II. Roches basaltoldes

Caractères des modifications métamorphiques exer^ cées par les roches basalioïdes, — La caractéristique des phénomènes métamorphiques, exercés par les roches basaltoldes sur leurs enclaves, consiste dans ce qu'ils sont surtout d'ordre physique et que les transformations chi-

miqaes, quand elles existent, ne se sont effectuées qu'au contact immédiat de Tenclave et de la roche englobante.

Nous aurons donc à considérer séparément : 1^ les phénomènes indépendants de l'action chimique du magma volcanique; 2® les phénomènes qui, au contraire, en dépendent.

Les premiers consistent en des modifications dans la cohésion de la roche et parfois dans les propriétés optiques des minéraux la constituant, en une fusion plus ou moins complète de Tenclave, suivie de solidification, qui est accompagnée ou non de recristallisation.

Les modifications chimiques effectuées par la roche volcanique sont dues au mélange plus ou moins intime de celle-ci avec Tenclave dans la zone de contact, mélange facilité quelquefois par une véritable imbibition par le magma fondu de la roche englobée.

On conçoit dès lors que si les phénomènes d'ordre physique s'observent aussi bien dans les blocs d'enclaves énallogènes compris dans les tufs de projection que dans ceux qui sont englobés dans des coulées compactes, il n'en sera plus de môme pour les phénomènes d'ordre chimique qui, nécessitant un séjour prolongé au contact de la roche volcanique fondue, seront surtout intenses dans les échantillons recueillis dans les coulées.

Ceci posé, on peut admettre les principes suivants, communs à tous les genres de modifications que nous allons avoir à considérer dans les enclaves énallogènes des roches basai toïdes.

Les modifications subies par une enclave dépendent :

1® De sa composition minéralogique qualitative et quantitative ;

2® De la température maximum à laquelle elle a été portée ;

r De la fosîLiliié plos ou zi^Las gEuie de ses fiéoMAU

4^ De son Tolume ;

5* De la ritease de son retroIdiMcmeni ;

Dans k plus grand nombre de cas. œs modiScations sont ini^pec-janies de la ooasâtuûoa diiaiqne de la roche Lasaltolde en^loLanle.

Influence de la compjsiiijn de F enclave. — L'influence de la composition de l'endaTe snr les nHKlificalions qu'elle sabil n*a pas besoin d'être démontrée. Des fragments de quartz, de calcaire ou de gneiss ne pourront, en effet, donner par leur transformation que des produits différents.

De même, dans le cas d'un gneiss, les produits résol* tant de la fusion auront forcément une composition différente, suiTant que ce sera le mica, le feldspath oa le quarts qui prédominait dans la roche antérieurement à sa transformation.

Influence de la fusibilité des éléments de fe/iclave. — La même oliservation peut être faite au sujet de Tinfluence de la fusibilité des éléments de l'enclaTe. Un gneiss très micacé, englobé par un basalte ou arraché par une grande explosion volcanique, fondra évidemment plus vite qu'un quartzite ou qu*une leptynite à diaspore semblable à celle de Boumac. Il y a lieu du reste de tenir compte non seulement de la fusibilité absolue des éléments faisant partie de Tenclave, mais encore de leur fusibilité relative, quand ils sont agrégés pour former une roche. C'est ainsi que fort souvent, dans une enclave de gneiss ou de granité, on constate que les felJspaths ne sont fondus qu'à leur contact avec le mica, ce dernier minéral leur ayant servi de fondant. De même, des enclaves de quartzites calcifères renferment parfois des cristaux de wollastonite

dans les points où les grains de quartz étaient en contact avec de lacalcite, alors que le reste de la roche, purement quartzeux, est intact.

