volcans actuels.

Le Vésuve est de tous les volcans celui qui a été le mieux étu* dié ; c'est le volcan pour ainsi dire classique. Personne n'ignore qu'il s'ouvrît pour la première fois Tan 79 après Jésus-Christ, Cette éruption célèbre coiHa la vie au naturaliste Pline, Après bien des mutations, le cratère actuel du Vésuve consiste m une profonde excavation qui forme comme une sorte dévaste chaudière creusée au sommet de la montagne, et d où s'exhalent sans cesse des gaz et de la vapeur d'eau.

Le mont Vésuve était primitivement la montagne à laquelle on donne aujourd'hui le nom de Somma. L*iraraense cône, qui seul porte aujouixl'hui le nora do Vésuve, s'est formé lors de la fameuse éruption de Tan 79, qui ensevelit sous des avalanches de débris de ponce pulvérulente les villes dllerculanum j de Pompéi et de Slabies. Le Vésuve a vomi , depuis Torigine, des déjections de nature variée et des courants de lave. Ses éruptions ne sont séparées, de nos jours, que par des intervalles de quelques années.

Les îles Li pari renferment le volcan de Stromboli, continuellement en îgnition, et qui forme ce fameux phare naturel delà mer Tyrrhénienne, tel qu'Homère Ta observé, tel qu'on Tavait vu avant le vieil Homère, et tel qu'on le voit encore de nos jours. Ses éruptions sont continues. Le cratère d'où elles s'élancent ne se trouve pas à la pointe de l'éminence conique de rîle, mais sur un de ses côtés, à peu près aux deux tiers de la hauteur. Il est en partie rempli de lave fondue, qui s'y trouve continuellement soumise à un mouvement alternatif d'ascension et d'abaissement. Ce mouvement est provoqué par la montée de bulles de vapeur qui s'élèvent à la surface et projettent au dehors une haute colonne de cendres. Pendant la nuit, ces nuages de vapeur resplendissent d'une magnifique réverbération rouge, qui éclaire d'une sinistre lueur l'île et la mer environnante.

Situé sur la côte orientale de la Sicile, TEtna paraît, au premier coup d'œil, avoir une structure beaucoup plus simple que celle du Vésuve. Ses pentes sont moins rapides, plus uniformes de tous côtés ; sa base représente à peu près la forme d'un bouclier. La partie inférieure de l'Etna, ou la région cultivée de cette montagne, est inclinée d'environ 3^ La région moyenne,

ou celle des forêts, est plus rapide ; elle mesure 8* d'inclinaison. La montagne se termine par un cône de forme elliptique, de 32" d'inclinaison, qui porte en son milieu, au-dessus d'une terrasse presque horizontale, le cône d'éruption, avec son cratère arrondi. Ce cratère est à 3300 mètres d'altitude. Il ne donne point issue à des laves, mais seulement à des gaz. Les laves sortent par soixante cônes plus petits qui se sont formés sur les pentes du volcan. On peut, en reganlant la montagne du sommet, se convaincre que ces cônes sont disposés en rayons et placés sur des fentes qui convergent vers le cratère comme vers un centre.

Ajoutons, pour compléter cette trop rapide esquisse des phénomènes volcaniques actuels, qu'il existe des volcans sous-marins. Sil'on n'en connaît qu'un petit nombre, cela tient à ce que leur apparition au sein des eaux est presque constamment suivie d'une disparition plus ou moins complète. Toutefois, des phénomènes très-puissants et très-visibles nous donnent une démonstration sufflsante de la persistance continuelle des actions volcaniques au-dessus du bassin des mers. Au milieu des eaux de l'Océan, on voit quelquefois apparaître subitement des lies sur des points où les navigateurs n'en avaient jamais aperçu. C'est ainsi que l'on a vu de nos jours se former l'île Julia ou Ferdinanda. Apparue au sud-ouest de la Sicile en 1831, elle s'abîma deux mois après sous les vagues *. A diverses époques, et notamment en 1811, il se forma des îles nouvelles dans les Açores. Il s'en éleva à plusieurs reprises autour de l'Islande et sur beaucoup d'autres points.

