LES STALACTITES

§ 1. Généralités. — Les stalactites communes, opaques, jaunâtres, sont le résultat du suintement des solutions incrustantes, ce qui autorise leur comparaison avec les pendentifs analogues dont le gel et le df^gel festonnent le rebord des toitures. Ce rapprochement est aussi ancien que l'observation des ornements des grottes.

Les cônes pleins, de carbonate de calcium, ont une structure rayonnante dans la cassure, les axes des cristaux constitutifs étant approximativement perpendiculaires à l'axe de la pièce. D'après les récentes études de M. Futterer, les cônes de glace présentent un arrangement analogue, quoique moins net ; on y retrouve pourtant la disposition radiée des grains d'orientation variable, ainsi que des cercles concentriques d'inclusions buUeuses, évidemment comparables aux zones colorées des stalactites calcaires.

Ces formations s'expliquent donc très simplement dans leur ensemble, mais il est probable que leur étude détaillée amènerait à modifier les interprétations qu'on en a données, telles que celles de Senft, ou encore celles de Lapparent. Dans son classique traité de géologie, ce dernier admet qu'au début, la calcite des stalactites et des stalagmites se dépose en tout petits cristaux, disposés en couches concentriques, concrétionnées, molles, imbibées par les eaux calcaires, et que ce n'est qu'une recristallisation ultérieure qui les transforme en un seul individu, à clivages parallèles, avec effacement de la structure primitive (4"* éd., p. 33 1).

Senft pense que l'épaississement des stalactites a lieu par superposition de pellicules glaireuses de carbonate calcique. Leur forme conique serait le résultat de dépôts successifs de moins en moins longs, le calcaire se déposant de plus en plus rapidement dans le haut, au fur et à mesure que la surface s'accroît. Les bourrelets proviendraient d'un glissement, d'un tassement, des pellicules glaireuses (p. 281).

Certaines stalactites sont, il est vrai, peu cohérentes, papyracées, terreuses, sans que le processus admis par Senft leur soit applicable. Cet auteur ruine, du reste, lui-même sa conception en remarquant que les stalactites de glace ont les même bourrelets. Tous ces pendentifs sont des formes de ruissellement, dont on retrouve des analogues aussi bien parmi les recouvrements de matières visqueuses, telles que le verre, les laves, la stéarine, etc., que parmi celles qu'édifient des solutions fluides de sels divers et même les particules impalpables entraînées par des

gaz. — Leur étude sort des limites que je me suis imposées; elle serait à reprendre sur d'autres bases et avec plus de patience que ne l*a fait De Lafontaine.

Les recristaltisations qui ont lieu dans les incrustations des grottes sont, en somme, exceptionnelles. Les stalactites dont j'ai à m'occuper n'en présentent pas de traces. Chacune a pour point de départ un individu cristallin, ou un petit nombre de ceux-ci, tubulaire ou plein, dont l'orientation moléculaire détermine celle des couches suivantes^ au moins pendant un certain temps.

Pour comprendre leur agencement, nous avons donc à nous remémorer

d'abord les propriétés cristallographiques du carbonate de calcium.

La calcite est certainement le minéral le plus riche en combinaisons cristallines qui soit; on en connaît un millier. Il est d'autant plus remarquable de constater que la calcite des grottes est limitée à quelques formes, toujours les mêmes, à en croire les indications que j'ai pu réunir.

On sait que ce minéral a un clivage marqué, suivant les faces d'un rhomboèdre considéré comme primitif, p de la notation de Lévy; mais cette forme constitue rarement les cristaux; ce sont des rhomboèdres plus aigus ou plus obtus qui leur donnent les aspects caractéristiques bien connus. Les uns sont directs^ c'est-à-dire tournés avec une face en haut vers l'observateur; les e^ \ \ lA [\ h autres sont inverses et présentent une arête,

en haut, vers le spectateur. On en a observé un grand nombre.

Dans les stalactites, Haiiy en renseigne trois, auxquels il donne, suivant l'usage d'alors, des noms particuliers; ce sont : le primitifs V inverse et le contrastant ^ c'està-dire précisément ceux que vom Rath trouvait, avec le prisme en plus, sur les tubes cristallins extraits de la grotte de Bellamar à Cuba, exposés à Paris en 1867. Les mêmes sont encore mentionnés par von FiG. I. Zepharowich er Vrba. Si j'ai trouvé

d'autres formes sur les échantillons fournis par nos grottes, c'est que je disposais d'un très grand nombre de pièces.

Ces trois rhomboèdres sont figurés ci-dessus (fig. i), avec leur orientation

rëciprcxjue, ce qui permet de voir que p tronque parallèlement les arêtes culminantes de &' et que ce dernier, à son tour, tronque parallèlement les arêtes culminantes de e^*

Ils sont associes, dans les cristaux des grottes, à deux prismes hexagonaux dont l'orientation correspond à celle des rhomboèdres. L'un, note c^, a une face vers Tavant, tandis que l'autre, noté rf*, est tourné avec une arête vers l'observateur. Ce deutéroprisme est strié suivant les arêtes en zigzag de p.

Fréquemment, un même cristal, ayant l'aspect donné par la dernière pro* jection de la figure i, constitue une combinaison de toutes ces formes.

Les diverses notations employées pour les désigner sont reproduites dans le tableau suivant, avec les angles normaux des arêtes culminantes de chacun dVux; j'y ajoute les autres formes que j'ai rencontrées.

Haûy.

Naumann.

Lévy.

Bravais.

Angles culm normaux.

Le rhomboèdre primitif

jioîil

— inverse.

joaâil

contrastant.

ii4«io'

La base.

oR

}oooi|

Le prisme hexagonal (protoprisme, prisme direct).

Le prisme inverse (deutéroprisme).

ooR ocRa

{toiot

Le scalénoèdre.

x)aiTi{

Les dernières formes ne sont que rarement mesurables; par contre, on Mit facilement observer

et quelques autres angles, suivant la disposition des pièces. Ce travail est rendu pénible par la nécessité dans laquelle on se trouve de manier des échantillons encombrants et fragiles, dont chacun nécessite un support spécial, si Ton veut éviter de le sacrifier.

La pureté des faces de ces diverses formes est variable (§ 10). Les moins bonnes sont celles de e\ dont les mesures, laborieusement obtenues, dépassent souvent i02®. Ces valeurs sont sans signification vis-à-vis des pointés, toujours voisins de loi^, réalisés sur les bons cristaux.

— lO —

Les trois rhomboèdres sont communs sur nos stalactites; d^ s'y reconnaît presque toujours. Les formes iP et a' sont rares; le rhomboèdre c'^/g, découvert par M. Abi*aham (§ 5i), est exceptionnel.

§ 2. Les tubes. ^— Les stalactites tubulaires sont mentionnées dans tous les traités de minéralogie. Elles ont un diamètre assez constant, déterminé par la grosseur d'une goutte d'eau, soit un peu plus de 5 millimètres. Celles qui dépassent ces dimensions ont subi un accroissement extérieur. L'épaisseur de la paroi est d'une fraction de millimètre ; j'en ai mesuré qui avaient moins d'un dixième de millimètre. Leur longueur varie de quelques centimètres à i mètre, jusque 2 mètres. La plupart sont droites; exceptionnellement on en observe de courbes et de contournées. Leur mode de formation est facile à concevoir, aussi a-t-il été décrit exactement par plusieurs anciens minéralogistes. On ne saurait mieux en parler, de façon générale, que le fît Haiiy dans le passage suivant :

« L'eau qui s'infiltre dans les fissures... forme des gouttes qui restent suspendues un certain temps à la voûte. Elles éprouvent un dessèchement qui commence par la surface extérieure, et les molécules pierreuses, dont le liquide se dessaisit, exerçant leur action les unes sur les autres et attirées en même temps par la paroi dont elles sont voisines, forment en cet endroit un tube initial ou une espèce de petit anneau. Ce rudiment de tube s'accroît et s'allonge par l'intermède des autres gouttes, qui arrivent à la suite de la première, en conduisant de nouvelles molécules que l'orifice du tube attire à son tour. Quelquefois ce tube conserve la forme d'un cylindre creux, de peu d'épaisseur et semblable à un tuyau de plume. Mais le plus souvent il grossit et s'enveloppe de couches concentriques, dont la matière est formée par le liquide qui descend le long de la surface extérieure. Il devient alors un cylindre épais ou un cône, et quelquefois les molécules charriées par les gouttes qui coulent aussi dans l'intérieur de son canal finissent par l'obstruer entièrement. »

Plus loin, le même auteur continue : « Ces concrétions tubulées présentent un fait curieux, qui consiste en ce qu'elles sont susceptibles d'être divisées parallèlement aux faces d'un rhomboïde semblable au primitif, dont l'axe se confondrait avec celui du tube. On est surpris de trouver le noyau d'une forme déterminable, caché sous celle d'une stalactite; et rien ne prouve mieux la puissance de la cristallisation que la formation de ces corps, moitié tubes par leur configuration, moitié rhomboïdes par leur structure, et dont les molécules, charriées par une eau qui descendait goutte à goutte, ont pris, en se réunissant, l'empreinte des mêmes lois auxquelles obéissent celles qui sont tenues en dissolution dans un liquide tranquille. Quelquefois, le tube est terminé inférieurement par un cristal proprement dit, dans lequel les lames composantes sont parallèles à celles dont ce tube est l'assemblage. Ce cristal prend, suivant les circonstances, différentes formes parmi lesquelles j'ai observé celles du rhomboïde inverse, du contrastant et de la variété moyenne. (pp. 90 et 364) ».

Une description cristallographique plus concise, mais plus moderne, est donnée par les lignes que M. Cesàro consacre précisément à la calcite fistulaire de Tilfi, dans un de ses savants travaux ^

sur les minéraux belges :

« L^orientation est la même que |

celle d'un cjrlindre creusé dans un cristal de calcite avec son axe parallèle à l'axe ternaire. C'est un vrai cristal creux limité par une surface cylindrique... Ici il ne s'agit plus évidemment de faces à caractéristiques simples : la surface cylindrique résulte de l'ensemble d'une série de faces de la forme Aïo [donc prismatiques], h étant quelconque ou variant très lentement. La surface, cependant, n'est pas quelconque, mais accuse la cristallinité par de nombreuses stries parallèles aux intersections des clivages avec le cylindre; l'artengement est ternaire autour de l'axe vertical »

Il sera question de ces stries au § 4,

§ 3. — Les tubes sont assimilables à des empilements de rhomboèdres c', avec diverses facettes modifiantes. Ils n'ont pas tous l'axe cristallographique principal ce, confondu avec l'axe de l'empilement, comme dans le premier schéma ci- contre (fig. 2). On trouvera, par la suite, des exemples d'inclinaisons telles'que celle du deuxième schéma, où les rhomboèdres se pénètrent parallèlement à une face (fig, 3), et d autres encore (fig. 39). 9

Dans le deuxième empilement, deux faces opposées e^ deviennent verticales et l'axe principal s'incline de 14*^13' sur Taxe de la pile. Lorsque cette condition est sensiblement réalisée, les faces brillantes e^ forment

Fig. 3 et ^.

Projections orthogonales sur une face de </».

des troncatures presque continues tout le long de Tëchantillon. Quand ces facettes sont légèrement inclinées, elles apparaissent sur les nodosités isolées de la pièce ou contribuent, avec d'autres, à constituer une infinité de pointements microscopiques, qui recouvrent la stalactite d'un moiré scintillant. La forme/? se présente fréquemment dans ces conditions; de très bonnes mesures sont ainsi rendues possibles.

L'extrémité des tubes se termine par de fines dentelures, plus rarement

par de grandes indentations, à faces plus ou moins parallèles, simulant un petit trépan. La forme de la terminaison ne varie pas d'une façon sensible durant rallongement de la stalactite, ainsi que l'indiquent les cicatrices annulaii^es qui se suivent sur toute leur longueur (fig. 4). On compte jusque 1 5 à 25 de ces marques circulaires par centimètre sur certains échantillons; elles indiquent autant de variations dans la marche de l'accroissement. Un grossissement suffisant établit que les éléments allongés, constituant les anneaux, sont en creux (fig. 4e), tandis que les parties intermédiaires, lisses, sont en relief.

