III. — Enclaves de roches qaartsoleldspathiques

Les enclaves quartzofeldspathiques dans les roches basaltojides sont les plus nombreuses que j'ai eu l'occasion d* étudier, ce qui s'explique du reste, puisque ce sont les roches de ce groupe qui constituent le sous-sol de la région volcanique du Plateau Central de la France.

Au point de vue minéralogique, elles sont intéressantes en ce qu'elles contiennent souvent des minéraux inconnus en place dans le pays, comme le diaspore (Bournac, Murât), le corindon {environs du Puy, etc.), des minéraux ne se rencontrant ordinairement dans les roches de la région qu'en cristaux microscopiques (zircon des environs du Puy, etc.), ou en cristaux généralement moins intacts (cordiérite des environs du Puy).

Cette abondance de minéraux rares peut s'expliquer soit par l'existence de roches anciennes, exceptionnellement riches à ce point de vue dans le voisinage immédiat de la bouche volcanique qui les a amenés au jour, soit par l'enrichissement des enclaves en minéraux rares, grâce à la résistance de ces derniers à l'action de la chaleur et du magma volcanique.

L*étude comparative des enclaves des projections basaltiques et de celles des roches volcaniques en coulées montre que les roches quartzofeldspathiques, recueillies au milieu des scories rejetées dans les grandes explosions, sont beaucoup plus fondues que celles des tufs ordinaires et des roches compactes, mais en même temps les phénomènes de recristallisation y sont beaucoup moins intenses, en raison de leur refroidissement plus rapide.

Voyons quelles sont les modifications que Ton observe dans ces enclaves. Les minéraux qui les constituent s'attaquent dans leur ordre de fusibilité; par suite, le corindon, le zircon, la siilimanite, le diaspore restent intacts, la biotite et le grenat, au contraire, sont les deux éléments qui fondent les premiers. La biotite est généralement transformée en spinelles d'un jaune violacé ou vert, noyés dans un verre brun (St-Anthème, PL II, fig. 9). Us sont «oùvent accompagnés de cristanx d'faypersthène (Plantât, Denise) ou de siilimanite (Plantât), plus raremetit de côrdiérite (Espaly). Le grenat se transforme en hypersthène et en spinelle vert, affectant souvent des formes chondritiques, qui rappellent celles de l'enstatite des météorites (Espaly, le Puy).

Ces modifications s'observent souvent dans des enclaves dont lesfeldspaths ne présentent pas trace de fusion.

Dans le cas extrême, Tenclave est entièrement fondue, transformée soit (Denise) en une ponce légère, ne renfermant plus que les minéraux infusibles ou des traces des minérauxles moins fusibles (quartz, etc.), soit (Orgues d'Espaly, etc.) en une masse vitreuse verdâtre, rappelant parfois le verre à bouteille et tout à fait analogue aux tachylyte, et hydrotachylyte, qui ont été décrits plus haut comme produit de la fusion complète d'enclaves quartzeuses. Dans les lames mince», on constate que ce verre limpide ne présente souvent aucune trace de recristallisation.

Tous les intermédiaires se rencontrent entre cesenclaves entièrement fondues et les enclaves intactes.

Quand il est possible de suivre les diverses phases de la transformation, on voit tout d'abord les inclusions liquides du quartz se vider, les feldspatbs se charger d'une grande quantité d'inclusions gazeuses qui les rendent troubles. Ces inclusions peuvent parfois être remplies postérieurement par des liquides. Enfin dans le quartz et le feldspath se produisent des inclusions vitreuses.

Les clivages des feldspatbs s'ouvrent largement et ces minéraux s'égi*ènent en petits solides rectangulaires qui, peu à peu fondent en un verre incolore (Pardines, PI. III, fig. 12.) (Montaudou, PI. III, fig. 9). Plus rarement, on voit les feldspatbs fondre en laissant un squelette, affectant la forme des dents d'une scie (PI. II, fig. 2).

Quand le verre est très acide, quelles que soient les conditions de refroidissement, il ne se produit généralement aucun minéral récent ; on y observe des fissures de retrait rappelant celles des perlites. Rarement on voit apparaître de grands spbérolites troubles, négatifs en long, sphérolites feldspathiques tout à fait comparables à ceux des rhyolites (Denise, Murât, bords du Rhin, PI. II, fig. 3).

Quand la proportion de silice est moins grande, les feldspatbs recristallisent et là, de grandes variations peuvent être observées dans la forme des produits récents, non seulement dans des gisements différents, mais encore dans les enclaves d*une même coulée. Gela s'explique du reste, ces recristallisations dépendant non seulement de la composition chimique de la roche fondue, mais des conditions de refroidissement, variables avec la grosseur de l'enclave, sa position dans la coulée, etc.