L'île qui apparut en 1796, à dix lieues de la pointe septentrionale d'Unalaska, l'une des îles Aléoutiennes, est particulièrement célèbre. On vit d'abord sortir du sein de la mer une colonne de fumée; ensuite un point noir, d'où s'élançaient des gerbes enflammées, apparut à la surface de l'eau. Pendant plusieurs mois que dura ce phénomène, Tîle s'accrut en largeur et en hauteur. Enfin on ne vit plus sortir que de la fumée; au bout de quatre ans, cette dernière trace des convulsions volca-

1. Voir dans notre ouvrage In Terre et les Mers y deuxième édition, page 356, la description de lîle Ferdinanda, avec les dessins originaux de celte île volcanique.

niques avait même compléteoieutcessé.LMIe continua néanmoins à grandir et à s*élever ; elle formait en 1806 uo cône surmonté de quatre autres plus petits.

Dans l'enceinte comprise entre les lies Santorin, Therasia et Aspronisî, dans la Méditerranéej s*éleva, cent quatre-vîngt-siï ans avant notre ère, lUe d7/rera, qui s*accrut encore par des Ilots soulevés sur ses bords pendant les années 19, 726et 14S7. On a vu apparaître en 1773 Micra-Kameni, et Nea-Kameni en 1707, Ces îles s'accrurent successivement en 1709, 171 1^ 1712, etc. Selon les anciens, San torin, Therasia et Aspronisi avaient apparUj plusieurs siècles avant Jésus-Christ, à la suite de tremblements de terre d'une grande violence»

Œ^Jj

METAMORPHISME DES ROCHES.

Les roches composant Técorce terrestre ne sont pas restées telles qu'elles s'étaient formées à Torigine. Elles ont trèsfréquemment éprouvé des altérations qui ont modifié d'une manière complète leurs propriétés physiques ou chimiques. On appelle roches métamorphiques celles qui présentent ce caractère. Les phénomènes qui se rattachent à celte question importante et nouvelle, ont beaucoup attiré, dans ces derniers temps, l'attention des géologues. Notre ouvrage serait incomplet si nous ne donnions une idée sommaire des faits du métamorphism^e. C'est ce que nous allons essayer dans les pages qui vont suivre. Nous prendrons en partie pour guide, dans cet exposé, les travaux publiés par M. Delesse*, le savant géologue et ingénieur de l'École normale, à Paris.

Pour mettre quelque clarté dans l'exposé de la question du métamorphisme des roches, nous distinguerons, avec la plupart des géologues, le métamorphisme spécial et le méiam/orphisme générai.

Métam^orphisme spécial. — Lorsqu'une roche éruptive pénètre dans l'écorce terrestre, elle fait subir aux roches qu'elle traverse un métamorphisme, que l'on nomme spécial^ ou de contact. Ce métamorphisme s'observe très-bien près de la limite de la roche éruptive. Il doit être attribué, soit à cette roche ellemême, soit aux dégagements de gaz, de vapeurs, d'eaux minérales et thermales, qui ont accompagné son éruption. H varie non-seulement avec la roche éruptive, mais encore avec la roche encaissante. C'est ce que nous allons établir par quelques exemples.

Considérons d'abord des roches ayant une origine ignée bien certaine, telles que les laves rejetées par les volcans.

1. Études sur le métamorphisme desrochesj m-8% 1858. — Id., iii-4*, 1860.^

Les laves font éprouver à la roche encaissante des modifications bien caractérîslujues. La structure de cette roche devient prismaliquep fendillée, souvent môrae celluleuse et scoriacée. Le bois et les combustibles atteints par les laves sont parlielleinenl ou complètement carbonisés. Le calcaire prend une structure grenue et cristalline; il se change en cakairt saccharaidc. Les roches siliceuses ne se transforment pas en quartz hyalin, mais elles sont corrodées; et se combinant avec les bases, elles donnent des silicates vitreux et celluleux. Il en est à peu près de môme pour les roches argileuses, qui s'agglutinent et prennent fréquemment une couleur rouge brique.

La roche encaissante est souvent imprégnée de fer oligiste, Elle est aussi pénétrée par des vapeurs d'acide chlorbjdrique ou sulfurique^ et par divers sels formés par ces acides.

A une certaine distance du contact, Taction de Teau, secondée par la chaleur^ produit de la silice, de la chauî carbonatée, de Taragonite» des zéolitheset des minéraux variés.

Au contact immédiat des laves, toutes les roclies métamorphiques prennent donc des caractères qui dénotent Faction d'une forte chaleur. Elles sont le plus souvent anhydres ; elles portent des traces bien évidentes de calcina tion , de ramollis* sèment et même de fusion. Lorsqu'on y voit apparaître les hydrosilicates, les carbonates, la silice et les minéraux associés, ce n'est le plus souvent qu'à une certaine distance du contact. La formation de ces minéraux doit alors être attribuée à une action combinée de Teau et de la chaleur, et cette dernière cause cesse déjouer le rôle principal.

