MÉTAMORPHISME DE COMPOSITION MINÊRÂLOGIQUE

raître le caractère sédimenlaîre 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 minéralogique 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'étaient 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. Re-

* Annales des Mines, 4* série, t. Yll, p. 411, 1845.

inférieurs à la réalité et ne représentaient que des mintma.

Cependant ils ont été très notables, même pour des temps très courts, comme le montre le résumé ci-après' :

Nombre de loun

Cliemin

Accniigsein

de la roue.

parcouru.

obserrf.

1 minute. . .

10 secondes. . .

5 secondes. . .

3 secondes. . .

1 seconde. . .

Bien que ces résultats soient relatifs à des eipériences distinctes, on les a rapprochés dans la figure 117. La courbe par laquelle on a tenté de les réunir présente une irrégularité qui s'explique notamment par la manière dont agit te refroidissement.

De l'argile sèche de Vaugirard qu'on a fait frotter sur le calcaire s'est également échauffée, quoiqu'une partie notable se réduisit en poussière. En augmentant le poids qui pressait sur le prisme d'ai^ile, on a reconnu, comme on pouvait s'y attendre, que la chaleur produite augmente avec la pression.

U éli fïil9 Dtcc l'obligeant ccui(!ours de 11. Napoli.

230 Métamorphisme: régional.

produit le feuilleté dans Targile qui enveloppait ces corps. C'est une coïncidence conforme à celle qu'avait signalée l'observation des faits géologiques. De plus, l'existence de vides, laissés entre les tronçons des bélemnites étirées artificiellement, ainsi que la conservation, par ces vides, de la forme du fossile, offrent, avec des échantillons naturels, une analogie significative ; car ce double caractère prouve que l'étirement a eu lieu loi*sque les roches rendues, il est vrai, plastiques par l'énergie de la pression, étaient cependant à l'état solide. Les expériences montrent, en effet, que dans une substance pâteuse les vides se déforment, et puis se comblent, au moins partiellement, par des bavures, au fur et à mesure de leur production.

D'un autre côté, l'expérience montre, comme on l'a vu plus haut, figure 98, page 225, que la schistosité peut se développer dans des masses à peu près solides, telles que le plomb. 11 en a sans doute été de même pour des roches, comme celles du mont Lâchât, qui ont été rendues schisteuses, en même temps que des bélemnites s'y étiraient.

La texture feuilletée peut se produire aussi par des procédés autres que celui qui vient d'être mentionné*.

Le moyen qui se présente naturellement à l'esprit est analogue à celui par lequel on prépare les pâtisseries feuilletées*. Mais ce procédé ne paraît avoir que bien peu d'analogie avec les phénomènes naturels.

D'un autre côté, je dois rappeler que j'ai obtenu autrefois le feuilleté du verre transformé, dans mes expériences sur la formation d'espèces minérales dans l'eau suréchauffée.

* Je De mentionnerai que pour mémoire le clivage que H. Fox a annoncé se produire dans l'argilCi sous Tinfluence de courants voltaïques.

* On enduit de mica ou de graisse une couche d'argile, puis, en repliant cette couche un certain nombre de fois sur elle-même et en la laminant, on obtient une masse feuilletée, qui ressemble aux roches schisteuses naturelles et qui participe également de leurs propriétés, en ce qui concerne la conductibilité de la chaleur.

MÉTAMORPHISME DE TEXTURE. 33i

Il convient, sans doute^ de tenir compte, dans le mode de formation de certaines roches schisteuses, de cette dernière manifestation, par épigénieou métamorphisme, de la structure feuilletée.

Après avoir constaté expérimentalement avec quelle facilité se produisent le clivage et la foliation dans des masses imparfaitement solides qui s*écoulent sous de fortes pressions, et après avoir vu qu'il suffit, pour cela, d'un très faible déplacement relatif de leurs particules, on ne peut plus s'étonner de la diversité minéralogique des roches schisteuses, non plus que de Tabondance avec laquelle plusieurs d'entre elles' se présentent dans l'écorce terrestre. Cette texture est d'ailleurs indépendante du mode de formation de la roche et de la cause de sa plasticité, que cette cause soit l'eau, comme dans les masses argileuses, ou la chaleur, comme dans les laves.

Un fait des plus fréquents est le passage graduel des roches massives à des roches feuilletées, de même composition minéralogique.

L'un des modes possibles d'un tel passage se voit dans la gorge de Breda près AUevard (Isère). Les couches du calcaire liasique y montrent des systèmes de joints très rapprochés, obliques à la stratification et représentant comme une ébauche du feuilleté (fig. 106 et 107). Sous l'influence des forces qui ont ouvert ces plans de division, beaucoup d'ammonites et de bélemnites se sont déformées ; d'autres de ces fossiles sont coupés par les plans de clivage.

Il n'est pas de contrée granitique qui n'offre de nombreux exemples de ces transitions d'une autre nature^ qu'il s'agisse de granité proprement dit, de protogine ou de syénite. On l'a vu journellement dans le percement du Saint-Gothard. Or, l'expérience montre que des échantil-

S33 MËTâHORPHISME RÉGIONAL.