Lorsqu'il reste des fragments anciens, le feldspath

récent vient s'orienter sur lui, formant généralement de longues baguettes dentelées, fourchues, extrêmement variables de formes (Voy. PI. II, fig. 6, 7 et 12, et Pi. III, fig. 6 et 8). Il peut se distinguer des cristaux anciens, grâce à sa limpidité et aux divers minéraux récents qu^il englobe.

Dans d'autres cas, les feldspaths récents forment des cristaux indépendants, généralement allongés suivant Taréte p g^ (001) (010), souvent creux et montrant des sections transversales carrées (PI. III, fig. 2) plus ou moins perpendiculaires à la bissectrice négative (ces feldspaths appartiennent généralement à des types acides). Les cristaux s'enchevêtrent parfois, simulant en petit la structure des diabases (Prudelles, Chaux-Montgros). Dans quelques cas (Prudelles), il existe des cristaux de feldspath de plusieurs dimensions et la partie recristallisée affecte la forme d'une roche volcanique à deux temps de consolidation. Enfin souvent, la zone recristallisée est franchement microlitique ou prend une structure variolitique (PI. III, fig. 1).

D'auti*es fois, les feldspaths récents ont la forme de trémies (PL II, fig. 5 et PI. III, fig. 1 1), ou forment de grands sphérolites composés de cristaux bien individualisés se groupant presque toujours autour d'un fragment ancien [Espaly (PI. IIl, fig. 8); Thiézac, Winfeld (PI. II, fig. 3)]. Plus rarement en£n, j'ai observé des recristallisations feldspathiques confuses à la façon de celles de la pâte de certains trachytes ; elles se rencontrent surtout dans les enclaves très acides (PI. II, fig. 4 et il).

Ces recristallisations feldspathiques sont parfois sufiBsamment abondantes pour donner lieu à une roche entièrement cristallisée, mais le plus souvent il reste une quantité plus ou moins grande de verre parfois riche en cristallites pyroxéniques ou micacés (Puy de Boueix, PI. III, fig. 9).

On y rencontre en outre des spinelles, de l'hypersthëne, de la sillimanite, provenant de la transformation du mica et du grenat, décrite plus haut, ou formés directement dans le verre ; enfin il se produit de l'augite au contact de Tenclave et de la roche volcanique.

En général, le contact des deux roches est net, très cristallin du coté de l'enclave dont les feldspaths cristallisent largement, s'appuyant sur la surface de séparation et englobant eu abondance de laugite en microlites ou en cristaux dendritiques (Gordeloup, Laach, PI. If, fig. 8), des palmes d'ilménite violacée, des lamelles de biotite ou des cristallites de magnétite.

L'influence du basalte au contact est accusée par la basicité plus grande du feldspath de l'enclave, le développement de Taugite. Celle-ci est généralement plus sodique que celle de la roche volcanique, elle se transforme à sa périphérie en œgyrine verte (Prudclles, Lastic, Petei^berg, etc.). LorsquMl subsiste des grains de quartz, c'est autour d'eux que se rencontre laugite, comme cela a lieu dans les enclaves exclusivement quartzeuses des roches basaltoldes.

Dans quelques cas plus rares, Tenclave fuse dans le basalte, se mélange à lui (Montaudou, Puy de Plantât, Dorgali, PI. II, fig. 4). La roche volcanique perd son pyroxène, son olivinfi ; son feldspath devient plus acide, il s'oriente postérieurement sur les fragments de l'enclave.

Enfin, plus rarement encore, on voit se développer dans l'enclave fondue, de la cordiérite avec spinelle ; cela a lieu toujours dans des enclaves très acides, modifiées par introduction de très peu de verre basaltique. On se trouve alors ramené aux conditions, étudiées dans le paragraphe P"*, à l'occasion de la formation du même minéral dans les enclaves quartzeuses. Le verre est trop acide pour donner

du feldspath et suffisamment magnésien et ferrugineux pour laisser déposer de la cordiérite.

Notons en terminant que, dans plusieurs échantillons, j'ai vu la roche volcanique se modifier au contact immé* diat de l'enclave, une néphélinUe (Bertrichj se charger de grandes plages de feldspath, une andésite (lac de Laach) prendre également du feldspath possédant une structure différente de celle du feldspath normal de la ruche et d'une façon plus générale, des basaltes labradoriques devenir andésitiques ^ sur quelques millimètres.

En résumé, les modifications subies par les enclaves quartzofeldspathiques dans les roches basai toîdes consistent en une fusion plus ou moins complète, accompagnée, quand les circonstances de gisement le permettent, de recristallisation du verre résultant de cette fusion. L'action de la roche volcanique est généralement légère et ne se fait sentir qu'au contact immédiat de l'enclave.

Les recristallisations présentent beaucoup de variétés locales, mais se produisent toujours de la même façon par simple fusion.