Les roches volcaniques hydratées, telles que les basaltes, et en général les roches trappéennes, produisent encore des effets de métamorphisme dans lesquels intervient la chaleur. Toutefois ces effets sont assez bornés ; l'action de l'eau est en réahté la plus importante.

Voici quelles sont les métamorphoses que l'on observe dans la structure et dans la composition minéralogique de la roche encaissante.

La structure de séparation devient fragmenteuse, polyédrique, pseudo-régulière et même prismatique. Elle est surtout prismatique dans les combustibles, les grès, les argiles ; cepen-

dant elle peut Tétre aussi dans les roches feldspathiques et même dans les calcaires. Les prismes sont perpendiculaires à la surface de contact. Leur longueur dépasse quelquefois 2 mètres. Le plus généralement ils renferment encore de Teau ou des matières volatiles.

Ces caractères s'observent très-bien au contact des nappes de basalte qui se sont épanchées sur des argiles, près Clermont, en Auvergne, à Polignac et aux environs du Puy en Velay.

Si un filon de basalte ou de trapp a traversé une couche de houille ou de lignite, on trouve le combustible fortement métamorphisé à son contact. Quelquefois il est devenu celluUeux et il a été changé en coke. C'est notamment ce qui a lieu dans le bassin houiller de Brassac. Mais le plus souvent le combustible a perdu tout ou partie de ses matières bitumineuses et volatiles, et il s'est méiamorphisé en anthracite. Nous citerons comme exemple le lignite du mont Meissner.

Dans quelques cas exceptionnels, le combustible peut même êlre changé en graphite, près de son contact avec le trapp. C'est ce qu'on observe à la min» de houille de New-Cumnock, en Ecosse.

Quand, près de son contact avec une roche trappéenney un combustible a été métamorphisé en coke ou en anthracite, il est en outre très-fréquemment imprégné par de l'oxyde de fer hydraté, par de l'argile, par de la chaux carbonatée spathique, par de la pyrite de fer et par divers minéraux des filons. Il peut arriver de plus, qu'il se réduise à un état pulvérulent, qui rend ce combustible impropre à aucun usage. C'est ce que Ion remarque dans une mine de houille de Newcastle jusqu'à la distance de 30 mètres d'un épanchement de trapp.

Lorsque le basalte et le trapp ont traversé des roches calcaires, ils les ont plus ou moins altérées aux points du contact. Le métamorphisme qu'ils ont exercé se révèle par un changement de couleur et d'aspect se manifestant le long des parois du filon, souvent aussi par le développement de la structure cristalline. Le calcaire devient alors grenu, saccharoïde : il se change en marbre.

L'action du basalte sur le calcaire s'observe, par exemple, à Yiileneuve-de-Berg (lig. 332).^ Mais c'est surtout aux environs

de Belfastj dans le nord-est de Tlrlande, qo'on voit très-bien la craîe ehangée en calcaïre saccharoïdfi près de son contact avec le trapp, Ouekniefois même le métamorphisme s'étend à plusieurs mètres du contact f de pins, des zêolithes ainsi que d'autres minéraux , se sont développés dans le calcaire deveniî cristallin.

Lorsque du grès se trouve au contact d'une roche trappéenne, îl présente aussi des traces non équivoques de métamorphisme, n perd sa couleur rouge et devient blanCt gris, verdétre ou noirâtre. On y distingue des veines parallèles, qui lui donnent une structure jaspée, et il se divise en prismes, perpendiculaires aux parois des filons. Il prend alors un éclat lustré et mémo vitreux. Quelquefois encore il a été pénétré par des zéolîthes. Le grès bigarré de rAUemagne, qui est traversé par des filons de basalte, montra souvent ces phénomènes de métamorphisme. Ces mêmes phénomènes sont surtout bien caractérisés à Wildenstein, dans le Wurtemberg.

