CHAPITRE II

Gypse formé par décomposition des p>Tites et minéraux qui raccompagnent (Craie sénonienne, Éocène et Oligocène).

r Gypse cristallisé.

Partout où V argile plastique (sparnacien) a été rencontrée dans les environs immédiats de Paris, on y a observé du gypse. Ce minéral s'y présente souvent en cristaux limpides d'une grande beauté, d'une perfection de forme parfaite, aussi convient-il de les étudier avant ceux du miocène et de la craie qui sont rares, toujours petits et souvent peu nets.

Le gypse se rencontre à tous les niveaux de l'argile plastique, mais il est particulièrement abondant dans les horizons très pyriteux et notamment dans les fausses glaises qui en occupent le sommet : les lignites du Soissonais qui correspondent au même niveau, renferment des cristaux de gypse ayant les mêmes formes et la même origine. Il y a lieu de citer parmi les localités qui ont fourni les plus beaux cristaux : les carrières d'Issy près la porte de Versailles, Auteuil (notamment près de l'usine à gaz, la rue Mozart et principalement les fondations des maisons portant les n*"* 66 à 76), Meudon, Bougival, Saint-Germain-en-Laye, etc.

La relation d'origine existant entre le gypse et les pyrites n'est pas douteuse, comme on le verra plus loin ; il n'est pas rare du reste de voir les cristaux du premier de ces minéraux implantés directement sur un rognon du second (flg. 6, pi. VIII).

a. Cristaux simples.

Gypse de Targile plastique.

Les formes du gypse de l'argile plastique sont à rapporter à trois types.

Type I. — Les cristaux de ce type sont ceux qui abondent à Issy, à Auteuil, à Bougival, à Saint-Germain, ils sont caractérisés par la constance des formes g^ (010), m (H0\ et a^ (211) avec aplatissement suivant q.

Tantôt les cristaux sont également développés suivant les arêtes mm et «3^3 [gypse trapézien d'Haûy), tantôt ils sont, au contraire, allongés suivant Taxe vertical, ou parallèlement à Tarêle a^ «3. Les figures 4 et 5 de la planche XIV font voir les dimensions relatives que présentent les cristaux les plus communs. Ceux qui possèdent la forme de la figure 4 sont les plus fréquents parmi les trouvailles faites depuis quinze ans.

Ils possèdent quelquefois de petites facettes e^ (OU) et e^^^ (031) ; elles sont souvent arrondies, creuses et il n'est pas rare de voir une seule face e^ développée, ou encore cette forme n'exister qu'à Tune des extrémités de l'axe vertical; tel est notamment le cas du cristal de la figure 4 de la planche XIV. Plus rarement, les faces e* et a^ sont également développées et les cristaux, généralement alors très allongés suivant l'axe vertical, ont un pointement à quatre faces très régulier (Bougival).

Les autres faces des cristaux sont parfois assez planes, mais le plus généralement, elles sont arrondies, gondolées, et ne donnent au goniomètre que de mauvaises mesures. Les cristaux n'ont souvent que les faces delà zone prismatique nettes, ils se terminent alors en pointes irrégulières sur lesquelles on peut voir les traces d'une structure polysynthétique, les grands cristaux étant en réalité formés par le groupement à axes parallèles de nombreux individus de môme forme.

Ces cristaux peuvent atteindre d'assez grandes dimensions et dépasser 15 centimètres dans la direction de l'axe vertical.

Dans quelques cas, leur allongement est plus grand encore que dans la figure 4 de la planche XIV, il peut être augmenté par des emboîtements à axes plus ou moins parallèles, généralement compliqués d'entrecroisements irréguliers dont la figure 6 fi de la planche 8 donne une idée; le groupement photographié provient d'Auteuil.

La figure 6 A de la môme planche montre un groupement en éventail; de semblables échantillons étaient fréquents dans une trouvaille faite en 1893 lors du creusement des fondations d'une maison à Auteuil (rue Mozart). Ce groupement consiste en un cristal allongé suivant l'axe vertical qui, dans l'angle obtus de a^ m, supporte un éventail, formé par une série de cristaux très aplatis suivant g^ et groupés comme les feuillets d'un livre autour d'une parallèle à l'arête «3 a^', parfois aussi.

ces lamelles sont mélangées de cristaux disposés avec quelque irrégularité. L'angle postérieur a^ m supporte un éventail du même genre; les cristaux qui le constituent ont leurs parallèles dans l'éventail antérieur, mais ne se trouvent pas sur leur prolongement. Il y a là tendance à la formation d'une macle, et, à ce point de vue, les cristaux d'Auteuil sont à comparer à ceux du Papelsberg (Siebengebirge) décrits par M. Laspeyres (1).