Ions de la même argile, à des états de dessiccation faiblement différents, étant soumis à la compression, fournissent des couches juxtaposées, les unes schisteuses, les autres dépourvues de ce caractère, qui contrastent entre elles. Cette influence du degré de plasticité, que j'avais reconnue

fig. \ve. — ProDI giuloffique deJa gorge de Broda, prÔB Allfivard (Isère), d'apià M. Ury, monLrant l'ciiiUiice, i (nver> le! cauchei cilciirei du lias, d'un <TJl«iae do joint* U4) rapprocbéi, obliques 1 la straliSciliou et repréuntinl comme une ébiuche de feuilleté. — h. Calcaire noir ïiaaique. — L', Cslciira nodnleui altribui au lias, oiintae le prAcédeuL — S, Calcaire noir attribué i l'in^'alias. — D, Dolomies, cargneulca. —G, Caucbe» de gjpx. — Q, Gre> quarUcui. — Schislei chslalliiu. — Ëcbelle de f^.

dans mes premières expériences*, rend compte des différences que l'on observe, dans un même massif de roches paitiellement schisteuses.

Le mode de consistance de la pâte soumise à l'écoulement a une grande influence sur le degré plus ou moins net du

feuilleté. Cela paraît expliquer pourquoi les pâtes de nature argileuse ou marneuse ont joui d'un privilège à cet égard. Les calcaires et les quartzites, lorsqu'ils étaient mélangés

• Éludei el Expérieiicet tj/nt/iétiquet tur le Mélamorphùme, p. 118 du n

d*argile, sont devenus schisteux (calcschistes de la Maurienne, quartzophyllades micacés).

En général, la schistosité se rattache, comme on vient de le voir, aux mouvements qui ont ployé les couches. Cependant il est des roches qui paraissent avoir pris une texture analogue à celle dont il vient d'être question, sans qu'elles aient cessé d'être horizontales. Tels sont notamment les schistes bitumineux du terrain permien (Igornay, prèsÂutun, Thuringe, etc.) et peut-être aussi les bogheads tertiaires de Menât (Puy-de-Dôme) et d'autres provenances, les marnes magnésiennes de Saint-Ouen, et certaines marnes du grès bigarré (Letten). Des roches qui avaient originairement une consistance très favorable au développement de la schistosité ont pu acquérir ce caractère, sous la simple pression des masses qui leur ont été superposées.

Il est des géologues qui ont regardé le feuilleté des roches cristallines, telles que le gneiss, comme un vestige de stratification, et qui ont assimilé les feuillets à des couches minces ^ Cette supposition a servi à appuyer le nom de métamorphiques^ qu'on a osé étendre à la totalité des roches de cette catégorie. Bien que j'aie cherché ailleurs à montrer l'importance du métamorphisme, je n'ai pas cessé de m'élever contre une conclusion hypothétique aussi absolue. Entre certains gneiss et le granité, il n'y a pas plus de distance qu'entre les laves feuilletées et les laves massives. I/observation qui précède suffit pour montrer combien il y a lieu, à plus forte raison, d'être circonspect dans les supputations, que l'on prétend faire, dans divers pays, des épaisseurs de ces roches.

Dans les terrains cristallisés dont il s'agit, la schistosité

* L'origine ëniptive de certains gneiss et de leptynites a été soutenue par divers géologues, notamment par Naumann et par Élie de Beaumont. Bull, Soe. géol,^ S* série, t.iy, p. 130;1847.

234 MÉTAMORPHISME RËGIONAL.

est très fréquemment parallèle aux plans qui séparent les roches de diverses natures, gneiss, micaschistes, calcaires, quartzites, c'est-à-dire aux plans de séparation de masses qui ont l'apparence de couches. Cette concordance, qui est ordinaire en Finlande, au Brésil et dans d'autres contrées, a été considérée, par Durocher, comme un effet direct d'une stratification antérieure, dans laquelle les paillettes de mica, en raison de leur tendance à se déposer à plat, marqueraient, par leur parallélisme, les plans de division des couches*.

Cependant cette circonstance me paraît plutôt devoir s'expliquer autrement, soit que les minéraux cristallisés et interposés entre les feuillets fussent déjà formés lorsque la schistosité s'est produite, soit que ces minéraux aient cristallisé postérieurement et se soient disposés alors suivant les plans des feuillets. En effet, dans les terrains stratifiés et fossilifères, la schistosité est loin d'être toujours oblique à la stratification ; elle lui est souvent parallèle. On comprendra la fréquence de cette conformité, si l'on se reporte aux expériences précédentes et aux conditions d'écoulement qui produisent le feuilleté, notamment à l'expérience dans laquelle on voit une bélemnite, placée d'abord en travers, venir bientôt s'aligner parallèlement au jet.

C'est ainsi que des roches éruptives, subordonnées aux roches sédimentaires, si ces roches n'étaient pas tout à fait solidifiées, lors du mouvement qui a causé la schistosité, ont dû se feuilleter, parallèlement aux surfaces qui les limitent, et parallèlement aussi aux feuillets des roches sédimentaires voisines.