Pour beaucoup de tubes, le vide central est excentrique (fig. 4a). La génératrice la plus mince aboutit, à l'extrémité, à une échancrure accusée, qui correspond à un joint courant tout le long de l'échantillon. Cest que celui-ci n'est pas simple. Il est d'ordinaire composé de deux empilements, légèrement inclinés l'un sur l'autre, ce qui amène la formation d'un double pointement terminal, lorsque le tube se ferme par cristallisation. De là aussi l'angle rentrant des cassures de clivage; les mesures établissent qu'il est de quelques degi-és, sans être constant. Sur les tubes épais, on constate que le joint est diamétral; il peut y en avoir plusieurs qui provoquent des cassures d'aspect variable, suivant que les individus constituants se prolongent plus ou moins loin le long du tube. A titre d'exemple, je citerai les mesures prises sur un gros tube dont le joint diamétral avait facilité la végétation de nombreuses excroissances latérales. A un bout, deux faces de clivage, inclinées en rentrant, faisaient un angle de i8**34'; 4 centimètres plus loin, l'angle avait 18^48'. Généralement, l'inclinaison est plus faible.

Fig. 4.

Sur le croquis ci-contre (fig. 5), représentant sous une amplification de quatorze fois une terminaison de tube avec deux échancrures et de nombreuses facettes, se trouve aussi la projection, sur une face antérieure du prisme e", des deux individus constitutifs, supposés normalement développés et parallèles.

Je ne puis rappeler qu'en passant Texistence d'une suture longitudinale sur les cônes de glace, signalée par M. Futterer La glace est également rhomboédrique. Il y aurait lieu d'étudier l'origine de cette similitude.

Ces délicats cristaux tubulaires acquièrent des longueurs de i et de 2 mètres; nous verrons que malgré leur minceur et la fragilité de la calcite, ils sont plus résistants qu'ils ne le paraissent. Leur poids ne dépasse pas 3o à 40 grammes par mètre, plus le poids d'une dizaine de centimètres cubes d'eau qui remplit ceux à large canal; ceux dont l'enveloppe est mince ne pèsent guère que 25 grammes.

Les causes amenant leur rupture, ainsi que les transformations que subissent leurs débris, seront examinées dans la suite.

Fig. 5. — Projection orthogonale sur une face antérieure du prime hexagonal tf*.

§ 4. Les baguettes. — J'ai donné ce nom à des tiges pleines, ou presque pleines, constituées encore par des empilements de rhomboèdres tf', dont la croissance est alimentée tantôt par un canalicule excentrique, tantôt par un ou

plusieurs joints. Elles sont fréquemment en spath limpide et couvertes de stries et de rugosités cristallines. Leur diamètre est moindre que celui des tubes (au-dessous de 5 millimètres); leur longueur ne dépasse pas quelques décimètres au plus L'une des formes peut passer à l'autre : le tube se continue par une baguette.

Dans la coupe fig. 6, le canal est assez large; les arrachements triangulaires, dont la surface est couverte, proviennent du polissage.

Fig. 6.

La figure 7 représente la terminaison d'une baguette simple avec tous ses détails ; au-dessus se trouve la projection du cristal normalement développé. Ce poin-

tement possède le scalénoèdre ^, qui manque habituellement. Par contre, il n'a qu'une indication des stries, qui sont si fréquentes. Ces dernières correspondent aux six arêtes non culminantes du rhomboèdre/; et se suivent sur des plats, plus ou moins développés, que je noterai d\ En effet, un bout d'une semblable tige, placé verticalement sur le goniomètre à cercle horizontal, renvoie des lueurs obliques permettant des lectures telles que les suivantes, pour un tour entier de la pièce (fig. 8) :

i Jç'jA So'M âû'J/'\ âO'iZ% 58'Sjk Sû'S-

FiG. 8.

I D'autres sont couvertes de pointements

^microscopiques, striées comme une lime dite ([ueue de-rat, et laissent reconnaître, au goniomètre, la plupart des formes déjà énumérées.

Fio. 7.

Projection sur une face antérieure du prisme hexagonal c^

e^:e^ = i^^'io' et 65°5o'

Un fragment choisi, fixé sur l'instrument de façon que l'axe de la zone e^d^e^ soit vertical, donne les mesures réunies dans la projection figure 9, dont le plan est perpendiculaire à cet axe. Les angles observés correspondent aux valeurs calculées ci-dessus.

FlG. Q.

Projectionsur un plan normal à Taxe de zone e^d^e\ des angles normaux de ces faces.

Certaines baguettes présentent une extinction oblique; l'axe est alors iiidinë de 14"^! 3' environ sur Taxe de Tempilement, de façon à correspondre au schéma figure 3. Grâce à cette orientation et à celle qui e^t discutée au § i3y les faces t? forment des bandes polies le long de la pièce.

La plupart de ces tiges sont constituées par plusieurs individus cristallins, séparés par des joints non soudés, chaque cristal ayant une orientation plus ou moins difiérente de celle dé son voisin. L'examen optique d'une section longitudinale apprend que les axes forment un angle de quelques degrés, qui n'est pas constant. Le manque de parallélisme se constate d'ailleurs directement sur les arêtes des pointements terminaux (fin § 23) et encore sur les plans de clivage. La section transversale d'un tronçon de baguette (fig. 10; x 5) donne, par exemple, les mesures suivantes :

pa : pb = 74*46' cale. 74*55' p^ : pc==95'i5'

Fig. 10.

Ces groupements expliquent la multiplicité des faces d\ à stries obliques, que l'on trouve sur certains de ces cylindres. Dans la figure 11, on a la projection sur un plan normal à Taxe, d'une cassure mettant en évidence la disposition des arêtes de clivage qu'il a été possible de réaliser sur les quatre individus associés (traits fins). Les joints, disposés en croix, (traits barbelés) sont rendus visibles. Les traces des plans striés rf' sont reconnaissables par de légers ,

aplatissements dans le contour (traits gras); les r^^-*^l IX I

faces striées sont rabattues tout autour de la projec- ^ tion. Il y en a dix; un peu plus loin, il n'y en avait plus que sept.

Ces joints, souvent accompagnés d'un canalicule, changent ainsi de disposition le long de la Fio. 11.

pièce et, de même que les sutures des tubes proprement dits, permettent des suintements latéraux ainsi que l'amorce de bourgeons cristallins. Des ornenients compliqués se greffent sur la stalactite en modifiant complètement son aspect.

Voyons la marche de ces transformations.

§ 5. L'obstruction partielle des stalactites tubjjlaires. — Les complications auxquelles il vient d'être fait allusion se produisent volontiers lorsque la stalactite se bouche.

L'obstruction se fait par la cristallisation complète de son extrémité, ou encore

— tf) —

par raccroisseraent de pointements internes. Un échantillon s'est montre clos par une mince membrane cristalline, permettant néanmoins le suintement du liquide par d'infimes interstices.

Plus curieuse est la façon dont se ferment les tubes dont une cause quelconque a amené la rupture. Le plan de clivage mis à nu s'entoure d'une collerette cristalline qui se contourne en se développant (fig. 12 à 16). D'autres s'agrémentent d'un petit pavillon dont l'ouverrure est à angle droit sur le tube; le fond est fermé, mais Talimentation se fait encore au travers du bouchon ou par une petite ouverture latérale (en noir), à la façon des sels grimpants (fig. i5 et 16).

xt

Fig. 12 à 18.

Le point de départ de ces évasements est visible sur la figure i3, où la cassure, peu ancienne, commence seulement à se couvrir d'une multitude de pointements microscopiques. La cristallisation étant plus rapide tout autour du bord externe de la cassure, celui-ci se garnit de petites épines dont la croissance l'emporte sur celle des pointements situés plus au centre.

Certaines agglomérations prennent un développement considérable et constituent des géodes recroquevillées pleines de petits cristaux bien terminés, orientés au hasard (fig. 17).

Mentionnons encore le singulier mode d'occlusion dans lequel la stalactite se bouche imparfaitement par un de ces pompons de calcite cristalline d'où sort un nouveau tube. D'autres fois, la calcite grimpante part de cet amas pour remonter extérieurement le long du tube, sans se souder à lui, et constitiier une gaine grossière, de quelques centimètres de hauteur, qu'on ne sait retirer bien qu'elle ^ue, attendu que les aspérités des deux parties s'y opposent. Lorsqu'on brise

cette enveloppe, on constate que le tube ëtait cassé à son extrëmîté et que toute la partie engainée est comme corrodëe, hérissée de pointements cristallins dirigés vers le haut; sa section est vaguement hexagonale (fig. i8; ouvertures en noir).

La même interprétation est applicable à tous ces cas. Il est clair qu'un trouble considérable est produit dans le lent développement du cristal tubulaire, au moment de sa rupture, par la brusque appairition d'une face de clivage p, La nature réalise ici l'expérience connue, dans laquelle on replace un cristal dans sa solution après l'avoir mutilé, ou muni artificiellement de faces autres que celles que la composition et l'état de son eau mère lui assignaient. Le guérissage s'accompagne alors de désordres marqués dans la cristallisation (rugosités, pointements multiples, etc.) qui, pour les stalactites, seront poussés à l'extrême, celles-ci ne plongeant pas même dans un bain.

§ 6. Les ergots et autres ornements des stalactites. — Que la stalactite se ferme, que sa paroi mince arrive à céder, que l'excès de liquide chargé de carbonate de calcium vienne simplement perler par un joint, et un bourgeon latéral va naître à cette place. Sa croissance se fera capricieusement suivant que la capillarité, le suintement, l'orientation cristalline interviendront dans son développement. Quelle que soit sa forme, celle d'une simple saillie (coupe fig. 19), d'un renflement pédoncule (fig. 20), d'un fil, toujours on y trouve, au microscope, un capillaire, d'une ténuité extraordinaire, puisque son diamètre est parfois inférieur à o"™™oo8, par lequel le liquide nutricier alimente son extrémité.

Fig. 19 à 21.

Des impuretés indéterminables viennent périodiquement se déposer sur le bourgeon et en accuser les enveloppes coniques ou ogivales disposées le sommet en avant (fig. 20). Ces couches laiteuses seront examinées dans un prochain paragraphe.

Lorsque le bourgeon est abondamment alimenté de solution calcique, il reçoit une large base et se développe en une sorte d'ergot ayant parfois la grosseur du doigt et sa longueur.

Ces ergots, greffés latéralement sur les tubes, s'accroissent en se dirigeant volontiers vers le haut, sous un angle de 45*^; pourtant, il n'en manque pas qui pointent horizontalement ou vers le bas. La même stalactite en possède qui ont

routes les directions possibles; cependant les coupes prises dans Fensemble des pièces montrent, par la disposition des couches d'accroissement, que chez tous ces appendices il y a retour en arrière d'une partie du liquide après sa sortie du capillaire. Dès lors, le débit du liquide incrustant doit régler, au moins partiellement, l'incurvation de l'ergot. En efiet, si le dépôt se fait plus abondamment vers le bas, l'ouverture du capillaire se trouvera reportée vers le haut, ainsi que rindique le schéma ci*dessus (coupe fig. 21) sur lequel la double flèche marque la région où le dépôt s'effectue avec le plus de rapidité.

Le phénomène est, en réalité, plus compliqué, car la stalactite est enduite d'une mince couche de solution, que l'ergot retient avec d'autant plus de facilité qu'il est couvert de rugosités cristallines, constituant une surface finement grenée, et que le tout est placé dans une atmosphère saturée d'humidité.

VÀ

FiG. 22. — Projection orthogonale sur une face du prisme </'.

Enfin, lexamen des coupes établira que les ergots ont la même orientation cristalline que le tube qui les supporte; par conséquent, les molécules apportées à

leur extrëmîté^ doivent se grouper dans un certain ordre et tendre à édifier un cristal parallèle à celui qui constitue la stalactite. En d'autres termes, si Tensemble était immergé dans un bain permettant le dépôt rapide de la calcite sur toute la pièce, celle-ci se compléterait en un cristal unique, englobant lé tube et ses ornements.

Laissant de côté les facettes accessoires et ne considérant que le rhomboèdre e', on aurait donc des empilements tels que ceux du schéma de la figure 22, où l'empilement vertical constitue le tube. A gauche, un ergot est figuré par un empilement oblique qui ferait un angle de 45*^2 3' avec If; premier, si tous les rhomboèdres avaient suivi Talignement donné par celui qui est à sa base. Mais, comme en conservant leur orientation, ils se sont déplacés vers le bas, l'angle de l'ergot sera plus ouvert que la valeur ci-dessus; il pourra atteindre et dépasser 90'', comme le fait comprendre la partie inférieure du schéma.