Influence de la température maximum à laquelle V enclave a été portée. — Dans les roches comme les quartzites, formées par un seul minéral, la fusion ne pourra se produire que si la température a atteint au minimum la température de fusion du minéral constituant. Mais dans une roche composée de plusieurs éléments, telle qu'un granité, les modifications subies seront très différentes, suivant que la température aura été suffisante pour fondre seulement le mica, ou bien le mica et le feldspath, ou enfin la roche entière. Elles seront différentes non pas seulement à cause de la disparition d'un plus ou moins grand nombre des éléments de la roche, mais encore parce que le verre résultant de la fusion, ayant une composition différente, donnera, s'il cristallise, des produits différents.

Les roches arrachées à une grande profondeur et dans de grandes explosions sont portées à une très haute température : c'est ainsi qu'à la Denise, on rencontre des blocs de gneiss entièrement transformés en scories huileuses. Quand, au contraire, les roches projetées ont été arrachées près de la surface, la température à laquelle elles ont été portées a pu n'être pas très considérable et il arrive souvent dans ces conditions que les modifications sont nulles ou très faibles; dans les brèches basaltiques du Velay, par exemple, on trouve des fragments de granulite à cordiérite recouverts ou imbibés de verre basaltique et dont cependant les feldspaths sont intacts; les éléments très fusibles, tels que le mica et le grenat ont seuls été transformés. La température du magma fondu au moment, où l'englobement a eu lieu, était plus basse que dans le cas

précédent, et l'enclave y a séjourné trop peu de temps pour qu'elle ait pu être altérée notablement.

Ce qui vient d'être dit sera vrai a fortiori pour les roches enclavées dans un magma fondu. Si elles ont été englobées très profondément, à un moment où le magma était à une température très élevée, et, par suite, très fluide et très bon conducteur de la chaleur, les modifications seront intenses, tant aux points de vue physique que chimique : l'enclave pourra même être résorbée, grâce au renouvellement des surfaces de contact avec le magma volcanique, déterminé par la mobilité de celui-ci pendant l'ascension dans les canaux souterrains et pendant son épanchement.

Lorsque, au contraire, ces mêmes roches sont englobées près de la surface au moment de la sortie de la lave, cette dernière est beaucoup moins fluide; elle est bientôt formée par une sorte de boue de cristaux, charriés par un résidu visqueux en voie de cristallisation. Sa température s'abaisse rapidement, sa conductibilité s'affaiblit, elle perd peu à peu son action calorifique Dans ces conditions, les enclaves ne sont souvent fondues qu'à leur périphérie. La roche volcanique ne peut plus lés résorber, mais seulement modifier le verre résultant de leur fusion.

On conçoit dès lors que, dans une coulée donnée, les enclaves soient généralement d'autant plus abondantes que Ton se rapproche davantage de la bouche de sortie et d'autant plus modifiées que l'on s'en éloigne davantage : l'influence de la vitesse du refroidissement se fait, du reste, énergiquement sentir.

Influence du volume de l'enclave. — La plupart des roches que nous avons à considérer à l'état d'enclaves énallogènes sont mauvaises conductrices de la chaleur et, surtout dans le cas des enclaves des tufs de projection, elles n'ont été souvent que peu de temps soumises à l'influence

de la chaleur, aussi les phénomènes dont elles sont le siège sont-ils, toutes conditiotis égales d'ailleurs, d'autant plus intenses ^ que leur volume est plus petit.

Influence de la vitesse du refroidissement, — Les conditions dans lesquelles s'est effectué le refroidissement ont une grande influence sur le résultat final que nous avons à étudier. Ce que nous savons sur la cristallisation des verres en donne, du reste, l'explication. Un verre ayant une composition convenable cristallise, en effet, d'autant mieux que son refroidissement est plus lent.

On conçoit donc pourquoi un bloc de granulite, porté à l'énorme température nécessaire pour le transformer en une ponce légère et refroidi brusquement par sa projection dans l'atmosphère, restera à l'état vitreux, tandis qu'un fragment de la même roche, englobé par une coulée de lave de la même éruption, pourra fondre non moins complètement, mais donnera un produit dont la cristallinité plus ou moins grande dépendra de la lenteur de son refroidissement qui est lié à celui de la roche volcanique.