L'un des traits les plus remarquables des roches cristal-

* Études sur la structure géographique et la constitution géologique de la Norrège, de la Suéde et de la Finlande. Mém, Soc. géoL Fr., 2* sér., t. VI, p. 40* 1856.

Unes, fcldspathiques et amphiboliques, qui sont subordonnées aux terrains schisteux de TÂrdenne française, c'est que ces roches sont couchées parallèlement aux masses encaissantes, ardoises et autres. Non seulement elles n'y montrent pas les formes ordinaires aux injections plutoniques, mais encore elles présentent souvent une structure feuilletée, qui est parallèle à celle des masses voisines. De plus, la roche cristalline massive passe graduellement à la même roche, présentant Tétat schistoïde.

Cette transition de l'un à l'autre type a été constatée par tous ceux qui ont étudié ces roches sur place. Aussi d'Omalius, dans de judicieuses observations, qui remontent à soixante-quinze ans, sur les roches fcldspathiques des environs de Deville et de Laifour, leur donnait-il le nom d'ardoises porphyrique$\ Le passage de Tune des textures à l'autre a été clairement constaté bien des fois depuis lors, et par exemple lors des réunions de la Société géologique de France, à Mézières, en 1855. « La pâte de la roche porphyroîde prend une structure de plus en plus schisteuse, en même temps que les cristaux de feldspath y deviennent de moins en moins abondants, et s*y arrondissent, probablement par l'effet d'une friction. Elle ressemble beaucoup alors à certaines roches des terrains ardoisiers et n'en diffère que par la présence du feldspath lamellaire *. >

Sauvage et Buvignier' ont comparé au gneiss ces variétés schisteuses, auxquelles Dumont ^ a donné le nom d'hyalophyre schistoïde. Ces mêmes variétés ont reçu le nom de porphyroide schistoïde^ de MM. de La Vallée-Poussin et Renard, qui, en diverses parties de leurs importantes études, insistent égale-

* Journal des Mines, t. XXIX, p. 55; 1811.

* BuiL Soc. géol, Fr., i^ série, t. VI, p. 342 ; 1835.

' Slaiittique minératogique et géologique du dép. de» Ardennei, p. 121. ^ Mémoire 9ur le» terrain» ardennai» et rhénan de l'Ardenne, du Rhin, du Brabant et du Condro»y 27.

236 MËTÀMORPHISME RÉGIONAL.

ment sur ces passages ^ Ces auteurs ajoutent que les amphibolites deviennent, de même, schistoïdes jusque dans le centre de leurs massifs.

Enfin, j'ajouterai que la collection du Muséum présente, dans les vitrines exposées au public, une série de ces roches cristallines schisteuses, recueillie par Gordier et provenant des environs de Deville, où j'ai eu également occasion de les étudier.

Ce que montrent les roches schisteuses cristallines des Ârdennes trouve encore ses analogues dans bien d'autres contrées et pour d'autres roches. Gomme on Ta dit plus haut, il n'y a guère de roches cristallines qui ne soient susceptibles de se présenter à l'état schistoîde. G'est ainsi que le granité, la protogine, la syénite, deviennent graduellement schisteux, dans une foule de localités.

Parmi les faits semblables que l'on pourrait citer en grand nombre, je me bornerai à rappeler d'autres cas problématiques, signalés dans des roches anciennes de la Belgique, ainsi que le passage complet du porphyre au schiste, signalé par M. de Dechen en Westphalie, dans la contrée de la Lenne. Les roches volcaniques récentes, particulièrement les trachytes et les phonolithes, offrent de toutes parts de tels passages.

Depuis que l'on a démontré expérimentalement les conditions mécaniques dans lesquelles une masse, incomplètement solidifiée, peut acquérir la structure schisteuse, sous l'influence d'un léger déplacement de ses particules, on ne saurait voir, dans la conformité de structure qui vient d'êti*e signalée, une preuve de l'origine sédimentaire des roches cristallines et schistoïdes. Supposons que ces masses érup-

*■ Voir notamment p. 111 de leur Mémoire sur les roches plutomennes de la Belgique et de i'Ardenne française.

tives aient été originairement subordonnées aux roches siluriennes et eambriennes, et interstratifiées dans ces dernières, par exemple, comme les nappes de porphyre feldspathique le sont dans les terrains permien et triasique de diverses contrées, ou comme le basalte l'est fréquemment dans les couches tertiaires : si ces masses éruptives n'étaient pas encore parfaitement solidifiées, lorsqu'un mouvement général a produit le feuilleté des roches argileuses dans lesquelles elles sont enclavées, elles ont dû participer à ce mouvement, et leur texture en a nécessairement subi la conséquence.

En résumé, le caractère schisteux a été imprimé très fréquemment aux roches éruptives, et souvent, en même temps qu'aux roches sédimentaires voisines, de manière à présenter un parallélisme général. On conçoit qu'un tel parallélisme puisse laisser dans le doute sur l'origine, éruptive ou sédimentaire, de certaines roches cristallines.