La cristallisation s'effectuant ici par simple humecta tion et non en plein liquide, les ergots ont, comme les tubes, des surfaces courbes, presque lisses, tout au plus moirées par des milliers de pointements microscopiques, parallèlement

kl

FiG. 23. — Empilement courbe de rhomboèdres ^', en projection orthogonale sur une face du prisme d'

orientés. Toutefois, l'excédent du liquide, en s'amassant à la partie inférieure des appendices, est susceptible d'y alimenter des cristaux nets.

Il j a lutte entre le suintement et la cristallisation. La disposition réalisant les

meilleures conditions d'équilibre est celle où l'ergot se trouve incurve vers le haut, ou vers le bas, jusqu'à la verticale. Les rhomboèdres élëmenlaires suivent ces mouvements par des déplacements parallèles analogues à ceux qui viennent d'êtie

^jolnt

f irt

FiG. 24 a 26.

schématises. L'incurvation vers le bas permet le développement de pointements terminaux (fig. 25); le redressement supprime, au contraire, toute apparence extérieure de cristal (fig. 22 et fig. 24). #

^7. — Par ce mécanisme, tous les contournements sont possibles, sans qu'il y ait changement d'orientation cristalline; cela se constate sur tous les échantillons. Cependant, l'examen optique de certains d'entre eux, à courbure régulière, établit que l'empilement s'est fait suivant une courbe et même suivant une partie de spire. Le schéma figure 23 rend compte de cette disposition. Ces pièces ont un clivage à courbure marquée.

§ 8. — Ces explications seront confirmées par l'examen de quelques échantillons que je choisis parmi les plus petits et les plus simples. Ils sont représentés par les dessins ci-dessus, qu'il suffira d'accompagner de peu de mots.

La pièce reproduite figuie 24, en grandeur naturelle, qui se trouvait au bout d'un tube assez long, porte à son extrémité les faces e' et p. L'ergot, très épaissi.

puisqu'il reçoit d'abord le liquide incrustant amené par le tube, s'insère sur celui-ci vers le haut, sous un angle de ^5^ environ, puis devient brusquement vertical. L'empilement de e^ se marque, par des courbes successives, à la racine de l'ergot; p est représenté par un moiré scintillant; e^ apparaît au coude sous forme d'un petit ovale très brillant. La mesure donne :

moiré p : e^ «= 3o"55' cale. 3i"io'

La partie remontante, cjlindro-conique, est couverte d'un moiré cristallin.

Les stalactites de ce genre, plus courtes, remontent ainsi jusqu'au plafond de la grotte, où leur ergot se soude près du point d'attache du tube.

Le spécimen figure 25, représenté au double, montre, au contraire, le déploiement vers le bas d'un ergot fixé à une baguette. Le pointement terminal de cette dernière comprend e\ avec une troncature p, faisant suite à un moiré e^ visible sur une génératrice du cylindre. Cette zone et l'angle culminant de e\ donnent :

moiré e^:p= 3i*i2' cale, ^i^^io'

p : e' = io8°i8' (sur a') i07**44'

e* : e' e= ioi«'34' ici* q'

L'extrémité de l'ergot ne possède que e\ en pointements multiples, orientés parallèlement à la terminaison de la baguette.

L'échantillon figure 26, dessiné au double, est intéressant par la façon irrégulière dont réperon est fixé à la petite baguette. Celle-ci se termine par un pointement e\ /?, qui ne permet de mesurer qu'avec peine :

e* : e* = 101^40' cale. loi*» 9'

e^:p ^ 5o'5o' env. 5o*35'

Pourtant on voit un bel ovale e^ sur la baguette. Les faces et indications de faces, que l'ergot présente jusque sur la partie habituellement arrondie, fournissent au contraire de bonnes mesures; elles ont le résultat ci-après (moyennes). La face/i est représentée par un moiré brillant (m) ; un petit rhomboèdre indique l'orientation générale.

a : £? « e* : c' = ioi**i6' cale. 101» 9'

Wiy

b\ c = e» : e* « 78«>34' (sur d')

Baguette et éperon ont la même orientation.

j:; 9. — Ces exemples suffisent à établir, de façon générale, le mode de croissance de nos stalactites. Il est cependant utile de compléter les renseignements qu'ils fournissent, par un coup d'oeil jeté sur quelques coupes prises dans des pièces analogues à celles qui viennent d'être décrites. Ces préparations sont surtout intéressantes lorsqu'on les taille dans des échantillons ayant des couches laiteuses

d'accroissement bien marquées et après infiltration d'encre de Chine dans le tube et le capillaire.

On obtient ainsi des sections telles que celles qui se suivent de figure 27 à figure 3o, où elles sont dessinées en grandeur naturelle. L'orientation commune du tube et de l'éperon est rendue évidente par l'extinction simultanée de toute la couf>e vue en lumière polarisée.

^fwni

FiG. 27 à 3o.

On remarquera l'obliquité de l'extinction sur l'axe du tube dans la figure 29, qui est à comparer au schéma figure 3; à la base de la proéminence |est intercalé un secleur d'orientation habituelle.

Des croquis accessoires indiquent, par des agrandissements, la façon dont le capillaire se soude au canal du tube et les renflements qu'il possède (près de figure 27).

Les couches laiteuses ont, en lumière transmise, une teinte brunâtre. En lumière polarisée, le pléochroïsme (pseudopléochroïsrae) est intense avec, en général, une absorption plus marquée, lorsque l'axe optique est perpendiculaire au plan vibratoire du nicol. Ces particularités rappellent celles d'un milieu trouble, tel que l'opale par exemple; c'est aussi la comparaison faite par Schrœder van der Kolk, qui a observé le même phénomène sur une calcite de Gélèbes. 11 est probablement causé par d'infinitésimales inclusions gazeuses ou liquides; on le retrouve encore dans le calcaire fibreux des fossiles et des valves des mollusques.

Les agrandissements plus considérables, tels que celui de la figure 28a font ressortir les renflements successifs du capillaire rempli d'encre de Chine, les courles ramifications, bientôt fermées, qui en partent, ainsi que les couches laiteuses auxquelles il a donné naissance.

Beaucoup de ces couches ont une structure fibreuse qu'un fort grossissement montre constituée d'infimes canalicules, qui se sont maintenus entre les cristaux élémentaires composant la masse; certains contiennent un gaz; d'autres un liquide avec bulle. Sur le croquis figure 28a, j'ai indiqué par des chiffres la façon dont la fibrosité change de direction à faible distance, ce qui ne permet guère d'interpréter les mesures.

Dans les coupes verticales épaisses, prises un peu hors du plan de symétrie de la pièce, comme lest figure 3o par exemple, un segment de l'extrémité hémisphérique de l'ergot est vu en perspective (fig. 3oa). On y voit la surface couverte de rugosités cristallines, dont les joints, parallèles, affectent des formes de plus en plus allongées, au fur et à mesure que les axes de ces petits cristaux élémentaires deviennent tangents à l'hémisphère terminal. Le plan de coupe montre la section de ces joints sous les apparences de petits tirets parallèles.

Les zones à coloration d'intensité variable, toujours fortement marquées près du capillaire (fig. 28^), ont vraisemblablement la même structure en plus fin encore; la rapidité variable avec laquelle la solution, préservée jusque-là du contact de l'edr, cristallise et laisse échapper l'acide carbonique qu'elle contient, explique peut-être l'origine de ces couches.

Les pointements des individus élémentaires ne sont pas reconnaissables sur les coupes verticales que nous étudions en ce moment (fig. 28a et 3oa); leurs contours doivent mieux se marquer en coupe horizontale, puisque les inclusions linéaires les soulignent. Voyons donc une section ainsi réalisée, telle que x y figure 28 et figure 28a. Elle a un contour ovale (fig. 28e), englobant la section circulaire d'une baguette, à lumière très étroite, de laquelle part le capillaire; comme il se relève vers le haut, il disparaît bientôt de la coupe. La fibrosité des couches d'accroissement est marquée. A l'avant (en j^'), deux directions voisinent et font un angle de 60° environ, qui s'ouvre vers les côtés, jusqu'au delà de 90**. Les individus élémentaires de certaines couches sont nettement visibles; leurs plans séparatifs (faces?) restenl parallèles entre eux, malgré la courbure de la strate à laquelle ils appartiennent (fig. 28c).

Il est encore question de cette structure aux §§ 17 et 49.

§ 10. — Les diverses formes cristallines, dont les faces constituent ces singuliers cristaux, s'adaptent diHërerament aux conditions anormales auxquelles elles sont obligées de se plier.

Quoique le rhomboèdre e^ prenne facilement naissance et se rencontre encore à Pëtat de nodosité reconnaissable sur des échantillons où sa croissance ne saurait être que fort précaire, il ne fournit que rarement de bons cristaux lorsqu'il est placé dans de meilleures conditions. Ses faces sont ternes, courbes, marquées de stries d'accroissement. J'en ai mesuré un grand nombre et choisi les meilleurs sur place, sans en trouver plus de trois ou quatre qui fussent assez nets pour fournir des valeurs voisines de celles que le calcul assigne à cette forme.

Le primitif /?, qui apparaît assez souvent, donne de très bonnes mesures, même lorsque ses faces ne sont qu'indiquées par une rugosité cristalline, constituée par une foulede plans microscopiques, à orientation parallèle. Il en est de même de e^. Mais cette forme est surtout remarquable par l'éclat extraordinaire de ses faces et la persistance avec laquelle celles-ci apparaissent sur les parties des stalactites les moins favorables à la croissance de cristaux. La partie supérieure des ergots, les nodosités des stalactites, l'extrémité des fils, tous points oii l'apport de liquide se lait mal, sont couverts de sortes de courbes de niveau, qui circonscrivent de petits plans ovales, d'un poli parfait, représentant les faces de e^. Le long de certaines baguettes, une bande onduleuse, plus brillante, indique sa présence f§ i3 . Bien des dessins renseignent ces particularités (par exemple fîg. 24, 26, 37, 3g, 60, iio).

exL

FiG.

§11. — Si le suintement ne sait contrecarrer l'orientation cristalline, il conserve cependant une certaine indépendance. Le petit échantillon détaché d'une paroi rocheuse et représenté figure 3i en fournit la preuve. C'est un bourgeon assez volumineux, associé à un rhomboèdre e\ que j'ai sectionné suivant le plan de symétrie de l'ensemble. Les deux parties constituantes sont différemment orientées, ainsi qu'on le constate par les directions des extinctions, le joint qui les unit forme un angle vif, presque droit. Pourtant les couches laiteuses d'accroissement, guidées par un capillaire très fin, s«' continuent, sans déviation, d'un cristal dans l'autre.

La même superposition des deux structures se retrouve chez les stalactites épaissies et les cloisons des bassins de cristallisation (§§ 17 et 49).

§ 1 2 — Les baguettes courtes, dont le canal est de section très réduite, sont sujettes à s'obstruer à leur extrëmité, la cristallisation j étant particulièrement active. Elles acquièrent aussi un ergot terminal, qui s'amorce d^une façon particulière, mise en évidence par les coupes longitudinales. On y voit le canal, le joint plutôt, s'effilocher, en quelque sorte, en un faisceau de canalicules plus fins, dont un seul se maintient ouvert (fig. 32). Sa disposition en zigzag, avec renflements, établit que son parcours est influencé par la cristallisation, qui tend à supprimer complètement ce vide intérieur. 11 s'allonge de plus en plus, jusqu'au moment où, déviant latéralement, il donne naissance à un bourgeon dont les stades de progression sont représentés fig. 33 et 34.

L'ergot, définitivement constitué, s'allonge capricieusement, tandis que des rhomboèdres e^ se succèdent à sa partie inférieure. D'autres fois, il se courbe en demi-cercle et, s'il est resté grêle, il lui arrive de se souder à nouveau à la baguette dont il est issu (fig. 3Sa et 353).

Le développement d'un ergot n'entrave pas toujours l'allongement de la baguette. Le joint plat, couvert de cannelures cristallines, se déplace sans cesse, de façon à décrire un trajet en hélice irre'gulière, allongée, dans le cristal cylindrique. Le capillaire naît à un moment donné dans ce joint, et comme le bourgeon qu'il alimente est, au début, si minime qu'il ne saurait y avoir obstruction complète de la fissure, celle-ci se maintient : une partie du liquide nutricier passe dans le bourgeon, tandis que le reste continue à alimenter les pointements terminaux (fig. 36). La baguette se prolonge donc vers le bas, malgré cette dérivation latérale.

