MÉTAMORPHISME DE COMPOSITION MINËRÂLOGIQUE

raître le caractère sédimentaire de la roche, comme il arrive dans le pays de Galles, le Taunus et les Ardennes.

Dans ces contrées et d'autres de l'Europe occidentale sur lesquelles les études géologiques se sont portées d'abord, ce sont les terrains les plus anciens qui présentent des caractères cristallins de ce genre ; aussi a-t-on cru pendant longtemps que cet état riiinéralogique était l'apanage des dépôts sédimentaires formés à ces époques reculées. De là le nom de terrains de transition que leur avait donné Werner, supposant que dans la mer où ces roches s'élaient formées, à la suite des terrains primitifs ou cristallins, il continuait à s'opérer une précipitation chimique de silicates, en même temps que commençaient à s'y former des dépôts mécaniques.

Plus tard, on a reconnu qu'il n'en est pas ainsi et que cet état semi-cristallin résulte certainement d'une transformation postérieure à la sédimentation.

Sans insister ici sur la nature des divers changements qui se sont produits dans ces terrains, je me bornerai à remarquer qu'aux roches argileuses se sont substitués des phyllades. Ces roches, bien que consistant essentiellement comme les premières, en silicates d'alumine, en diffèrent tout d'abord par leur cohésion ; elles se refusent à se délayer dans l'eau, ainsi que chacun peut le constater sur les variétés employées sous le nom d'ardoises, pour couvrir les habitations.

Des combinaisons cristallisées diverses y ont en effet pris naissance; Sauvage l'avait déjà clairement reconnu, il y a plus de quarante ans, à la suite de ses importantes recherches chimiques sur les phyllades des Ardennes \ C'est ce que l'examen microscopique a bien démontré à MM. Be-

i Annales de* Mûiee, 4- série, t VU, p. 411, 1845.

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nardS Mallard, Barrois et d'autres lithologistes. On y discerne de nombreuses espèces minérales, principalement la séricite, la chloritoïde ou chlorite et le quartz; en outre, de l'ottrélite, de la staurotide, de la tourmaline, du zircon, du grenat, de la pyrophyllite, de la magnétite, de l'oligiste, de Tilménite, du rulile, de la pyrite et de la pyrrhotine.

Ce qui confirme pleinement la supposition que l'état minéralogique de ces terrains n'est pas une conséquence nécessaire de leur ancienneté, c'est que des couches qui en sont contemporaines, c'est-à-dire appartenant aussi aux systèmes les plus anciens, ne participent pas à ces caractères cristallins. Il en est ainsi pour les couches siluriennes dans le nord de l'Europe, en Suède et en Russie, ainsi que dans TAmérique du Nord, aux États-Unis et au Canada. Dans ces contrées se présentent des couches argileuses, non moins que dans les terrains plus récents.

Ces contrastes minéralogiques dans les terrains anciens de ces divers pays sont en rapport avec des différences notables de gisement. Au lieu d'être fortement disloquée, comme dans les premières contrées qui ont été mentionnées, la stratification dans ces dernières a conservé son horizontalité première. C'est un fait important qui s'expliquera plus loin.

D'autre part, il existe des pays entiers où des massifs cou-* sidérables de terrains moins anciens ont subi des transformations profondes.

Les Alpes, qui seront à jamais une région classique pour la géologie, tant à cause des actions dynamiques qui ont donné naissance à cette chaîne^ que par les profondes et imposantes déchirures dans lesquelles elle expose sa con-

« BulL du Muséum d'Hisl. naL de Belgique, 1. 1, 1882 et t. H, 1883, et BulL Soc, géolog,, 3« série, t. XI, p, 638, 1882.

MÊTÀMORPHISIIE DE COMPOSITION NlNÉRÂLOGiQUË. 195

slitution interne, fournissent des observations fondamentales pour la théorie du métamorphisme.

Ainsi que l'a reconnu Brochant dès 1808, on y observe fréquemment des passages graduels des roches sédimentaires à des roches cristallines, qui parfois renferment des vestiges de fossiles secondaires. Lorsqu'on arrive dans cette chaîne et qu'on se trouve en présence des roches des diverses périodes qui entrent dans sa constitution, carbonifères, triasiques, jurassiques et tertiaires, on est surpris de la physionomie générale que présentent ces roches, comparées aux masses lithologiques du même âge du centre de la France et des pays où elles sont restées horizontales.

Le terrain carbonifère renferme des couches qu'on pourrait parfois confondre avec des micaschites ou des gneiss. Des quartzites qu'on est fondé à attribuer au trias y remplacent les grès: le calcaire et la dolomite du même groupe sont fréquemment parsemés de cristaux, parfois assez volumineux et parfaitement nets, de feldspath albite, par exemple au Bourget près Modane.