Notons, en dernier lieu, que le verre résultant de la fusion des enclaves de ce groupe est un lieu d'élection des zéolites et particulièrement de la christiaiiite et que dans quelques gisements {région du lac de Laach, etc.), les enclaves en partie résorbées sont séparées de la roche volcanique par des cavités plus ou moins grandes, que tapissent de nombreux cristaux récents (quartz, feldspath, pyroxène), tout à fait identiques à ceux qui ont été décrits, page 30, dans les enclaves exclusivement quartzeuses des mêmes régions.

Plateau Central de la France. — Le sous<sol du Plateau Central de la France étant principalement formé

On y rencontre en outre des spinelles, de l'hypersthëne, de la sillimanitei provenant de la transformation du mica et du grenat, décrite plus haut, ou formés directement dans le verre ; enfin il se produit de Taugite au contact de Tenclave et de la roche volcanique.

En général, le contact des deux roches est net, très cristallin du coté de Tenclave dont les feldspaths cristallisent largement, s'appuyant sur la surface de séparation et englobant en abondance de Taugite en microlites ou en cristaux dendritiques (Gordeloup, Laach, PI. If, fig. 8), des palmes d'ilménite violacée, des lamelles de biotite ou des cristallites de magnétite.

L'influence du basalte au contact est accusée par la basicité plus grande du feldspath de Tenclave, le développement de Taugite. Celle-ci est généralement plus sodique que celle de la roche volcanique, elle se transforme à sa périphérie en œgyrine verte (Prudelles, Lastic, Petersberg, etc.). Lorsqu'il subsiste des grains de quartz, c'est autour d'eux que se rencontre l'augite, comme cela a lieu dans les enclaves exclusivement quartzeuses des roches basaltoldes.

Dans quelques cas plus rares, l'enclave fuse dans le basalte, se mélange à lui (Montaudou, Puy de Plantât, Dorgali, PI. II, fig. 4). La roche volcanique perd son pyroxène, son divine; son feldspath devient plus acide, il s'oriente postérieurement sur les fragments de l'enclave.

Enfin, plus rarement encore, on voit se développer dans l'enclave fondue, de la cordiérite avec spinelle; cela a lieu toujours dans des enclaves très acides, modifiées par introduction de très peu de verre basaltique. On se trouve alors ramené aux conditions, étudiées dans le paragraphe P^ à l'occasion de la formation du même minéral dans les enclaves quartzeuses. Le verre est trop acide pour donner

du feldspath et sufBsamment magnésien et ferrugineux pour laisser déposer de la cordiérite.

Notons en terminant que, dans plusieurs échantillons, j'ai vu la roche volcanique se modifier au contact immédiat de Tenclave, une néphélinite (Bertrichj se charger de grandes plages de feldspath, une andésite (lac de Laach) prendre également du feldspath possédant une structure différente de celle du feldspath normal de la roche et d'une façon plus générale, des basalles làbradorique^ devenir andésitiques^ sur quelques millimètres.

En résumé, les modifications subies par les enclaves quartzofeldspathiques dans les roches basaltoïdes consistent en une fusion plus ou moins complète, accompagnée, quand les circonstances de gisement le permettent, de recristallisation du verre résultant de cette fusion. L'action de la roche volcanique est généralement légère et ne se fait sentir qu'au contact immédiat de l'enclave.

Les recristallisations présentent beaucoup de variétés locales, mais se produisent toujours de la même façon par simple fusion.

Notons, en dernier lieu, que le verre résultant de la fusion des enclaves de ce groupe est un lieu d'élection des zéolites et particulièrement de la christiaiiite et que dans quelques gisements {région du lac de Laach, etc.), les enclaves en partie résorbées sont séparées de la roche volcanique par des cavités plus ou moins grandes, que tapissent de nombreuxcristauz récents (quartz, feldspath, pyroxène), tout à fait identiques à ceux qui ont été décrits, page 30, dans les enclaves exclusivement quartzeuses des mêmes régions.

Plateau Central de la France. — Le sous-sol du Plateau Central de la France étant principalement formé

par des gneiss et des roches granitiques, ce sont surtout ces roches que Ton rencontre en enclaves dans les produits volcaniques de cette région.

Dans les basaltes, on les trouve aussi bien dans les produits de projection que dans les laves en coulées, bien que, dans ces dernières, elles deviennent d'autant plus rares que Ton s'éloigne davantage du point d'émission de la lave. Dans de nombreux points où je n'ai pas constaté Tezistence d'enclaves macroscopiques, l'emploi du microscope permet de distinguer des traces d'enclaves microscopiques en partie résorbées par le magma basaltique.

J'ai déjà décrit plusieurs d'entre elles S mais depuis lors, j'ai recueilli de très nombreux matériaux nouveaux qui me permettent d'apporter plus de détails dans cette étude.