L'échantillon fig. 37 nous montre les deux parties se développant indépendamment l'une de l'autre et le bourgeon prenant déjà la direction remontante. Il possède une facette e^a parallèle à l'une de celles de la terminaison de la baguette. Celle-ci présente e^ , e^, p, disposés conformément aux croquis. Le joint canaliculaire aboutit au fond d'une trémie de la face e^, près de lamelles empilées : tous détails r*onfirraatifs d'un accroissement lent et difficile (fig. 37a).

La figure 38 ne donne que la silhouette d'une stalactite plus ëvoluëe, pour faire ressortir la disposition du joint et du capillaire.

Les ergots peuvent donc naître dans le cours de la croissance de la stalactite, sans lui causer d'autre préjudice immédiat que de la priver d'une partie de la matière cristallisable.

§ 13. Épaississement des formes

PRÉCÉDENTES, AVEC MAINTIEN DE l'oRIEN- TATION CRISTALLINE PRIMITIVE. — LoFS-

que les tubes courts et les baguettes se ferment complètement, ils peuvent être soumis au ruissellement externe, ce qui les transforme en tiges coniques, à section ovale, couvertes de bourrelets, dont chacun porte un plan ^ très pur. L'extrémité possède tt. un pointement net indiquant parfois, de façon précise, l'inclinaison de l'axe cristal lographique sur l'axe de la pièce.

L'empilement du croquis fig. 39 est orienté de telle manière que quatre des faces de (? et deux opposées de e^ soient sensiblement verticales^ ce qui incline l'axe optique de 27*» environ (26"530 et une arêle culminante de e' de 108^ environ ( 107*^44') sur l'axe de l'échantillon. Les faces e^, qui jouent un rôle très actif dans ces cristallisations, tendent alors à se joindre d'une nodosilé à l'autre, en constituant de longues troncatures, qui atteignent plusieurs centimètres. En même temps, l'ovale de section s'allonge suivant le grand axe passant précisément entre les bourrelets ^^, de sorte que la stalactite s'aplatit. Dans un échantillon ayant la section fig. 39a, le rapport des axes est i : 1,6 (agrandissement des deux figures : 4 fois). Une stalactite de ce genre mérite une mention spéciale, parce qu'elle laisse apparaître, par transparence, dans sa moitié supérieure, la silhouette d'un bout de tube de 5 centimètres, actuellement tout à fait rempli, et, dans sa partie inférieure pleine, des zones d'accroissement opalines, bleues, visibles sous certaines incidences, qui montrent, par leur parallélisme, les terminaisons successives e^ ,

§ 14. — Toutes les pièces munies d'appendices, décrites dans les paragraphes précédents, sont grêles, la presque lotalité de la solution qui débouche à l'extrémité

Fig. 36 à 38.

du capillaire étant employée à favoriser leur allongement. Lorsque le d(^bit est plus abondant, ce qui arrive surtout pour les pièces dont le tube principal est bouché à son extrémité, l'ergot s'épaissit par mouillage extérieur, jusqu'au moment où l'attache, trop faible pour supporter ce poids grandissant et mal équilibré, vient à se rompre.

L'accident est surtout à prévoir pour des échantillons tels que celui de la figure 40. On y reconnaît l'ergot fortement développé (poids 20 gr.) et poussant de telle manière qu'il tend à courber, donc à briser, la petite baguette à laquelle il est fixé. Les phases successives d'accroissement sont visibles sur cette pièce, qui présente ^'^;

aussi des facettes exceptionnelles, appartenant au scalé- 1^^

noèdre cP. En efiet, les mesures renseignent :

e^ : i' =^ iç^îo' env.

e« : û^" = 37<»io' env.

cale. 19^24'

■tv C

D'autres stalactites tubulaires, qui augmentent de volume sans porte-à-faux, sont susceptibles de s'accroître pendant longtemps. Dans celle que représente lafigure4i, le capillaire très court, difficile à voir, débouche sur un tubercule qui se continue en un cône hyalin, massif, ^ terminé par e^, p^ e^.

Remarquable est la présence de e^ sur le renfle- } ! - ''1^/al'l^-i''

ment, à une place où on ne l'observe que rarement.

Un autre spécimen (fig. 42), bien plus volumineux puisque le débris représenté pèse près de i5o grammes, constitue un double cristal identique à ceux dont tant

de tubes sont composés. Sur la cassure de clivage, on IL jt?: \ OT BdlV

retrouve les deux individus inclinés de quelques degrés (mesuré 4° à 5°) l'un sur l'autre. Un moiré cristallin p t^ ù/ïi

scintille sur toute la pièce. Les bourrelets dont elle est couverte sont déplacés le long du plan séparatif des deux cristaux; des facettes e^ coupent les sommets des nodosités.

Il ne s'agit donc pas d'une recristallisation, mais mf/

d'une cristallisation primitive, à laquelle se rattache p^^ ^^

aussi la formation des bourrelets déjà observés sur une

pièce précédente (fig. 3g)^ Ces derniers ne sauraient avoir pour origine un glissement, un tassement de couches glaireuses de carbonate de calcium, ainsi que l'admettait Senft (§ i).

L'alimentarion de cette masse se faisait par des joints et un capillaii*e contourne, visibles près de l'attache de Téchantillon à un tube épais.

Je dois cette pièce instructive à M. le D' J. Boraraer.

Les capillaires de plusieurs ergots concourent, d'ordinaire, à la formation d'un semblable amas terminal. Il est certain que c'est à eux seuls que revient la fonction de débiter la liqueur calcique circulant dans le tube et destinée à les empâter à leur base, car les surépaisseurs n'apparaissent que dans leur voisinage. Les tubes et les baguettes auxquels ils sont fixés gardent leur diamètre initial au-dessus des épaississements (fig. \3a b c; dans l'échantillon c, le tube est oblique).

§ 15. — Tant que les capillaires restent libres, la masse augmente de volume; finalement, elle acquiert un poids de plusieurs centaines de grammes, d'où rupture possible de l'attache à laquelle elle était suspendue. Les débris, qui gisent dans les recoins non visités des grottes, témoignent de ces accidents. On y voit encore pendre des terminaisons coniques dont la grosseur est hors de proportion avec la fragilité du support; aussi suffit-il du moindre attouchement pour provoquer leur chute.

Pourtant, il ne faudrait pas s'exagérer la fragilité de ces tubes de calcite. Autant ils sont sensibles à la flexion, au choc surtout, autant ils se montrent rebelles à la cassure par traction. Les essais que j'ai entrepris dans le but de me rendre compte de leur résistance ont eu des résultats assez inattendus. Je les résume ci-après, en mentionnant les charges de rupture en chiffres ronds.

i® Un fragment de baguette laiteuse, saine, à lumière tout à fait excentrique et irrégulière, ayant les dimensions suivantes :

Longueur 65""o

Diamètre externe 4"'"6

Diamètre de la lumière .... i"""5 environ.

jçliûs cl

fut entouré, aux extrémités, de larges bagues de papier, collées de façon à ne laisser libre qu'une partie de 21 millimètres au milieu. Deux attelles en liège, bien serrées, complétaient le dispositif et permettaient • j

de suspendre Téprouvette, garnie à son autre extrémité d'un plateau où l'on coulait de la grenaille de plomb. La rupture n'eut lieu que sous une charge de 2918 grammes; elle se produisit dans l'intérieur de l'attelle supérieure, à un endroit où la lumière était un peu élargie.

2<> Le deuxième essai a été fait avec le même dispositif, sur un tube cristallin, à lumière peu excentrique, tressaille de plans de clivage naturels, dont plusieurs étaient l'origine de petites épines avec capillaire. Dimensions :

Longueur lyo^^o

Diamètre externe 5°»'"7

Diamètre de la lumière .... S^^S environ.

Malgré ses nombreuses fêlures, ce tube résistait encore sous la charge considérable de 5 kilogrammes. La rupture eut lieu, sous la charge de 5 1 56 grammes, à quatre places à la fois et un certain temps après que le poids ci-dessus eut été atteint.

3** Un débris de baguette a été essayé à la flexion, en l'encastrant dans les mêmes armatures de liège, de façon à laisser une partie libre de 10 millimètres. La grenaille tombait dans un plateau, suspendu à un bras de 5o millimètres de long fixé horizontale- ^^^' 42-

ment à l'attache inférieure, la pièce étant maintenue verticale par l'armature supérieure. La baguette était saine, mais à lumière tout à fait excentrique. Dimensions :

^ WM^i^tA

Diamètre externe . .

Diannètre de la lumière .

2"'°3 environ.

La cassure se fit dans le milieu, sous un poids de 225 grammes.

4® Le quatrième essai fut disposé de même, en utilisant, cette fois, un tube mince, sans tressaillures visibles, avec anneaux d'accroissement laiteux et lumière peu excentrique. Dimensions :

Diamètre externe S^-a

Diamètre de la lumière .

Sous la charge de 287 grammes la pièce résistait encore, mais un tramw^aj venant à passer, des vibrations se transmirent au support et la rupture eut lieu près de l'attache inférieure.

^'fl^ti4/ip

Ofrrti

, e»na(

etifi'i

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e'Ve'

5* Une baguette transparente, mince, à canal étroit tout à fait excentrique, fut encastrée horizontalement entre des joues de liège; le plateau destiné à recevoir les plombs était attaché à une anse en gros fil ciré, embrassant la pièce à 5o millimètres de l'encastrement. Dimensions :

Diamètre externe 4™"*2

Diamètre de la lumière. - . . i""6

La rupture se produisit sous la charge de 233 grammes.

Ces mesures, pour approximatives qu'elles soient, n'en établissent pas moins la grande résistance des tubes; cependant, les accidents auxquels il a été fait allusion sont assez fréquents, parce que, une fois tendues par un poids supplémentaire, les stalactites se rompent plus facilement sous l'influence d'un choc, d'une vibration (expérience 4), tels qu'il peut s'en produire dans les grottes par des éboulements, la chute de l'enduit de calcite séparé de la voûte par une couche pourrie, la brusque invasion de l'eau, etc. En outre, toutes ces cristallisations sont fort sensibles à la chaleur et à la sécheresse. Une fois sorties de leur gisement, elles se couvrent de fêlures de clivage; celles que l'on tient trop longtemps en main reçoivent de multiples gerçures.

Un exemple de rupture spontanée est donné par un échantillon épaissi, conique-allongé, analogue à fig. 43c, de section ovale (axes i : i,55 sur les nœuds e^), en spath transparent Au plan de rupture, qui est le clivage p le plus près de l'horizontalité (fig. 39), la section est arrondie et le canal centré; les dimensions à cette place sont :

Diamètre externe 7""2 x 6'""4

Diamètre de la lumière. . . . 3"'"o

L'échantillon était donc susceptible de résister à une forte traction; ce n'est pas un effort de ce genre qui l'a brisé, car le tube supérieur, qui n'a que 5""4 de diamètre, n'a pas cédé.

La face de cassure est représentée fig. i3 et décrite au paragraphe correspondant.

Quant à la moindre résistance des baguettes, qu'indiquent les essais, elle s'explique, sans doule, par le fait qu'elles sont d'habitude composées de plusieurs pièces incomplètement soudées; dans celles qui sont simples, la disposition irrégulière du canal et leur faible diamètre interviennent également.

Les essais de flexion^ répétés avec des tubes longs fourniraient vraisemblablement des valeurs différentes de celles que j'ai obtenues.

§ 16. Remplissage interne des tubes et des baguettes. — Il ne se fait que partiellement, dans la majorité des cas. Les tubes constitués par du spath limpide^

se couvrent intérieurement de couches successives, dont la concentricité s^accuse par quelques traces laiteuses; leur lumière prend une section triangulaire ou losange, mais se ferme rarement tout à fait, contrairement à ce qu'admettent certains auteurs. L'orientation cristalline reste conservée.

Lorsqu'il n'y a pas d'ergots, la circulation s'arrête dans les tubes fermés h l'extrémité inférieure et le remplissage ne peut se faire. Quand l'obstruction a lieu à l'attache, le résultat est le même, sauf que le tube perd son liquide. Il arrive aussi que des bouchons de calcite se forment à des niveaux différents et créent une inclusion liquide contenant une bulle gazeuse. Si l'on désire conserver un semblable échantillon, il est nécessaire de le vernir, afin d'empêcher réva(X)ration par les fêlures des parois.

Les tubes plus laiteux, opaques, jaunâtres, se garnissent intérieurement de lamelles, de côtes longitudinales, à section triangulaire, car elles sont constituées d'éléments rhomboédriques orientés, parallèles à ceux qui composent le tube lui-même. Ge remplissage est excentrique d'ordinaire (coupe fig. 4a). De plus, il ne saurait être à orientation rigoureusement constante, d'après ce que nous savons de l'agencement des tubes, qui sont, pour le moins, des cristaux doubles.