Une influence générale a donc agi sur un grand espace et a affecté les roches de tous les âges, y compris l'étage inférieur des terrains tertiaires, c'est-à-dire une série de couches épaisses de plusieurs milliers de mètres, quoique les roches éruptives soient très rares dans ce massif.

Ici encore, il importe de le remarquer, comme pour les terrains plus anciens, ces transformations sont en rapport avec des dislocations.

Dans les diverses contrées où les masses pierreuses ont été transformées, les combustibles charbonneux, dont la nature n'est pas moins impressionable, ont été eux-mêmes modifiés. Ils sont représentés par de l'anthracite, non-seuleraent dans la Basse-Loire et la Sarthe, mais aussi dans les Alpes du Dauphiné et de la Maurienne. Il en a ét(\ de même

HfiTAHORPflISME DE TEXTURE.

Ue même l'acide stéarique comprimé à chaud, pour l'ex-

Enfin certaines masses, évidemment éruptives, en offrent des exemples. Le développement considérable des masses schisteuses dans Fécorce terrestre n'est pas moins digne d'attention que leur diversité. Il importe donc de rechercher les causes qui ont déterminé cette disposition dans les particules des roches.

La schistosité ou fUsilité a été souvent désignée sous le nom de clivagej particulièrement dans les roches stratifiées. Au clivage se rattache, dans les roches cristallisées» un caractère analogue, que l'on a cru devoir désigner sous un nom particulier, celui de foliation ou de lamination. Les gneiss et les leptynites en offrent les exemples les plus connus.

Avant de présenter les résultats d'expériences, qui ont eu pour but d'éclairer et de préciser les conditions dans lesquelles cette texture a pris naissance, il convient de rappeler succinctement les faits caractéristiques, auxquels l'observation a conduit sur ce sujet, faits qui ont servi d'objectif aux expériences.

Faits acquis par r observation relativement à la schistosité, — Le nom de clivage, qui est emprunté à la cristallographie, représente, en effet, dans les roches, un caractère assez analogue à ceux que possèdent les cristaux. On sait qu'un rhomboèdre de spath d'Islande, parfaitement transparent, n'ayant aucune fissure perceptible à l'œil, se brise très facilement suivant une série de plans parallèles à ses faces. Cette propriété remarquable est en rapport, comme le démontrent les caractères optiques, avec les différences que présentent le groupement moléculaire, suivant les direc-

* Déjà Vallériusdans sa classification, avait fait le groupe des fitiilia; de Saussure employait le nom expressif de rocheê feuilletées.

i88 MÉTAMORPHISME DE JUXTAPOSITION OU DE CONTACT.

Ton peut constater çà et là sur la périphérie de chaque mamelon granitique.

A proximité de ces protubérances granitiques, les roches diverses et parliculièrement les phyllades ont subi des transformations minéralogiques plus ou moins avancées et sur des distances variables, qui excèdent souvent plusieurs centaines de mètres. Déjà il y a un demi-siècle, un éminent géologue, de Boblaye, signalait un fait des plus remarquables: la présence d'orthis, de spirifères et de calymènes au milieu de roches schisteuses contenant en même temps des mâcles de plusieurs centimètres de longueur. Des faits du même genre ont été récemment étudiés d'une manière très précise par M. fiarrois autour du massif granitique de Rostrenen*.

La formation de la variété d'andalousite, connue sous le nom de mâcle ou de chiaslolite, présente des circonstances très significatives pour remonter à la cause du métamorphisme.

C'est un silicate d'alumine, cristallisé en prismes droits qui atteignent souvent quelques centimètres de longueur et qui coupent nettement les feuillets du schiste.

Lorsqu'on en examine la cassure, on voit très souvent qu'au lieu d'être monochrome, elle présente deux teintes, parfaitement distinctes et qui tranchent l'une sur l'autre : le blanc et le noir. Il en résulte des dessins variés : tantôt une croix noire formée par les deux diagonales du rectangle sur un fond blanc, tantôt sur le même fond blanc et au centre du rectangle, un plus petit rectangle noir.

L'origine de ces dispositions et d'autres qu'il serait trop long de rappeler, s'explique facilement. Le phyllade qui sert de matrice à ces cristaux est lui-même un silicate alu-

* Bulletin de la Société géologique du Nord^ t. XII, p. 1, 1884.

milieux, mais impur et rendu en général noirâtre par une certaine quantité de matières charbonneuses. Un mouvement moléculaire s'est produit dans ce phyllade. Les cristaux ainsi séparés de la pâte, se sont nécessairement épurés, comme il arrive en général dans la cristallisation; de là la couleur blanche d*une partie de ces cristaux. Mais la matière obéissant à la force de cristallisation n*a pu se réunir, sans entraîner avec elle des impuretés, qui ne sont autres que les parties noires disposées symétriquement dans le cristal. C'est ce qui arrive dans certaines cristallisations artiGcielles.