Type II. — Les cristaux de ce type sont moins fréquents que les précédents; ils ont été trouvés notamment à Meudon dans une argile rouge très ferrugineuse. Ils présentent, eux aussi, les formes m (HO) et surtout gr*(010) très développées, mais a^ (21 \ ) est réduite ou même absente : les cristaux sont raccourcis suivant l'axe vertical et parfois un peu allongés parallèlement aune normale à A* ; ils sont terminés par une surface arrondie dont l'intersection avec ^* fait avec l'axe vertical un angle voisin de 88"* ; elle correspond suivant lesindividusà a^^^ (103) ou à «2/9(549). Ces cristaux sont souvent identiques à ceux du type II du gypse des marnes vertes (fig. 10). Plusieurs cristaux de cette forme s'empilent souvent suivant Taxe vertical pour donner un individu offrant des angles rentrants sur les faces m. Type III. — Je dois à l'obligeance de M. G. DoUfus un échantillon de gypse recouvrant du lignite pyritisé des fausses glaises de Meudon (les Moulineaux) : les cristaux sont des lentilles sans forme nette, semblables à celles du gypse Indien : la collection géologique du Muséum renferme un échantillon de ce type qui paraît être exceptionnel.

Les cristaux de gypse des types I et II, une fois isolés de leur gangue, se montrent limpides ; les seules inclusions qu'ils renferment sont constituées par de l'argile parfois emprisonnée dans des cavités ayant la forme de cristaux négatifs.

Gypse des marnes intragypseuses^ des marnes bleues et des marnes veines oligocènes.

J'ai rencontré de la pyrite finement divisée dans les marnes de la troisième masse du gypse de Noisy-le-Sec, ainsi que dans les mavn^shCyrene

(\) Tschermaks' miner, Mitlheil. 187o, 117.

NOUVKLLKS ABCHIVES DU MUSTUM, 3« Sérîe. — IX. 34

et dans les marnes bleues de Romainville. Aux affleurements de ces marnes, la pyrite s'altère trùs rapidement en les colorant en jaune, on voit alors les couches ferrugineuses se couvrir de petites aiguilles incolores do gypse se rapportant toutes au type I du gypse de Targile plastique. Ces cristaux, dont Torigine secondaire n'est pas douteuse, se distinguent bien par leur couleur et leur forme des cristaux de gypse existant normalement dans ces difl'érentes assises (voir plus haut).

Gypse do la craie sénonienne.

On a vu plus haut que la craie sénonienne de Meudon est percée de tubulures et traversée par des diaclases le long desquelles se sont parfois déposés des cristaux de célestite et de gypse qui recouvrent indistinctement la craie elle-même, ses silex, ou imprègnent ses fossiles.

Notre collection possède quelques échantillons de ce genre, rares aujourd'hui ; le gypse s'y trouve le plus souvent dans des cavités riches en limonite qui résultent de la décomposition de la marcasite. Ce sont de petits prismes incolores ou blancs, aplatis suivant $r* (010) off*rant les divers aspects du type I du gypse de l'argile plastique. Ils n'ont aucun intérêt cristallographique.

p. Mac [es.

Les macles du gypse secondaire sont relativement peu abondantes, si on

les compare à celles des autres gisements étudiés plus haut.

Elles correspondent toutes à la môme loi, c'est la macle avec axe de rotation normal à /** (100), mais tandis que, dans le gypse des marnes vertes, la macle se fait par accolement suivant //* (100), ici, il y a plus généralement pénétration des deux individus et quelquefois accolement suivant g^ (010). Cette macle présente dans ce cas les diverses particularités de la macle de Carlsbad dans l'orthose. Les figures 17 et 18 montrent les

FiG. 47 et! 8. — Macle suivant h^ (100) par acôolémenl suivant h* (fig. 17) ou par pénétration (t]g. 18).

deux aspects les plus communs de cette macle. Quand les individus maclés présentent les faces & (Oi 1), il n'y a parfois pas d'angle rentrant à la partie supérieure de la macle.

A côté de ces macles, se trouvent de nombreux groupements accidentels, dus à des enchevêtrements plus ou moins réguliers. Les petits cristaux ont assez souvent une tendance à se grouper autour d'un centre pour former des étoilements.

2'' Minéraux accompagnant le gypse secondaire.

A. — Pyrite, Marcasite, et produits dérivant de leur altération.

a. Marccisite et pyrite.

On a vu plus haut que le gypse de l'argile plastique, et celui de la craie de Meudon proviennent de la décomposition du sulfure de fer que renferment ces roches.

Dans la craie de Meudon^ la marcasite est peu abondante, elle affecte la forme habituelle aux nodules de la craie; ceux que j'ai examinés sont très allongés et ont une forme contournée; ils ne présentent aucune particularité intéressante.

Dans V argile plastique et notamment dans le sable argileux et dans les fausses glaises qui les surmontent, la marcasite est extrêmement abondante. Les carrières d'Issy, près la porte de Versailles, sont à citer spécialement pour l'étude de ce minéral qui y forme des masses ou des rognons allongés et ramifiés pouvant atteindre plus de 40 centimètres de longueur. Cette marcasite est finement grenue, d'un blanc livide ; elle renferme en grande abondance des empreintes végétales, parfois des mollusques réduits à leur moule (1), des grains de sable, etc. Il n'est pas douteux que la concentration de ce sulfure de fer ne se soit produite grâce à une réduction effectuée par ces débris organiques. Je n'ai observé aucune forme cristalline distincte, mais j'ai trouvé à la partie supérieure des fausses glaises de jolis octaèdres microscopiques de pyrite réunis en

(1) M. G. Dollfus m'a remis de beaux exemplaires de Vi}:ipara sublenla d'Orb. pyritisés, provenanl de Montrouge.

globules résultant souvent de l'épigénie de graines de chara. Ces globules existent en grand nombre dans le môme échantillon et jouent un rôle capital dans la production de la sidérose et de la websterite qui seront étudiées page 272.