Cette association se manifeste clairement sur la coupe fig. 44. Elle représente la section d un semblable tube, vue sous le microscope. La surface interne primitive 1 1 marque la limite du remplissage. Celui-ci, presque opaque dans certaines zones, fait admirablement ressortir la structure concentrique des bâtonnets triangulaires et des couches dentelées successives qui les englobent. Le vide central est au bas du dessin.

Dans une autre partie de la section, non représentée, les triangles sont tournés de 20*» environ (fig. 44, à droite}; les axes optiques, des deux groupes, sont inclinés l'un sur l'autre de 8® à 9°, ce qui confirme la double orientation.

Au-dessus de tt sont les couches externes, également dentelées, irrégulièrement

concentriques; elles ont encore l'axe optique à peu près normal à la section. Ce n^est que dans le haut du dessin qu'apparaît une orientation totalement difiërente, dont nous avons à rechercher l'origine.

§ 17. EPAISSISSEMBNT EXTERNE DES TUBES ET DES BAGUETTES^ AVEC CHANGEMENT

d'orientation CRISTALLINE. — Lorsqu'uu tube se bouche et qu'il ne possède pas d'appendices latéraux permettant à la circulation interne de continuer, son évolution est terminée. Cependant, le liquide incrustant, qui circule sur la surface libre de la voûte, peut être amené à son point d'atlache, ruisseler sur sa surface extérieure et l'épaissir dans toute sa longueur, par des enrobages concentriques.

Ces couches sont habituellement jaunâtres, opaques même, de façon qu'elles se dessinent d'autant mieux dans les coupes nécessaires à leur examen. On vient de voir, par les explications accompagnant la figure 44, qu'elles sont finement dentelées et qu'elles ont, de façon générale, l'orientation du support.

La surface du tube reste lisse ou finement dépolie durant les premières phases de cet accroissement, mais bientôt y apparaissent de petites plaques, les unes vaguement hexagonales, les autres triangulaires à angles coupés, bordées d'un cadre délimitant une partie centrale pointillée, de i millimètre ou davantage, que l'on trouve isolément aussi sur d'autres échantillons : les ergots très épaissis par exemple.

Ces petites plaques envahissent progressivement toute l'enveloppe du tube et lui donnent un aspect cristallin parliculier, craquelé, qui rappelle, la couleur aidant, celui du sucre candi, selon la comparaison déjà faite par Leibnitz {Protogaea^ pi. I).

La cassure d'une pièce ayant cette apparence permet de constater que chacune de ces petites plaques est la base d une minuscule pyramide, souvent très surbaissée, dont les pans ne sont que des faces de joints. Les plus régulières, sectionnées suivant la base un peu bombée, rugueuse, donnent la figure d'interférence uniaxe négative; ce sont donc des cristaux de calcite plus ou moins normalement implantés dans les dernières enveloppes du tube et faisant saillie sur celui-ci.

La coupe mince, transversale, d'un semblable tube, montre les petites pyramides en place. La direction des extinctions indique que leur axe principal c c est parfois normal à Taxe du tube (fig. 45) ; il y en a de très obliques.

Des préparations de ce genre permettent encore de voir que, au fur et à mesure de l'épaississement externe de la stalactite, de nouvelles plaques sont apparues, et, comme elles allaient en s'élargissant vers l'extérieur, elles ont fini par se toucher, pavant de leurs bases la surface entière de la pièce.

Désormais, l'accroissement se fera suivant cette nouvelle disposition, et la stalactite prendra la structure fibro-rayonnée, commune à tous les cônes ayant une certaine taille.

La coupe fig. 45 établit aussi que les zones d'accroissement traversent sans dëvier les parties différemment orientées qui composent le tube après l'apparition

des petites pyramides. Dans ces dernières, les couches paraissent plus accusées que dans les parties ayant conservé l'orientation primitive. Toutes les zones colorées présentent un pseudopléochroïsme intense.

Ce dessin, de même que le précédent et le suivant (fig. 44 et 46), met en évidence les irrégularités dans le dépôt des enveloppes successives : aucune d'elles ne fait un cercle complet en conservant la même épaisseur.

FiG. 45.

FiG. 46.

Il n'est pas toujours facile de se rendre compte de l'orientation des diverses parties d'une section polie ou d'une coupe mince des stalactites ainsi transformées, sans employer la lumière polarisée.

C'est ainsi que la plage représentée fig. 46, qui est prise à plusieurs millimètres de la paroi interne d'un tube fortement épaissi et qui rappelle, par ses fortes indentations, plutôt des couches de cristaux rayonnants, a, en réalité, conservé l'orientation cristalline primitive du tube. La présence de la figure d axe parfaitement centrée, sur toutes les parties de celte surface, en fait foi. Ce n'est que plus loin qu'apparaît, sans que les zones en soient troublées, l'orientation perpendiculaire due à la présence de cristaux divergents; en même temps le pléochroïsme devient manifeste. Nous connaissons déjà cette structure par l'étude des coupes des ergots (§ g et fig. 28A et c).

Telle est l'orjgine de la structure fibro-rayonnante des grosses stalactites de nos grottes; la recristallisation n'y est pour rien.

§ 18. — La pièce dont la coupe est donnée fig. 45 demande une description plus complète; je l'ai surtout détachée pour en examiner la terminaison, car elle oHre des particularités qu'il importe de mettre en évidence.

L'enveloppe de pelites pyramides cristallines dont il a été question plus haut, couvre tout l'échantillon, qui a une longueur de près de 60 centimètres. Ce n'est

FlG.

qu'à rextrémitë qu elle fait place, sur i à 2 cenrimètres de longueur, à un bout lisse, d'un poli gras, terminé par le double pointement habituel é^ (fig. 47).

Les deux longues arêtes des rhomboèdres (fig. h) ne sont pas parallèles, elles font le petit angle que l'on trouve sur la plupart de ces terminaisons doubles (ici 5° env.; voir fin § 23). En conséquence, les clivages pratiqués sur ces arêtes ont une légère inclinaison : moins d'un degré. Cependant, une lame de clivage, prélevée un peu plus haut, traverse le couple et paraît plane. Au microscope, on y observe un joint très fin et une extinction légèrement onduleuse, commune aux deux moitiés. Enfin, la cassure du tube, plus haut encore, ne donne également qu'un plan de clivage suivant cette direction ; ce n'est pourtant pas un individu unique.

Or, ce pointement était alimenté parla circulation interne; la lumière du tube est libre et vient déboucher dans une gouttière, qui continue le joint entre les deux rhomboèdres, ainsi que l'indique le croquis. Ce canal, de section losange, a encore I millimètre de diamètre; à l'attache du tube, il est cylindrique, avec 3 millimètres de diamètre.

Le revêtement cristallin, lui, recevait au contraire la solution calcique venant de l'extérieur, non pas par ruissellement proprement dît, mais plutôt par un mouillage de proche en proche, grâce au réseau de joints existant entre les rugosités cristallines surajoutées. Il est donc permis d'admettre que les deux solutions ne se mélangeaient pas et favorisaient, chacune, une cristallisation particulière. En effet, les grains cristallins d'orientation aberrante (lumière polarisée) font leur apparition, sur la partie lisse terminale, par une suite de rug()sités continuant directement la surépaisseur. Plus bas encore, il n'y a que quelques petits groupes isolés, en relief, des points microscopiques polygonaux, qui semblent marquer la limite où les deux solutions arrivaient en contact (fig. 47).

De toutes ces observations il résulte que, tant que l'épaississement extérieur d'un tube est la conséquence du ruissellement de la solution venant de son intérieur par les capillaires, l'orientation cristalline primitive reste longtemps conservée; lorsque, au contraire, le liquide incrustant lui vient directement de l'extérieur, les couches surajoutées constituent bientôt des agrégats de grains cristallins, orientés plus ou moins normalement sur l'axe du tube et devant, en tout cas, prendre une disposition rayonnante pour se partager la place.

Cette conclusion suggère quelques hypothèses qu'il y a lieu d'examiner.

§ 19. — En 5e basant sur les recherches poursuivies en vue d'établir l'influence qu'ont de minimes quantités de corps étrangers, mélangés à une solution, sur la forme des cristaux qui y naissent, études reprises avec un soin méticuleux par M. Vater, on serait tenté d'attribuer à une légère différence chimique entre la solution qui circule à l'intérieur des tubes et celle qui ruisselle à l'extérieur, les changements d'orientation et de forme qui viennent d'être reconnus.

Diverses constatations m'avaient fait pensera une intervention de la silice. Or, un dosage, que M. le professeur Nihoul^ de l'Université de Liège, a bien voulu faire avec le plus grand soin, n'a donné que des traces de SiO^ dans la calcite H un cône opaque. J'ai répété moi-même l'opération en tenant scrupuleusement compte de toutes les précautions que M. Nihoul m'avait indiquées, et suis arrivé au même résultat (5 milligr. Si()% pour 8537 milligr. CaCO^).

On revient d'ailleurs de cette hypothèse, si l'on observe que les solutions, tant internes qu'externes, que nous considérons, ne sont pas comparables aux liqueurs chimiquement pures mises en œuvre dans les expériences auxquelles il vient d'être lait allusion. Les phénomènes particuliers à nos stalactites se produisent aussi bien

pour celles qui sont limpides que pour celles qui sont opaques, rouges (Fe^O^) ou noires (MnO^).

Il y aurait plutôt lieu de rechercher l'influence de causes physiques, telles que le degré de concentration, la rapidité de la cristallisation, etc.

Ce travail devrait être poursuivi sur place, dans des conditions exigeant beaucoup de patience et de temps.

Essayons d'arriver à un résultat en multipliant et discutant les observations faites sur les spécimens récoltés. Examinons, notamment, de près, les pièces où la transformation en est à son début. Choisissons, pour cela, une stalactite tubulaire, en spath limpide, soudée au sol et ayant un seul ergot épaissi, servant encore à débiter la solution intérieure (fig. 47 bis, à gauche).

La surface de lexcroissance est couverte de grandes plages mates, polygonales, irrégulières, dont on trouve encore, de distance en distance, des spécimens plus petits, sur toute la longueur du tube, soit une soixantaine de centimètres. Ces petites plaques se tiennent le long d'une génératrice de la pièce, que je considérerai comme étant sa face.

Cette sélection indique déjà que l'accroissement externe ne se fait pas par un enrobage brutal.

Les faces e^, qui brillent sur tous les bourrelets de l'échantillon, ont une disposition faisant ressortir l'obliquité de l'axe des rhomboèdres de l'empilement, sur l'axe du tube; celui-ci est, en outre, fortement courbé (rayon 32 centim. env.).

Ces nodosités, que nous avons tant de fois rencontrées, ne sont donc pas uniquement dues au ruissellement ; elles marquent surtout les régions où la cristallisation est plus active. Si un changement a lieu, c'est en ces points qu'il se produira de préférence, surtout que le tube- cristal n'est que mouillé par la solution.

Considérons trois de ces mamelons en dessous de l'ergot. Ils se suivent sur la face de l'échantillon, dans une partie qui commence à être envahie par les petites plaques (fig. 47**^% a, ô, c). Les faces e^, qui les terminent, semblent être verticales. Leur situation est telle, heureusement, qu'un support spécial permet de .placer l'encombrant cristal sur le goniomètre et de préciser, par des mesures exactes, les observations faites à la loupe.

Le premier ovale e^ (fig. a) est presque totalement couvert par une plaque hexagonale irrégulière, en sorte qu'on n en voit plus briller qu'un bord en haut et en bas (moins que sur le dessina Ce recouvrement possède : trois faces e\ dont la plus grande, terne et bombée par répéiition, fait face à l'observateur; deux faces p brillantes; enfin, une facette e^jrtrès brillante. Bien que la petite plaque fasse corps avec la nodosité du tube, vers la droite, par une suite de minuscules pointements parallèles, elle ne constitue pas un individu rigoureusement orienté conformément au support, sinon e^x et e^ inférieurs coïncideraient. La difiérence d'inclinaison semble faible; à la mesure on a :

En dëpit des apparences, la petite plaque est donc un cristal étranger à Tëdifice moléculaire du tube, qui, en se développant, fournira une plage ou- une fibre d'orientation aberrante et contribuera à la transformation de la stalactite.