Un même cristal cassé sur plusieurs points de sa longueur, ou bien coupé suivant son axe montre clairement, par la manière dont la substance blanche a emprisonné les parties noires, que ces dernières sont réellement accidentelles, et de plus, que ces cristaux n'existaient certainement pas originairement dans le phyllade. Ils sont postérieurs non seulement à cette roche, mais aussi au développement de son feuilleté.

Cette production de mâcles dans les phyllades ne s'y est pas faite fortuitement ; elle est, en général, en rapport avec les contours des épanchements de granité.

Un autre silicate, la staurotide, s'est produit dans les mêmes conditions.

Les groupements en forme de croix que ces cristaux présentent fréquemment les ont fait remarquer depuis longtemps et connaître sous le nom de croisettes : c'est ainsi qu'ils figurent depuis des siècles dans les armoiries des Rohan.

Le mica s'est bien plus souvent produit encore que la màcle et la staurotide dans les phyllades, à proximité des masses granitiques qui les traversent. En approchant du granité, le schiste devient souvent de plus en plus micacé.

Des faits semblables ont été constatés dans beaucoup

d'autres lieux et, par exemple, dans les Vosges septentrionales autour du massif du Gbamp-de-Feu.

Au petitDonon de Rothau, il se présente, en outre, un fail des plus caractéristiques ^ Non loin du granité, le terrain de transition est traversé par une roche amphibolique. Dans les parties où sont accumulées des flustres et des ca/amopora spoîigites avec des noyaux de calcaire lamellaire, il apparaît de répidote, de Tamphibole et du quartz à Tétat cristallisé. Des cavités voisines de formes indéterminées, mais que leur ressemblance avec les premières doit faire considérer aussi comme des empreintes madréporiques, sont tapissées de cristaux brillants des mêmes substances. C'est dans Tune de ces géodes que j'ai reconnu Taxinite, avec ses faces nommées / et s par Ilaûy. On peut croire que l'acide borique a été introduit à la suite de l'éruption rocheuse, comme dans les amas métallifères du Sud-Ouest de la Norwège, où Ton a trouvé l'axinite*.

Le granité, dont l'intrusion a contribué pour une large part à la constitution de la chaîne des Pyrénées, y a produit les mêmes phénomènes qu'a décrits Durocher et que M. Barrois a également reconnus dans les Âsturies et la Galice, où la tourmaline est associée aux schistes mâclifères.

En Cornouailles, chaque Ilot granitique est également entouré d'auréoles métamorphiques. De la Bêche les a parfaitement fait connaître dans son classique ouvrage sur cette presqu'île, et les a figurées d'une manière expressive sur sa carte, par une teinte dégradée autour de chaque protubérance. La tourmaline' figure parmi les minéraux qui ont été ainsi engendrés.

Des exemples non moins nets sont visibles dans le

< Comptes RenduM, t. XVia, p. 870, 1844.

* Annales des Mines, 4* série, t. llh > AUport. QuafteHy iûumal, 187Gi

district des lacs du nord de l'Angleterre, autour du granité de Skiddaw. L'altération s'étend jusqu'à 3 à 4 kilomètres de la masse éruptive et plus près, se montrent des cristaux de chiastolite sur une largeur excédant rarement 400 mètres\

Le sud-ouest de l'Irlande, dans le comté de Wicklow, présente des effets très caractérisés de métamorphisme autour de masses granitiques, qui se développent du nord-est au sud-ouest sur une longueur de 100 kilomètres avec une largeur de 8 à il kilomètres.

Au Harz les roches enveloppant le granité, qui ont depuis longtemps reçu le nom de homfekj décèlent des actions non moins significatives.

En Bavière, dans le Fichtelgebirge, aux États-Unis, dans le New-Hampshire * et dans bien d'autres lieux, il serait facile de signaler des faits analogues.

Les transformations dues aux întercalations de granité se sont propagées sur des distances variables qui, de quelques centaines de mètres, vont exceptionnellement à 1500, 2000 et 3000 mètres. Elles se sont généralement propagées plus loin dans les angles rentrants de la masse éruptive.

La chaleur seule ne peut expliquer ces faits, ainsi que Durocher l'avait reconnu. Le granité qui a pénétré à un état plastique nous apprend, par les inclusions que renferme encore sa pâte, que des gaz, des vapeurs, des liquides parmi lesquels l'eau se trouvait très probablement, ont dû accompagner sa sortie et contribué aux actions que nous venons de signaler.

« Ward. Quarterly Journal, t; XXXII, 187G.

* Hawes. American journal, 1881, t* XXI, p. 2\.