Les roches argileuses n'échappent pas plus que les autres au métamorphisme, lorsqu'elles se trouvent en contact avec des roches éruptives trappéennes. Bans ces circonstances, elles changent de couleur et prennent une structure veinée ou prismatique. En même temps leur dureté augmente, et elles deviennent lithoïdes. Elles peuvent aussi devenir celluleuses, et il se forme dans leurs cavités des zéolithes, de la chaux carbonatée spathique, ainsi que les minéraux qui remplissent habituellement les amygdaloïdes. Quelquefois encore leurs fissures sont tapissées par les minerais métalliques et par les divers minéraux qui les accompagnent dans les gîtes métallifères. Généralement, elles perdent une partie de leur eau et de leurs carbonates. Dans d'autres circonstances elles se sont combinées avec de l'oxyde de fer et des alcalis. C'est ce qui a été constaté, par exemple, à Essey (département de la Meurthe), où un grès très-argileux se trouve changé en jaspe porcelanite près de son contact avec un filon de basalte.

Jusqu'ici nous avons parlé seulement du métamorphisme provoqué par les roches volcaniques. Quelques mots suffiront pour faire apprécier le métamorphisme exercé par les porphyres et les granits.

Au contact du granit on trouve la houille changée en anthracite ou en graphite. Il importe toutefois de remarquer que la houille n'a jamais été métamorphisée en coke. Quant au calcaire, il s'est quelquefois transformé en marbre, et Ton trouve même dans son intérieur divers minéraux , notamment des silicates à base de chaux, tels que le grenat, le pyroxène, l'amphibole. Les grès et les argiles ont également été altérés.

La roche encaissante et la roche éruptive sont encore imprégnées assez souvent par le quartz, par la chaux carbonatée, parla baryte sulfatée, par la chaux fluatée, par l'oxyde de fer, la galène, la pyrite de cuivre et en un mot par les minéraux des gîtes métallifères. Ces minéraux se présentent d'ailleurs avec les caractères qui leur sont habituels dans les filons.

Métamorphisme général, — Les roches sédimentaires ont quelquefois éprouvé un métamorphisme indépendant de toute action directe exercée sur elles par les roches éruptives. Ce métamorphisme s'est produit sur une échelle beaucoup plus grande que le premier. Il s'observe sur des régions entières, dans lesquelles il a modifié simultanément les différentes roches. C'est le métamorphisme qu'on nomme général ou normal.

Pour donner une idée de ce métamorphisme, nous allons suivre ses effets dans des roches de même nature, et nous indiquerons les caractères que ces roches présentent successivement à mesure que l'intensité du métamorphisme devient de plus en plus grande.

Les combustibles, qui ont une composition toute spéciale et très-différente de celle des autres roches, se prêtent très-bien à l'étude de ce genre de métamorphisme. 0r, lorsqu'on descend dans la série des terrains sédimentaires, on voit les combustibles changer complètement de caractères; de la tourbe qui se forme encore à l'époque actuelle, on passe au lignite, à la houille, à l'anthracite et même au graphite. Leur densité augmente, et varie au moins du simple au double. L'hydrogène, l'azote et surtout l'oxygène, vont en diminuant trèsrapidement. Par suite, les matières volatiles et bitumineuses se réduisent de plus en plus; tandis qu'au contraire la proportion de carbone va en augmentant.

Ce métamorphisme des combustibles, qui a lieu dans des

terraîDsde différents âges, peut aussi s*obser?er dans mie même couche. Par exemple, dans le terrain houiUer des États-Unis, qxîi s'élend à l'ouest des Alleghanys, la lioiiiUe renferme uiî6 proportion de matières volatiles qui va successivement en diminuant à mesure qu'on se rapproche de ces montagnes et surtout des roches granitiques. Cette proportion s'élève à 50 pour 100 sur rohio ; mais elle tombe à 40 sur le Manon-Gahela^ et même k 10 quand on atteint les Alleghanys* Enfin, dans les régions les plus bouleversées, en Pensylvanie et dans le Massachusetts, la houille s^estmétamorphisëe en anthracite et même en graphite.