Le deuxième ovale ^ (fig. h) est plus dégage dans sa partie supérieure, tandis que sa partie inférieure disparait sous un mamelon continuant celui du support; il est couronné par une facette e^x, découpée elle même en deux parties par un joint et parallèle à ^ sous-jacent. Négligeant les détails, nous noterons cependant encore la présence d'un bord de la face é^ supérieure, commune à Tajoute et au tube, semble-t-il. Au goniomètre, cette apparente conformité d'orientation disparait : e^x et ^ ne sont pas parallèles et, suivant que Ton prend Tune des deux moitiés de «% la différence va de :

(partie de droite «M : c^ « i*5i', à (partie de gauche eM : ^ =^ t^V.

D'où il ressort aussi que les deux moitiés de la facette c^m sont inclinées Tune sur l'autre d'un degré environ.

Par contre, l'angle fait par c* avec la grande moitié de ^x (dans la partie voisine de cette facette bien entendu) se rapproche de la valeur calculée :

e*x inf. : e* sup. = 40^52' cale. ^Vti .

Le troisième ovale ^^, enfin (fig. c) n a, sur sa face polie, qu'un grain cristallin, une ébauche, dont on peut seulement dire que son orientation diffère de celle du tube, en lumière polarisée. Le même artifice d'éclairage fait ressortir de-ci de-là des ponctuations polygonales, qui sont les amorces d'autant de plaquettes.

Un autre tube très cristallin, dont Tépaississement est à son début, possède également des amas de plaquettes, des grains hexagonaux et triangulaires, sur trois nodosités: deux d'entre elles sont représentées, l'une de face, lautre de profil, figure 47^*^ (à droite).

La cassure a établi que ces grains avaient une racine pyramidée de i ^\^ millimètre de profondeur. Séparés par groupes de trois ou quatre et polis parallèlement à la surface libre, les grains montraient la croix axiale avec des inclinaisons différentes. On peut dire, par conséquent, que leur axe principal était vaguement perpendiculaire à Taxe du tube, comme dans Texempldire entièrement envahi par cette granulation, qui a été décrit antérieurement (fig 4^ .

Comme dernier exemple de localisation de Tépaississemenl externe d'orientation aberrante, au début de son apparition, je citerai un débris de tube épais, partiellement o\ale dans la section (axes =^ i : 1,34, analogue à fig. 89, ayant aussi cette orientation à peu pi-ès, qui ne possède de petites plaques triangulaires, serrées les unes aux autres, que le long des deux génératrices par lesquelles passe le grand axe de l'ovale de <;ection, c'est-à-dire à proximité desriuelles seraient les faces t" ^comparez fig. ^^i .

Une fois l'orientation initiale du cristal-tube abandonnée par les couches subséquentes, elle ne peut plus être recouvrée. Sur les pièces qui viennent d'être examinées plus minutieusement, on voit déjà persisrer cet antagonisme entre les grains cristallins, pourtant si rapprochés, er le tube lui même. Ces divers éléments gardent leur individualité Entre les plaquettes se maintiennent des gouttières faites de facettes brillantes, que le renflement du tube, qui s'accroît de son côté, ne franchit plus. Les nouveaux venus, au contraire, s'épanouissent au fur et à mesure que les gouttières se ferment dans le fond et que certains des leurs avortent.

• Quant à la raison du phénomène, elle est à chercher dans les conditions exceptionnelles où les cristaux tubulaires se trouvent placés, ainsi que dans la lenteur de leur développement.

J'ai insisté (§ 5) sur le trouble profond jeté dans la marche de la cristallisation des tubes par le simple fait de leur rupture. Un effet analogue doit être produit par l'intervention de corps étrangers, attendu qu'ils ne croissent pas dans un bain dans lequel un filet d'une solution contaminée serait dilué, dans lequel encore un germe cristallin susceptible d'altérer l'orientation moléculaire primitive serait écarté ou transformé.

L'épaississement externe du cristal tubulaire dépend, il est vrai, pendant tout un temps, d'une solution^qui ne lui arrive du canal interne que filtrée par la roche et par le revêtement auquel il pend; cette solution est en outre conservée à l'abri de l'air, jusqu'au moment où elle s'échappe des capillaires pour humecter graduellement toute la pièce; mais ces filtres sont sujets à de continuelles transformations et celles-ci retentiront d'autant plus fortement sur l'arrangement moléculaire, qu'il se fait à fleur de peau, pour ainsi dire, et se trouve particulièrement influencé par les phénomènes de capillarité, de tension superficielle, de pesanteur.

Aussi le trouble, même local, jeté dans ces cristallisations, par des impuretés venant de l'intérieur et surtout de l'extérieur, est-il profond et irrémédiable.

Parmi les causes perturbatrices, il faut encore mentionner le dessèchement complet de la stalactite, avec reprise ultérieure de la circulation interne ou externe.

§ 20. — Ces motifs expliquent vraisemblablement pourquoi le contact temporaire de solutions variées produit, sur certaines stalactites, des couches non adhérentes, des membranes qui fuient le support. Elles se soulèvent un peu, pour constituer de véritables ampoules plates, remplies de liquide, qui se recouvrent ensuite de nouvelles enveloppes. La stalactite devient caverneuse.

A ce tjpe appartiennent des renflements peu allongés, des tronçons cylindroconiques, directement soudés au plafond des grottes, hérissés de bourgeons et d'épines, qui semblent en être aux premiers stades de leur développement.

L'apparition de ces proéminences, à la surface d'une masse de calcite de plusieurs centimètres d'épaisseur, se comprend lorsqu'on y pratique une coupe longitudinale (fig. 48). Celle-ci établit qu'il y a communication entre la lumière d'un tube initial et des canalicules sinueux (en noir), des interstices, des joints, ménagés

FlG. 48.

dans les couches successives du cône. On ne voit leurs capricieux trajets qu'en usant soi-même la pièce. Ce son! ces vides qui aboutissent aux capillaires des

excroissances superficielles et y amènent le liquide calcique (voir aussi fig. 102).

Le cône figure 48, imparfaitement fixe à la voûte, recevait des solutions diverses, tant de l'intérieur que de l'extërieur; sa cristallisation est partiellement fibreuse. Le cylindre de la figure 102 était, au contraire, largement soude au revêtement; il en faisait partie intégrante.

Il y a des stalactites volumineuses qui gardent cette structure lacunaire. L'eau calcaire circule dans leur épaisseur, les imbibe peut on dire, puis, suintant à leur surface, couvre celle-ci d'excroissances variées, de filaments bizarres, alimentés par des capillaires. Des tubes s'y greflent latéralement, même lorsqu'elles se sont soudées au sol (fig. 49). En un mot, elles se comportent, à leur tour, comme la croûte luisante à laquelle elles sont enracinées.

Certaines variétés opalescentes de calcite donnent rapidement naissance à des grains différemment orientés sur les ergots, sans qu'on puisse en accuser la circulation externe.

Ces excroissances perdent alors les contours arrondis et la symétrie quelles possèdent lorsqu'elles cristallisent avec orientation unique. Les formes deviennent anguleuses, irrégulières, bosselées, avec indications de faces courbes. Une suée de liquide cristalli sable se fait sur toute la surface, sans qu'il y ail d'autres canaux d'amenée de la solution que le tube, les joints irréguliers, les fêlures de clivage et les rudiments de capillaires tortueux de l'ergot.

§ 21. Les rrLs. — Outre les pendants de grande taille qui viennent d'être passés en revue, nos grottes renferment une véritable végétation calcaire, fixée au plafond et aux parois, dont elle souligne les fissures.

Partout où les joints de la roche laissent passer le liquide incrustant, il dépose des enduits de calcite, sur les pores desquels naissent des fils transparents, dont la croissance s'effectue toujours par le procédé du déversement à l'extrémité d'un capillaire d'une ténuité extrême (o,oo5 millimètre.)

Les fils les plus fins, d'une fraction de millimètre de diamètre, n'ont que

Fig. 49.

quelques centimètres de longueur; les plus gros atteignent 12 et i5 centimètres. Les uns sont cylindriques et lisses; les autres, anguleux, ont des facettes confuses. Certains ont un renflement terminal, des nceuds cristallins (fîg. 5o à Sy). Au microscope, on reconnaît les zones laiteuses d'accroissement et les clivages. Pour la plupart l'axe cristallographique est parallèle à Taxe de figure, mais il n'en manque pas qui ont une obliquité marquée des extinctions, indiquant une inclinais^on de l'axe principal, jusque So» et au delà.

FiG. 5o à 57.

Ce sont bien les mêmes filaments que représentent les photographies de la grotte de Jenolan, citées au début de ce mémoire; on en conclura que « le mj^stère » sexplique sans difficulté.

La plupart de ces excroissances se contournent, se croisent, s'enchevêtrent; elles se soudent bien rarement, à cause de leur orientation cristalline difiérente. Jamais elles ne se bifurquent.

Les longs fils sont souvent coudés; ils rappellent les ergots par les ébauches de cristaux qu'ils présentent aux points où Teau de suintement se réunit en gouttes. Leur incurvation vers le haut établit que le liquide d'alimentation provient de l'ouverture terminale du capillaire et qu'il en arrive en excès.

§ 22. — On irouve encore, parmi les fils, des formes courtes, droites, constituées d'une suite de petits renflements équidistants, couverts de facettes brillantes malgré leur exiguïté. Ce sont toujours les mêmes empilements, moins serrés, toutefois, que les autres.

Ils sont formés, nous dit la figure 58 (x 20), de rhomboèdres e^ globuleux, avec troncatures c^, ce qui donne à ces fils leur aspect perlé et scintillant.

Ceux dont l'empilement n'est pas rigoureusement axial, qui ont des faces allongées par répétition, prennent l'apparence de vrilles fort délicates; elles possèdent aussi d^ strié (fig. 5g; X 10).

D'autres spécimens, à étranglements moins marqués, cylindriques même, d'un poli parfait, avec six facettes longitudinales finement striées d\ se terminent par

une pointe en ogive, où brillent trois petites saillies ovales avec ^^ A Texti^ëmité, très aiguë, débouche un capillaire extrêmement fin (fig. 60 er 6i ; X 10).

apillaire

FiG. 60 et 61 X 10.

§ 23. Les clochrttbs. — Il peut se faire que les fils, lorsqu'ils sont arrivés à un certain développement, reçoivent trop peu de matière cristal] isable; leur extrémité s^amincit alors, revient en arrière par un ci'ochet, se contourne, se pelotonne (fig. 62 à 64).

Si, ensuite, l'apport de la solution nutricière se fait de nouveau plus abondamment, le liquide est retenu par cette nodosité terminale et un glomérule cristallin s'amorce, informe d'abord, puis mieux constitué, à pointement double ou multiple, ayant les apparences d'une clochette suspendue à un fil si ténu qu'un soufiBe la détache (fig. 65 à 72).

Sur les croquis amplifiés au triple, sur celui, fig, 67, qui est plus agrandi encore, on remarquera que, toutes les lois qu'il est possible de suivre le trajet du capillaire, on lui voit décrire des zigzags très serrés, puis dévier brusquement par un coude, une boucle même, qu'une petite saillie marque extérieurement, près de l'attache de la clochette (fig. 66, 69, 70, ji).

Fig. 58 (X 20) et 59 (x lo).

L'apparirion de cette dernière crée les conditions requises à la formation et au maintien d'une goutte à Textrémité du fil, de sorte que la petite campanule peut

UTV peu, en it6S«**5

FiG. 62 à 64.

s'accroître comme une baguette quelconque. L'allongement n'est jamais considérable, tant l'attache est fragile, à moins que le support ne se renforce ou que

FiG. 65 à 72.

d'autres fils ne viennent, par hasard, se souder à la baguette naissante pour la soutenir.

Avec lagrandissement de la clochette, le capillaire se transforme et passe à un joint parfois dispose i^en zigzag, la cristallisation lui imposant un trajet variable (fig. 70). L^extrémite^ porte des terminaisons nettes, disposées comme celles des baguettes proprement dites, sur lesquelles nous pourrons recueillir quelques observations complémentaires.

FiG. 7? et 74.

Fig. 75.

Deux ou plusieurs angles culminants de e\ presque parallèles, constituent la terminaison habituelle. En prenant l'empreinte des arêtes, à l'encre d'aniline, sur un carton lisse, les traces sont pures, telles que les représentent, amplifiées quatre fois, les figures yS et 74. Dans Tune, deux arêtes font un angle de 16 53' (moyenne), et dans l'autre, où il y a cinq arêtes, l'angle, entre les deux arêtes extrêmes, est de 23°3o' (moyenne).