Dans les fentes de retrait des nodules de sidérose dont il sera question plus loin, se rencontrent de petits cristaux de pyrite^ ce sont des octaèdres réguliers avec les faces du cube ; ils sont d'origine nettement secondaire.

Dans Targile plastique d'Ivry, on a trouvé des nodules de marcasile rappelant ceux de la craie, ils ont une structure fibreuse très nette, leur surface est lisse et brillante, mais dépourvue de pointements cristallins. Celte marcasite fibreuse est plus altérée encore que la variété compacte d'Issy.

On a vu page 262, la description de la pyrite des divers niveaux du Indien et de l'oligocène.

p. Produits cr altération.

On sait que la pyrite et la marcasite présentent dans leurs divers gisements deux modes principaux d'altération, l'un que j'ai appelé altération hépatique^ l'autre altération saline (1); tous deux donnent comme produit secondaire le gypse étudié plus haut.

Altération hépatique. — L'altération hépatique s'efl'ectue dans les gisements en place, là où les pyrites n'ont été soumises que lentement à l'oxydation. Le minéral conserve intégralement sa forme, mais se transforme insensiblement de la périphérie au centre en limonite ou en hématite, etc.

Peut-être cette altération hépatique est-elle due à une oxydation directe de la pyrite sous l'influence d'eau riche en oxygène ou bien est-elle le résultat de l'action sur ce minéral d'eaux chargées de bicarbonates solubles qui transforment d'abord le minéral en carbonate, plus tard décomposé lui-même en limonite.

Quoi qu'il en soit, c'est ce mode d'altération que présentent tous les échantillons décomposés de marcasite de Meudon que j'ai eu l'occasion d'étudier.

(i) Minéralogie de la France, II, 576, 1897.

(2) Je désignerai désormais^ sous le nom de 'pyrites, indislinctement la pyrite et la marcasite.

II y a en outre généralemenl formation de gypse quand la gangue de la pyrite est calcaire ; mais étant donnée la solubilité de ce minéral dans Teau, il disparaît fréquemment.

Les nodules limonilisés sont creux et c'est souvent à leur place ou à l'intérieur de leurs cavités que se sont implantés les cristaux de gypse de la craie.

Altération saline. — L'altération saline est celle qui se produit actuellement partout où les pyrites se trouvent exposées aune oxydation rapide soit à l'air libre, soit dans un gisement originel traversé par des eaux très oxydées.

La réaction initiale de cette altération consiste essentiellement dans la transformation des pyrites en mélantérite et en acide sulfurique.

FeS^ + 8H=»0 + 0' =: FeS0\7rP0 + H^SO^ Pyrite. Mélantérite.

Des produits secondaires prennent naissance d'une part par l'oxydation de la mélantérite et d'une autre par l'action de l'acide sulfurique libre sur les roches servant de gangue aux pyrites. Enfin, les produits d'oxydation de la mélantérite forment, par leur action sur ces mômes gangues, une nouvelle série de produits intéressants. Ce sont ces divers minéraux que je vais étudier. Ils ne sont véritablement très abondants que dans l'argile plastique ; quelques-uns d'entre eux se trouvent aussi, mais en moindre abondance, dans les marnes bleues oligocènes.

Mélantérite.

L'altération des pyrites se propage avec une rapidité d'au tant plus grande que ces minéraux sont moins homogènes, fibreux ou imprégnés de matières d'origine organique qui absorbent elles-mêmes avec avidité l'oxygène en dégageant de la chaleur. A Issy, cette décomposition marche avec une rapidité extrême, et il est curieux d'aller visiter par un jour de soleil, suivant une période de pluie, la partie de la carrière où les sulfures abondent. On voit alors le sol couvert d'efflorescences blanches qui généralement recouvrent les nodules de marcasite empâtés dans l'argile.

270 NOUVELLES ARCHIVES DU iMUSÉUM.

Des échantillons de marcasite de la grosseur du poing, recueillis humides dans cette carrière et conservés dans un tiroir de collection, sont en quelques mois entièrement transformés, après s'être préalablement fendillés dans tous les sens.

La mélantérite que l'on observe dans les carrières parisiennes a la forme de petites houppes blanches ou incolores; ce n'est guère que dans les échantillons formés, comme il vient d'être dit, dans les collections, c'est-à-dire à l'abri de la dissolution, que le minéral se présente en cristaux assez épais pour prendre la coloration verte, habituelle à ce minéral. Il suffît du reste de lessiver dans de l'eau distillée bouillie les échantillons naturels non oxydés pour obtenir par recristallisation des cristaux monocliniques de mélantérite.