Le calcaire est Funedes roches sur lesquelles on peut suivre le plus facilement les effets du métamorphisme général. Lorsqu'il n'a pas été modifié, il se trouve habituellement dans les terrains gédlmenlaires, à Tétat de calcaire compacte, de calcaire grossier, ou de calcaire pulvérulent, comme la craie. Mais consîdérons-le dans les montagnes, surtout dans celles qui sont en même temps granitiqueSj telles que les Pyrénées, îesA'osgeset les Alpes, Nous verrons alors ses caractères se modifier complètement. Dans les vallées profondes et allongées des Alpes, par exemple, on peut suivre les altérations du calcaire sur une longueur de plusieurs lieues. Les couches perdent de plus en plus leur régularité, à mesure qu'on se rapproche du centre de la chaîne. Elles finissent môme par se réduire à des lentilles et à des ganglions, qui sont enclavés au milieu des schistes cristallins ou dans des roches granitiques. Vers les hautes régions des Alpes, le calcaire se divise en fragments pseudo-réguliers; il est plus fortement cimenté, pluslithoïde, plus sonore. Sa couleur devient plus pâle et passe du noir au gris, par la disparition des matières organiques et bitumineuses qui l'imprégnaient. En outre, sa structure cristalline augmente d'une manière insensible. Il peut même se métamorphiser en un agrégat de cristaux microscopiques, et passer enfin à un calcaire blanc, saccharoïde.

Ce métamorphisme s'est produit sans que le calcaire ait été décomposé, ou ramolli et demi-fondu par la chaleur, c'est-àdire rendu plastique, car on y retrouve des fossiles, encore reconnaissables, et notamment des Ammonites et des Bélem-

nites. La présence de ces fossiles permet de constater de proche en proche, que c'est bien le calcaire jurassique gris noirâtre qui s'est transformé en calcaire blanc saccharoïde.

Si le calcaire soumis au métamorphisme était parfaitement pur, il prendrait simplement une structure cristalline. Mais il est généralement mélangé à du sable et à diverses matières argileuses qui se sont déposées en même temps que lui, ces matières forment alors de nouveaux minéraux. Ces derniers ne sont pas disséminés au hasard ; ils se sont développés dans le sens de la schistoslté du calcaire et dans ses fissures, en sorte qu'ils présentent des nodules, des veines et quelquefois des filons.

Parmi les principaux minéraux du calcaire saccharoïde, citons le graphite, le quartz, des silicates très-variés, tels que l'andalousite, le disthène, la serpentine, le talc, le grenat, le pyroxène, l'amphibole, l'épidote, la chlorîte , les micas, les feldspaths. Enfin le spinelle, le corindon, la chaux phosphatée, le fer oxydulé et oligiste, la pyrite de fer, les divers minéraux des filons, figurent encore parmi ceux qui existent le plus habituellement dans le calcaire saccharoïde.

Lorsque le calcaire métamorphique est suffisamment pur, on l'emploie comme marbre blanc, ou statuaire. Telle est l'origine géologique du marbre de Carrare, qui s'exploite dans les Alpes Apuennes. Examinez cependant ce marbre à la loupe, et vous reconnaîtrez qu'il contient encore des veines noirâtres et des paillettes de graphite. Souvent même il existe au miheu de ses plus beaux blocs, des géodes, qui sont tapissées par des cristaux de quartz, ayant une limpidité parfaite. Ces défauts accidentels sont très-redoutés par les sculpteurs; rien ne trahit du dehors leur existence.

Dans le marbre de Paros, même lorsqu'il est fort transparent, on observe très-souvent des paillettes de mica. Dans les anciennes carrières, leur abondance est telle, qu'elle a empêché jusqu'à préisentd'en reprendre l'exploitation.

Quand le mica développé dans le calcaire saccharoïde prend une couleur verte et forme des veines, on a le marbre cipoliiiy qui existe en Corse, et dans le val Godemar dans les Alpes.

Quelques marbres blancs s'exploitent en France, notamment

k Loubie, à Sost, à SaiDi-Béat, dans les Pyrénées, et au Chippal, dans les Vosges. Tous ces marbres ne sont que des calcaires métan[iorphï(|ues.

Les marbres blancSj presque exclusivement employés dans le monde enlier^ sont ceux de Carrare, lis proviennent du mélamorplûsme d un calcaire appartenant au terrain du lias. Ils ne sont pas pénétrés par des rocties éruptives aui^quetles on puisse attribuer leur structure cristalline; mais ils ont été soumis sur une grande échelle à un métamorphisme général.

Il est facile de comprendre que les couches calcaires n'ont pas éprouvé uu métamorphisme aussi énergique, sans que les couches de grès et d'argile qui leur étaient associées, aient éprouvé quelque modification du même genre. Les couches siliceuses accompagnant le calcaire saccliaroïde ont^ en effet, un caractère tout particulier. Elles sont formées de petits grains de quartz hyalin qui sont plus ou moins soudés Tun à l'autre, et rappellent entièrement ceux du cal* caîre saccharoide.Kntre ces grains, il s'estgénéralemefit développé des lamelles d'un mica à éclat nacré et soyeiix» é&Êi k coulemr est blanche, rouge ou verte; en un mot, 11 s'ert produit un quartziu. Des veines de quartz traversent souvent ce quartzite dans tous les sens. Indépendamment du mica, il peut d'ailleurs contenir différents minéraux que nous avons déjà mentionnés dans le calcaire, et particulièrement des silicates tels que le disthène, Tandalousite, la starisotide, le grenat, Tamphibole.