Le parallélisme entre les deux individus, qui composent tant de baguettes est moins troublé d'ordinaire. C'est aussi le cas pour la clochette allongée de la figure n5 (analogue à fig. 70) qui présente, par contre, l'orientation particulière déjà rencontrée dans un échantillon plus volumineux (fig. 3q). En efiet, la troncature oblique de la double terminaisoii appartient à une face brillante e^ largement développée, inclinée sur une génératrice du cylindre d'environ 139% au goniomètre d'application. L'angle normal e^ sup. : e^ inf. (sur e^) étant 416' (suppl. de i38^54'), on voit que dans cet empilement deux faces opposées de e^ sont verticales, comme dans le spécimen fig. 39. Dès lors, l'axe optique, qui fait un angle de 26*^53' avec une face de tf\ doit être incliné d'autant sur l'axe du cylindre; c'est ce que l'observation vérifie et ce que le dessin renseigne.

Ces mesures ne sont qu'approximatives, les deux individus étant légèrement déplacés; l'observation goniométrique permet de constater que l'inclinaison des deux moitiés de la troncature e^ est :

e^ à droite : e^ à gauche =-= x'^'i^'

En conséquence, un joint s'est maintenu entre les deux cristaux, tandis qu'il n'y en a pas dans l'échantillon fig. 39, dont la troncature ^ est, en outre, bien moins développée.

§ 24. — On peut se demander si le suintement extérieur n'intervient pas, partiellement au moips, dans le développement des clochettes. En plaçant ces échantillons dans leur position primitive et en amenant de l'eau avec une pipette à la base du fil, on voit, chez certains, le liquide glisser d'un coude à l'autre, s'étaler sur la clochette et se réunir en goutte à sa base.

Mais cette expérience est sans application. D'abord, le ruissellement externe augmenterait le diamètre des fils; ensuite, la disposition remontante de beaucoup d'entre eux a déjà été signalée : elle empêcherait l'arrivée du liquide au renflement cristallisé.

Il est d'ailleurs certain que son alimentation se fait par l'extrémité du capillaire, car, lorsque, la campanule étant constituée, l'apport de liquide devient de nouveau trop faible pour que la goutte destinée à lui conserver son diamètre puisse se former, la croissance de la clochette se trouve compromise. Bientôt un fil se reforme à sa base, en s'amorçant quelquefois par. une pile de petits cristaux très nets (fig. 68, 68a, 68i, 71). Ainsi naissent des appendices démesurés, qui serpentent au hasard et amènent la rupture du pédoncule, lorsqu'ils prennent quelque volume. Certaines clochettes creuses exigent aussi une alimentation par l'intérieur.

dessous

§ 25. Les crochets et autres ornements des parois. — Une place spéciale leur est accordée dans cette énumération, bien qu'ils se rattachent aux formes déjà

décrites, parce que ces excroissances, fixées à la surface de la roche ou végétant sur Tenduit de calcite qui la recouvre, ne bénéficient pas d'une orientation déjà déterminée par un support cristallin ; il en résulte quelques apparences particulières.

Le mécanisme de formation est toujours le même; toutefois, les échantillons sont volontiers plus empâtés, plus massifs. On en trouve cependant beaucoup qui montrent des files de rhomboèdres e\ empilés à leur partie inférieure. Les plus simples sont des crochets lisses, jaunâtres, courbés en tous sens, volontiers vers le haut. Les empilements e^ qui les constituent sont déviés de maintes façons, parce qu'ils s'amorcent mal, ainsi que cela s'est produit pour la pièce fig. 76, représentée de profil et de dessous. La croissance se faisant ici dans une direction horizontale, une face en avant, l'extrémité tend à s'orienter d'une manière plus conforme au développement régulier du cristal, de façon qu'un plan de symétrie soit vertical et la pointe du rhomboèdre en avant, deux faces ou deux arêtes culminantes étant plus ou moins horizontales. Les formes droites, régulièrement développées, sont nombreuses; elles correspondent à des schémas tels que celui de la figure 77, qui n'est autre chose que l'empilement de la figure 3g placé horizontalement, ou encore à ceux des figures 78 et 79, qui sont voisins de la figure 3.

Fig. 76.

Les crochets rëgulièi*eiiient courbes en demi-cercle et au delà sont souvent des empilements courbes, analogues au schéma Bg. 23. Leurs clivages ont alors

FiG. 77 à 79.

une sphéricité marquée; j'en ai mesuré dont le rayon de courbure ne dépassait pas 5 à 6 millimètres.

Dans toutes ces excroissances (fig. 80 à 85), le capillaire se maintient dans la partie supérieure de la pièce, l'épaississement se faisant surtout vers le bas, où le liquide incrustant s'accumule. Pour cette raison, le dos est arrondi, lisse, tandis que la partie inférieure est cristalline, avec faces e^ assez bonnes, e^ et p très brillantes. Les sections sont vaguement triangulaires (fig. 85), losangées ou circulaires. Exceptionnel est un petit échantillon dont la partie supérieure, plane, indique également la succession des faces e^ ; les angles non culminants des rhomboèdres qui le composent étant également très nets, il réalise si complètement le schéma de la figure 77, qu'il est inutile d'en donner le dessin.

Les empilements ayant cette dernière orientation ;fig. 77, 81, 85) ont, aux deux bords du plat inférieur, une suite de minuscules troncatures brillantes e^ et leur extrémité en montre alors, souvent, deux plus grandes, facilement mesurables (fig. 81, 85 à droite et 86a).

Quoique les conditions imposées à la cristallisation de ces bâtonnets soient encore plus défavorables que celles des tubes, il est remarquable de constater que

nëanmoins les deux formes, qui ont le privilège de triompher de toutes les envravc» apportées à leur développement, e^ et p^ se présentent avec un poli parfait et des

FiG. 80 à 85.

valeurs angulaires pour le moins aussi exactes que celles qu'on relève sur les cristaux provenant des bassins de cristallisation des mêmes grottes. L'extrémité de réchanlillon fig. 85 donne :

d'un côté, e^ : p « îi« 8' cale. 3iMo' ; de l'autre, c^ : p« 3n5'

§ 26. — Parmi les pièces droites, il y en a qui stmt doublées d'une sorte de semelle plus transparente, qui seule porte des faces e^ ele^; un joint sépare les deux parties. La cassure accuse deux groupes de clivages appartenant à deux rhomboèdres p^ à axes parallèles, semble-t-il. Il s'agirait donc de l'association de deux rhomboèdres e% accolés suivant une face de prisme e". Dans ce cas, les clivages p^ qui sont parallèles aux arêtes culminantes de c% feraient entre eux un angle (normal) de 89^14' (fig. 86a, à droite).

Ce n'est pas ce qu'indiquent les mesures. Elles ont des valeurs approchant de 8o®3o', les axes étant inclinés de 5^ environ, de part et d'autre du plan séparatif, ainsi qu'on s'en assure optiquement par une coupe longitudinale pratiquée dans un débris du même échantillon.

Quoiqu'il soit établi que l'inclinaison des cristaux constituant les macles n'ef t pas rigoureusement constante, la différence renseignée ici par la mesure est trop grande pour qu'on ne considère pas les limites admissibles comme franchies.

D'autres échantillons donnent des valeurs différentes, mais voisines cependant, ce qui m'amène à revenir un moment en arrière, pour constater combien les excroissances de nos grottes, parfois si |différentes d'aspect, se tiennent de près, lorsqu'on en connaît les termes de passage.

Celles dont la dualité vient d'être reconnue, étant diversement inclinées dans

l'espace, il arrive que l'un des individus constituants se développe plus que Pautre : tantôt Tinférieur (fig. 86b), tantôt le supérieur (fig. 86c\ Frëquemment aussi, la inoitié^traversée par le capillaire est non seulement opalescente, mais elle est vaguement fibreuse, à clivage difficile et indistinct.

Fig. 86.

Enfin, lorsque les formes de ce type sont verticales, elles s'amorcent; par un tronçon de baguette à double clivage, avec un joint séparant deux individus, dont l'un est plus limpide que l'autre. Un capillaire s'amorce au joint et l'un des deux cristaux devient un ergot opalescent, qui se sépare de son compagnon pour s'incurver vers le haut (fig. Q6d). L'autre cristal, voisin de la position de macle, continue à croître normalement dans la goutte formée par l'excès de liquide du capillaire et du joint mal cicatrisé (§ 12). Sur la pièce fig. 8bd on mesure :

Sy^ii' cale. 57*» y

Semblable échantillon, venant à s'empâter, donnerait un cône mamelonné, couvert de faces e^, composé de deux individus cristallins, comme ceux dont il a été plusieurs fois question.

Le petit bourgeon de la figure 3i est également à citer ici, et celui de la figure 86e lui constitue un pendant qui nous rappelle aussi la forme habituelle des clochettes à leur début (fig. 65 .

Au milieu de la profusion de ces protubérances, le hasard en dirige parfois deux, de même orientation à peu près, l'une vers l'autre, sous un très petit angle, ce qui les oblige à se souder lorsqu'elles s'épaississent. L^n joint persiste néanmoins entre les deux; les rugosités cristallines de la surface courbe supérieure, près du jointe restent divisées en deux champs qui ne miroitent pas à Tunisson

En dessous, où sont les poinlemenfs cristallins, se trouvent des empilements courbes, des tentatives de raccordement qui n^aboutissent pa<?, tant il est vrai que Taclion de la cristallisation sait intervenir, maigre celle du ruissellement, quand ce dernier n'est pas trop abondant.

Lorsque, au contraire, deux ou trois crochets partent d'un mamelon commun fixé à la muraille, ils se séparent bientôt, pour constituer chacun un individu isolé (fig. 104).

§ 27. — Les empilement décrits au § 25 ne sont pas toujours droits ou courbés vers le haut; il y en a dont les rhomboèdres constitutifs e\ tout en conservant leurs faces inférieures à peu près dans le même plan, dévient à droite ou à gauche par des coudes brusques.

D'autres se déplacent dans le sens vertical et donnent naissance à des formes brisées, tellesque celle de la figure 87, représentée au double.

§ 28. - Une orientation fréquente encore, est celle où l'empilement se présente avec une arête culminante de e^ en dessous; il en résulte une disposition sinueuse, régulière, que le schéma figure 79 explique. Quelques pièces de ce genre sont représentées sur un croquis antérieur (fig. 80, 82, 84).

§ 29. — Chez les excroissances du type

droit, il arrive que le bourgeon terminal se

développe en un fil qui se recourbe vers le haut,

puis se reploie sur le dos de la pièce fig. 88 à 90;

^û. comparez à fig. 356).

Fig. 87.

go.

Fig. 88 à 90.

§ 30. Les gargouilles. — Cette dénomination est applicable à des échantillons comptant parmi les plus curieux. Ils ont ce caractère commun d'être constitués par un boyau relativement volumineux, à parois fort minces, mais consolidé par un contrefort inférieur, d'épaisseur variable. Le boyau, ainsi soutenu, greffé sur une paroi rocheuse verticale, s'avance de i ou. 2 décimètres dans l'espa e; on peut le considérer comme une véritable stalaclite horizontale.

En etier, la partie mince possède les lamelles dendritiques que Ton trouve aussi sur les tubes verJicaux. Comme pour les tubes enclore, il y a des marques d'accroissement (inclinées ici), une suture longitudinale, des joints, qui favorisent la naissance d'ëpines et de filaments parasites (fig. g3 et 94).

FiG. 91 à 94.

Pour que la formation de ces boyaux horizontaux ait lieu, il faut que l'apport de liquide cristallisable se fasse par une ouverture assez large]; la concentration de

la solution intervient également. Le processus de développement se reconnaît sur des échantillons simples, tels que celui de la figure 91. Le contrefort y est encore peu épaissi, ainsi que l'indique la section ; il ne se marque qu'un peu en arrière du

fermé

alla^ck^.

bec d'écoulement. Tant que l'eau vient seulement mouiller l'ouverture, la cristallisation dendritique, mise en évidence par le dessin agrandi, se continue lentement. Petit à petit, une goutte se gonfle à l'extrémité du bec, glisse le long de la partie inférieure du tube et contribue à augmenter le volume du contrefort. Pour peu que la stillation s'arrête, les dendrites recouvrent la goutte, le boyau se ferme (fig. 92). S'il possède des points de moindre résistance entre les nombreuses lamelles qui le constituent, des excroissances s'y établissent sous l'influence des poussées du liquide (fig. 94).