Je passerai successivement en revue divers gisements du Puy-de-Dôme {Chaîne des Puys, Mont^Dore), du Cantal, de la Haute-Loire [Velay] et de l'Ardèche {Coirons). Il serait facile de multiplier à l'infini les exemples; ceux qui sont décrits ici sont suffisants pour l'étude générale que je me propose de faire.

Je rappellerai que les basaltes du Plateau Central sont des basaltes feldspathiques ^, plus ou moins riches en feldspath triclinique microlitique et passant parfois à des limburgites; quelques types renferment de grands cristaux de feldspath du premier temps de consolidation et ofirent en outre la structure ophitique; d'autres possèdent de grands cristaux porphyriques d'olivine et d'augite [basalte

1. Bull, des services de la Carte géoL de la France ^ n* 11. t. II, p. 27, 1890 et Bull. Soc.géoL, 3« série, t. XVIII, p. 874, et pi. XXVII, 1889-90.

2. Depuis que ce mémoire est rédigé, j'ai découvert au Puy de Saint- Sandoux (Puy-de-Ddme) une néphélinite (avec accidents doiéritiques), renfermant l'enclave décrite plus loin. Cette néphélinite est la première qui ait été jusqu'à ce jour signalée dans le Plateau Central de la France.

porphyroïdé). Les andésites dont les enclaves sont décrites dans ce chapitre sont des andésites augitiques^ possédant généralement une couleur foncée et une analogie plus ou moins grande de caractères extérieurs avec les roches basaltiques.

Puy-de-Dôme, a) Enclaves dans les scories basaltiques. — Chuquet Genestoux. — Une petite carrière est ouverte dans les scories basaltiques du Ghuquet-Genestoux , au pied du Puy-de-Dôme. Elles sont très riches en fragments de granité et de gneiss, atteignant parfois de très grandes dimensions. Ils sont en général fondus à leur surface et recouverts d'un enduit de verre leur donnant un aspect vernissé.

Quelques-unes de ces enclaves sont intérieurement fondues, et présentent alors les phénomènes décrits plus loin au sujet des enclaves de Denise. En général, les recristallisations sont peu nombreuses. Le mica est parfois transformé en produits ferrugineux sans formes nettes ou en agrégats de spinelle. Dans un échantillon pénétré de verre basaltique brunâtre, le quartz est entouré d'une couronne d*augite. Dans un autre, où le feldspath est en partie démoli, j*ai observé de nombreux petits microlites d augite d'un beau jaune d'or. Cette couleur est due à des actions secondaires qui ont également agi de la même façon sur les microlites d'une andésite que j'ai recueillie en enclave dans la même carrière.

Gravenoire. — Les scories basaltiques et les basaltes de Gravenoire, près Glermont, renferment de nombreuses enclaves granitiques. Celles qui proviennent des scories présentent les mêmes phénomènes de fusion qu'au Chuquet Genestoux. Celles qui sont englobées par le basalte massif rappellent davantage les enclaves modifiées du Puy de Plantât (voir plus loin). Les fragments anciens en voie

de fusion sont cimentés par des feldspaths récents, cristallisant BOUS forme microlitique ou plus souvent sous une forme confuse rappelant la pâte de quelques trachytes du Mont-Dore. Çà et là s'observent des feldspaths en trémies. J'ai recueilli à Gravenoire des échantillons formés par un véritable sable granitique cimenté par le basalte ; celuici appartient au type riche en grands cristaux de labrador.

Pariou. Une bombe basaltique provenant du Pariou m'a été remise par M. Gautier. Elle renferme une enclave granitique en partie fondue en un verre incolore. Je n'y ai pas observé de phénomènes de recristallisation.

b) Enclaves dans les tufs basaltiques {pépérites). — L ori* gine des pépérites du Puy-de-Dôme est très obscure. L'état de la question a été récemment exposé . par M. Michel Lévy ^ Les unes sont à l'évidence le résultat de l'intrusion de roches basaltiques dans les terrains meubles, tandis que les auti*es, stratifiées, sont vraisemblablement des tufs de projections basaltiques. M. Gautier, qui poursuit depuis longtemps un travail sur cette question, m'a communiqué quelques enclaves, recueillies par lui. dans ces dernières pépérites.

D'une façon générale, les pépérites sont constituées par de petits grains de verre basique brun, riches en microlites d'augite, en grands cristaux d'augite et d'olivine (ces derniers plus ou moins altérés et calcifiés) : des produits chloriteux abondent. Ces grains tachylitiques, mélangés à des fragments de calcaire, à des débris de roches granitiques sont cimentés soit par du verre, soit par de la calcite.

Souvent, le verre tachylitique renferme lui-même des enclaves de quartz et de feldspath qui se comportent comme celles des basaltes massifs (Ghaux-Montgros).