Indifférence de la nature de la roche balsaltoïde enclavante sur les modifications subies par les enclaves. — La nature de la roche basaltoïde a peu d'influence sur les modifications subies par ses enclaves. En effet, parmi les conditions énumérées plus haut, dont dépendent la nature et l'intensité du métamorphisme de l'enclave, la température maximum à laquelle cette dernière a été portée et la vitesse du refroidissement (dans le cas des enclaves entourées par la lave) sont seules en dépendance avec la roche volcanique; elles dépendent non de sa composition, mais de sa température au moment de l'englobement. Les difié-

1. L'intensité des phénomènes calorifiques subis par les enclaves a été parfois très grande; c'est ainsi qu'à la Denise on trouve des blocs de gneiss Tondu atteignant un mètre cube.

rences existant entre la fusibilité des diverses roches basiques sont négligeables dans le cas qui nous occupe, car les enclaves ont été englobées dans tous les cas à une température supérieure à celle qui est nécessaire pour fondre la roche volcanique ou tout au moins pour la rendre plastique ; cette température, au moment de l'enclavement, peut être la même dans des éruptions de roches diilérentes. Toutes les roches volcaniques basaltoïdes ont été émises à une haute température à laquelle elles étaient très fluides I grâce à leur facile fusibilité : par suite de cette fluidité, le contact du magma fondu avec ses enclaves a pu toiijours être intime, c^est ce qui a permis la production des modifications chimiques effectuées à la périphérie des roches englobées.

Les phénomènes chimiques qui s^observent au contact d'un fragment de granité enclavé dans un basalte, une téphrite, une néphélinite ou un basalte mélilitique sont très analogues, parce que, généralement, il y a peu d*apport dans Tenclave de la part de la roche volcanique et que, lorsque cet apport a lieu, il consiste en ce que les divers magmas basiques ont de commun et non en ce qu'ils ont de différent. Il y a surtout apport de pyroxène, de spinellides, plus rarement de biolite, etc. Les différences qui peuvent être observées se rencontrent plutôt dans les phénomènes endomorphes subis par la roche volcanique ; encore sont-ils peu caractéristiques.

Modiûcations indépendantes de l'action chimique

du magna volcanique.

Ainsi que je Tai établi plus haut, ces modifications sont d'ordre physique. Les réactions chimiques pouvant se produire dans l'enclave résultent de l'action réciproque des produits de la fusion de ses éléments.

Modifications visibles sans le secowrs du microscope. — Quand une roche est englobée dans un magma à haute température ou arrachée des profondeurs par une grande explosion volcanique, elle peut subir des modifications dans sa cohésion et sa structure, visibles sans le secours du microscope; elle est généralement étonnée, ses éléments constitutifs sont disjoints. Ces phénomènes sont fréquents, et dans beaucoup de gisements, des blocs de gneiss ou de granité originellement très tenaces tombent en arènes au moindre choc du marteau (Denise) ^

Dans d'autres cas, au contraire, le phénomène inverse se produit; lorsque la fusion a commencé, le verre formé sert de ciment aux éléments intacts, et la roche devient beaucoup plus résistante qu'elle ne Tétait à Tétat normal. Tel est le cas des quartzites et des micaschites, englobés dans le basalte porphyroïde de Thiézac^ et surtout des enclaves de grès des roches basaltiques d'Allemagne 3; ces dernières deviennent parfois très dures (buchite, basaltjaspis) et présentent souvent une structure de retrait columnaire^ semblable à celle de la roche englobante^.

Quand la fusion est plus complète, l'enclave peut ôtre entièrement vitrifiée. Si cette fusion s'est efi'ectuée tranquillement, au sein d'une coulée par exemple, l'enclave est alors transformée en une masse analogue au verre à bouteille^. Lorsque la fusion s'est, au contraire, opérée dans la cheminée volcanique au milieu de gaz et de vapeurs,