Lorsque l'accroissemen t est régulier, des échantillons exceptionnels, gorgés d'eau, viennent faire saillie de i5 à 20 centimètres sur les parois des grottes. Les figures çÇ et 96 en représentent deux, sur lesquels on constate une disposition serpentine amenée moins par la cristallisation, semble-t-il (§ 28), que par une variation dans le débit du liquide calcique.

Fig. 97.

frofil

Fig. qS et 99.

Les veines laiteuses, qui marquent les périodes d'agrandissement de la pièce remontante figure 97, montrent que les appendices inférieurs, avec des ébauches

altcLch

de e', ont ëlë surtout alimentes à chaque incurvation ascendante du bojau. Le terme de gargouille s'applique mieux aux échantillons plus courts, dont les

lamelles composantes s'étalent en éventail, s'associent en surfaces contournées, pour constituer d'élégants déversoirs aux bords cristallisés (fig. 98 et 99).

Des espèces de cloches, de petites coquilles remplies d'eau, naissent de cette manière et finissent par se fermer. Ces « enhydros »

formés en l'air se couvrent également de fils et d'épines (fig. 100 et loi ; avec liquide et bulle).

§ 31. Associations DIVERSES. — L étonnante variété de cristallisations, que Ion rencontre dans nos grottes, dépend aussi de la réunion des formes qui viennent d'être décrites isolément. En voici des exemples, riG. icx) et loi. auxquels il suffira d'ajouter la remarque que

toutes sont susceptibles de se grouper ainsi. Ici, un cône s'agrémente de gargouilles remontantes ou descendantes; là des

bouts de gros cylindres se hérissent d'une multitude de bourgeons et d'ergots, grâce au liquide s'infiltrant par des couches mal jointes (fig. 102 et § 20) Des

crochets se terminent en clochette ou en baguette (fig. io3). D'autres partent ensemble, à deux ou à trois, d'une même base, pour se séparer bientôt et s'allonger dans des directions diverses (fig. 104). A des moignons cristallins s'amorcent plusieurs tubes (fig. io5). Des tronçons de baguettes se terminent par des piles de rhomboèdres e' dont l'alignement est si régulier, qu'ils forment une réglette oblique, avec un tranchant inférieur garni de pointements microscopiques, comme une scie (fig. 106). Les tubes, enfin, se couvrent de touffes de filaments; lorsqu'ils ont un joint diamétral bien marqué, les ergots et les clochettes se disposent le long de deux génératrices opposées et forment des crêtes^ qui s'empâtent, finalement, en une seule masse de spath.

Plafonds et parois sont ainsi couverts de délicats groupements, de réparations baroques, dont il faut noter la disposition sur place, la fragilité des échantillons interdisant leur récolte.

§ 32. — Cette profusion d'excroissances manque dans certains couloirs. On rampe dans un conduit gluant, aux parois unies et sombres, sans aucune incrustation. La surprise est d'autant plus vive, lorsqu'on voit luire, dans une anfractuosité, l'un ou l'autre bel échantillon isolé, du genre de ceux dont la description suit.

Ce sont des crochets ayant pris un volume considérable. Leur aspect rappelle celui d'une bottine; au talon apparaissent des terminaisons cristallines d'allongement variable. Beaucoup d'entre eux constituent, par leur dentelure cristallisée (fig. 109), des formes de passage vers les draperies dont parle le paragraphe suivant; chez tous, il y a un capillaire à la partie supérieure.

Les pièces représentées en demi-grandeur par les figures 107 à 109, donneront une idée des divers stades d'accroissement de ces masses cristallines, qui en arrivent à acquérir des poids de 5o à 100 grammes et davantage.

A ce type appartient aussi l'échantillon de la figure iio (grandeur naturelle). Il est fortement épaissi, laiteux à sa partie supérieure, où passe le capillaire d'alimentation; les trois secteurs qui le constituent ont une orientation différente. La crête inférieure a quelques pointements cristallins, d'une limpidité adamantine. La mesure de deux de ces rhomboèdres a donné les meilleures valeurs que j'ai obtenues pour e^ (comparez les chiffres ci-après, à ceux de la page 21).

Le premier, dessiné à part, est tourne et agrandi de façon à montrer Tapparence monosjméfrique de beaucoup de ces cristaux ; il a donné :

e' : e* = ioi°28' cale, ici' 9'

e':e^= S?» 5' à iV Sy 5'

Pour le deuxième cristal on a :

«* -=e* = ioi®2o' cale. loi* 9'

Au talon de cette pièce était une courte baguette qui s'est brisée.

FiG. 110.

\^ 33. Les draperies et les crêtes cristallisées. — Elles constituent Tun des ornements caractéristiques de toute grotte et peut-être aussi celui sur lequel on trouve le moins de renseignements. Les secondes nous occuperont d'aboixl, parce qu'elles nous révèlent le mécanisme du développement des draperies en général.

I>es crêtes cristallisées, transparentes, terminées par des indentations cristallines, sont assez rares; je n'en connais que des spécimens de petites dimensions. Leur

épaisseur ne dépasse pas 5 millimètres. Elles sont fixées soit au bord d'aréres l'ocheuses décomposées, soit le long d'un joint, et débutent par une rangée de cristaux pointant vers le bas. Ceux-ci sont parfois nets et brillants.

Uapport de matière cristallisable a lieu par infiltration entre les joints de la pièce, qui est comme craquelée. Les gouttes alignées occupent des points peu distants, siège d'une cristallisation plus active, lorsque le bord inférieur de la crête ^ est horizontal (fig. 1 1 1 ) ; s'il est incliné, les gouttes < courent le long de la denlelure et l'alimentent ainsi.

Les terminaisons permettent de reconnaître les faces de e^. Dans l'exemplaire dessiné, le cristal courbe, au bout de la pièce, a, en outre :

Fig. III.

jD:e^ — 3i« 8'

cale. 3i'io'

Il n'y a pas d'arrangement régulier. Quand l'un des cristaux occupe toute l'épaisseur du bas de l'échantillon, un de ses plans de sjmétrie concorde à peu près avec le plan de symétrie de la pièce. Quand il y a deux pointements, ils se partagent la place, laissant entre eux de petits creux pyramides qui retiennent bien les gouttes. Les arêtes et faces tournées vers l'intérieur sont droites et planes; celles de l'extérieur sont courbes.

D'autres crêtes transparentes, blanches, moins bien cristallisées ont des indentations régulières, profondes, qui se fusionnent plus haut en une seule lame, ayant encore 5 millimètres d'épaisseur environ. Les dents semblent être e' arrondi et rendu méconnaissable par des rugosités cristallines, obliquement implantées sur ses faces.

La coupe mince, parallèle au plat de la pièce et comprenant quelques dents terminales (fig. 112a) est constituée d'une masse de calcite, dont les clivages indiquent déjà l'orientation uniforme; celle-ci est confirmée par l'examen optique, qui fait cependant ressortir la présence de grains isolés, irréguliers, dont les extinctions se font dans des directions obliques.

Chaque dent a des couches d'accroissement brunâtres, très pléochroïques, ainsi qu'une ligne axiale, marquée par des impuretés et des inclusions liquides à bulle. Les pointements

parasites, inclinés vers le bas, sont également zonaires(fig. 112b).

Le prolongement des axes dans la partie supérieure à orientation unique,

les vagues stries horizontales d'accroissement qu'on y remarque, les restes de grains

autrement orientés que contient cette masse, tout indique qu'elle s'est progressivement soudée en haur, au fur et à mesure de Tallongemenr de^ dentelures terminales.

Ces types Facilitent la compréhension de la structure de draperies plus grandes, mais à cristallisation plus confuse encore.

Ce sont des franges laiteuses, grenues, ayant une longueur (verticale) de I décimètre et.pîus, épaisses de 5 à 6 millimètres, qui bordent les saillies sur une longueur de plusieurs décimètres parfois. Malgré leurs dimensions relativement grandes^ elles sont composées de bâtonnets élémentaires, assez réguliers, non soudés les uns aux autres et même totalement séparés; on peut donc les considérer isolément (fig. ii3a). Chaque bâtonnet a une largeur sensiblement égale à l'épaisseur; la section est carrée (fig. ii3c), ce qui permet d'orienter les lames minces. Voyons-les successivement en coupe parallèle au plat de l échantillon, en coupe transversale verticale et en coupe transversale horizontale.

Fig. ii3.

Les coupes parallèles au plat de la pièce (fig. rf) établissent que les individus cristallins inclinés sur l'axe des bâtonnets l'emportent, et régnent même presque exclusivement dans toute leur longueur; les extinctions sont obliques. Chaque bâtonnet a une orientation dominante propre, voisine cependant de celle du bâtonnet suivant; les cassures et plans de clivage conservent à peu près la même orientation dans toute la pièce (cassure fig. a). Les lames minces (fig. d) mettent deux systèmes de lignes de clivage en évidence, faisant entre elles un angle voisin de io8**, ce qui indique que le plat de l'échantillon est à peu près parallèle à une face du rhomboèdre;?, dont l'angle plan est io9''8'.

Cette orientation détermine les apparences de la deuxième coupe, la transversale verticale (fig. e). On y voit la trace d'un plan de clivage pariiculièrement accusé; il est presque horizontal. C'est celui qui se marque dans la cassure de la

pièce (fig. a). Les extinctions sont obliques. L'extrëmité libre est arrondie, avec indications de zones d'accroissement rayonnantes et concentriques. Des grains d'orientation différente s'observent de-ci, de -là.

Les coupes horizontales (fig. b) montrent bien la section carrée des bâtonnets, leur légère concavité sur les faces externes, les dentelures des faces internes. On y constate, conformément à l'orientation reconnue, une extinction à peu près diagonale dominante et la présence des grains irréguliers, dont les axes optiques sont fortement inclinés, en divers sens, sur l'axe du bâtonnet.

Malgré cette structure hétérogène, l'individualité de chaque bâtonnet est sufiBsamment marquée pour qu'il ne puisse se souder à ses voisins; c'est par les interstices que la solution calcique arrive au bord libre, où elle cristallise.

§ 34. — Les draperies communes, jaunes, translucides, presque opaques

FlG.

sont comparables aux stalactites communes dont il a été incidemment question (g i), c'est-à-dire qu'elles sont composées de cristallisations confuses. D'autres, même les plus grandes, présentent des traces de bâtonnets^ lorsqu'elles sont vivement éclairées par derrière; ces bâtonnets sont recoupés par des bandes sombres, parallèles au bord libre, qui marquent les phases d'accroissement.

La structure plus régulière n'apparaît, chez certains spécimens, qu'après un

stade de développement irrëgulier; les bâtonnets viennent ensuite franger le bord de la partie massive, grenue, à disposition conœn trique (Hg. 1 14, à gauche).

Le contraire se produit aussi, c'est-à-dire que les bâtonnets à peine soudés persistent dans le haut, ou tout au moins gardent des traces évidentes de leur disposition première, tandis que Tépaississement se fait vers le bord libre (fig. 114; coupe à droite).

Cette surépaisseur ne provient pas du ruissellement externe le long des faces de la draperie, celles-ci n'ayant subi aucune transformation ; elle est probablement le résultat de la circulation de solutions impures amenées au bord inférieur, par son contact avec les parois rocheuses voisines.

S'inspirant de ce qui se passe pour les tubes, on pourrait encore admettre que le liquide imbibant les bâtonnets ne dépose presque pas de calcite, jusqu'au moment où, arrivé au haut de la partie soudée (fig. 114; coupe à droite), il serait obligé de s'étendre sur la surface externe massive et de contribuera son augmentation. Cette supposition n'expliquerait pas aussi bien la surépaisseur plus considérable du bourrelet vers le bas, qui est contraire au profil constant des formes édifiées par le ruissellement, toutes plus minces à leur partie inférieure.

Pour le premier échantillon décrit (fig. 114 a gauche) l'hypothèse d'une recristallisation partielle n'est nullement exclue; elle rendrait bien compte des faits observés.

Quoi qu'il en soit de ces deux échantillons plus compliqués, on voit que la minceur constante des draperies est réglée, comme l'est le diamètre des tubes, par la grosseur d'une goutte d'eau.

Les draperiçs sont rarement associées à d'autres stalactites. Notons cependant que le long d*un des bords verticaux, le suintement, plus actif, crée volontiers un cône épais, de natui*e tubulaire chez les échantillons blancs, cristallins.

Les circonstances locales donnent encore naissance à bien des groupements; leur description m'écarterait trop du but de ce travail; je passerai donc à l'exposé de ce qui concerne les stalagmites.