Les couches argileuses présentent de même une série de métamorphoses analogues aux précédentes. On en suit bien toutes les gradations, lorsqu'on se dirige vers des massifs granitiques, comme ceux qui constituent les Alpes, les Pyrénées, la Bretagne.

Le schiste peut être considéré comme le premier degré de métamorphisme de certaines roches argileuses. En effet, le schiste n'est plus susceptible de se délayer dans Teau coname Targile ; il est devenu lithoïde et il a pris une densité plus grande. Mais ce qui le distingue surtout, c'est sa structure feuilletée.

L'expérience a montré que, lorsqu'on soumet une sub-

stance à une forte pression, on y détermine une structure feuilletée dans un sens perpendiculaire à celui dans lequel la pression s'exerce. Tout porte donc à croire que la pression est la cause principale de la formation du schiste, c'est-à-dire des argiles feuilletées.

La variété de schiste la mieux caractérisée est Yardoise, qui s'emploie pour couvrir les toits, et qui en France donne lieu à des exploitations très-importantes dans les Ardennes, ainsi que dans les environs d'Angers.

Dans certains gisements, le schiste devient pétro-siliceux ; il se charge même de cristaux de feldspath. Cependant il se présente encore en couches parallèles, et on y rencontre môme des débris fossiles qui sont reconnaissables. Citons, par exemple, les environs de Thann dans les Vosges, où des empreintes végétales se sont parfaitement conservées dans un schiste métamorphique, au milieu duquel se sont développés des cristaux de feldspath.

Le micaschiste, qui est formé de quartz et de mica, se trouve habituellement associé aux roches qui ont pris la structure cristalline et provient aussi d'un métamorphisme énergique de couches qui étaient originairement argileuses. On y trouve d'ailleurs la mâcle, le disthône, la starisotide, l'amphibole, et les divers minéraux que nous avons cités précédemment. Cette rocbe métamorphique s'observe très-bien dans la Bretagne, dans les Vosges, dans les Pyrénées. A mesure qu'on se rapproche des massifs granitiques, on voit sa structure cristalline augmenter de plus en plus.

En exposant les principaux faits relatifs au métamorphisme, nous n'avons rien dit des causes qui les ont produits. Ces causes sont, en effet, assez mystérieuses encore.

En ce qui concerne le métamorphisme spécial, la cause est toutefois assez facilement reconnaissable. Cette cause, c'est la chaleur. Quand une roche fait éruption du sein de la terre, à l'état de fusion ignée, on comprend qu'elle doive produire dans les couches qu'elle traverse, des altérations tenant à l'influence de la chaleur. C'est ce qui est évident pour les laves. D'un autre côté, comme il existe toiyours de l'eau dans l'inté-

rieur de la tarra, celie eau se trouvant portée ci une tempéra^ lure élevée, par lepissage ou la présence de la roche éruplive, et tenant en dissolu lion différentes subs lances minérales, doit aussi contribuer^ pour sa part, d*une manière enicacej au naétamorphisme.

Si la roche n'a pas fait éruption à Fétat de fusion ignée, c'est évidemment Teau qui joue le rôle le plus important dans le métamorphisme spécial qu elle produit.

Dans le métaroorphisme général^ l'eau parait encore être le principal agent. En s'in filtrant à travers les couches, ce liquide a modifié leur composition, soit en dissolvant certaines substances, soit en introduisant dans les gîtes métallifères des substances nouvelles que nous voyons se former encore sous noâ yeux dans les sources minérales. Elle a contribué à rendre plastiques les dépôts sédimentaires, et à permettre le développement de cette structure cristalline qui estTun des principaux caractères des roehes métamorphiques.

Ajoutons que son action a été secondée par d'autres agents, notamment par la chaleur et la pression, qui avaient d^autant plus d'énergie, que le métamorphisme s'opérait à une plus grande profondeur dans Técorce terrestre.

Telle est retpUcation que Ion peut donner des causes générales du métamorphisme des roches.

. (jmsd