III. — ORIGINE DES OOLITHES
Des oolithes sont actuellement en formation dans les sources chaudes de Carlsbad en Bohême, de Hamman-Meskoutine (Constantine, Algérie), de Mahatsinjo à Madagascar, etc.., sur les bords du Grand Lac Salé et de la Mer Rouge, dans les boues marines au large de la Floride et des I. Bahamas, etc. En ce qui concerne l’origine de ces colithes actuelles et celle des oolithes anciennes, deux théories sont en présence : la théorie organique qui voit dans les oolithes le résultat de l’activité d'organismes inférieurs appartenant au règne végétal ou animal, — la 2, qui tient pour purement accidentelle l’association des oolithes avec les organismes et fait appel à un phénomène de précipitation chimique que ses tenants expliquent du reste de manières diverses.
A. — Théorie inorganique.
1. — Précipitation du carbonate de calcium à partir d'eaux bicarbonatées.
a. — De ces deux théories, la seconde (théorie inorganique) est à la fois la première en date et la plus répandue.
Sir H, T. DE LA BECHE 7? (en 1851) expliquait la formation des sédiments oolithiques par un mouvement de va et vient en eaux bicar-
172. DE LA BECHE H. T. — The Geological Observer, London, 1851.
bonatées sursaturées, sous des climats chauds. Il faisait intervenir simultanément un phénomène d’évaporation, un appauvrissement du milieu en gaz carbonique provoqué par l’agitation des eaux et, comme conséquence, une précipitation du carbonate de calcium en solution.
Un peu plus tard (1888), SEELEY 1% reprenait cette conception en la généralisant. Pour lui, la grande majorité des sédiments oolithiques se forment par voie de précipitation chimique directe et probablement par évaporation de l’eau de mer en surface. La précipitation se serait faite sur des fragments de coquilles qui, en raison de leur poids, auraient fini par gagner le fond.
b. — Application aux oolithes des sources chaudes. — Cette hypothèse semble bien interpréter la formation actuelle des oolithes dans les sources chaudes. Dans certaines de ces sources, dont la température atteint parfois 90°, la vie n’est pas possible, ou du moins elle ne se manifeste pas — et, de ce fait, la question de la collaboration des organismes ne semble pas se poser. Par contre, ces eaux sont, certaines du moins, sursaturées de bicarbonates et leur sursaturation est fonction à la fois de leur température élevée et de la pression à laquelle elles sont soumises. Au griffon de la source, la température de l’eau s’abaissant et la pression atmosphérique étant plus faible que la pression supportée par ces eaux dans leur parcours souterrain, le bicarbonate en excès précipite sous forme de carbonate neutre autour de petits corps étrangers en suspension dans l’eau et qui servent d’autant de petits points d’attraction. Plus loin, là où les eaux sont moins agitées, il se forme des croûtes de carbonate de calcium et des travertins. C’est dans les griffons des sources chaudes bi-carbonatées de Madagascar que M. LACROIX a observé la formation d’oolithes molles. Ces oolithes, aussi longtemps qu’elles sont en suspension dans les eaux agitées de la source, sont constituées par un carbonate de calcium, différant par ses propriétés optiques et chimiques de l’aragonite et de la calcite, et auquel il a donné le nom de Ctypéite 174 A peine tombées sur le fond, ces oolithes de ctypéite se transformeraient en aragonite.
173. SEELEY H. G. — On the origin of oolitic texture in limestone rocks. — Rep. Brit. Assoc. Adv. Sci., Bath Meeting, 1888, pp. 674, 675.
174. Ce nom a été créé par M. LACROIX pour désigner une forme particulière. de carbonate de calcium qui constituait les pisolithes des sources thermales de Carlsbad en Bohême et de Hamman-Meskoutine (Constantine, Algérie).
Les pisolithes du gisement de Mahatsinjo (Madagascar) constituent des pseudomorphoses de ctypéite en calcite.
cf. LACROIX A. — Minéralogie de Madagascat (3 vol), Paris, Challamel, 1922-1923 ; vol. I, p. 288 sq; vol. II, p. 206 sq...
2. — Formation de carbonate de calcium par double substitution.
Mais, bien différentes sont les conditions de formation des oolithes marines et lacustres. Si les êtres vivants peuvent élaborer du carbonate de caicium aux dépens des sels de calcium de l’eau de mer, on ne s’étonnera pas, même dans les essais d’explication par pure précipitation chimique, de voir intervenir les organismes. Ceux-ci du reste n’interviendront qu’indirectement, comme agent constituant ou modifiant le milieu, en d’autres termes, comme agents permettant ou facilitant la précipitation du carbonate de calcium.
a. — LINCK, en 1903, reprenait la question des formations oolithiques du point de vue purement chimique ; à la suite d’une série d'expériences de laboratoire sur l’action du carbonate de sodium et du carbonate d’ammonium sur de l’eau de mer en milieu agité, sur l’action de ces mêmes carbonates sur une solution pure de sulfate de calcium etc, il établissait les principaux faits suivants :
«1) L'indice maximum de solubilité du carbonate de calcium dans l’eau de mer est environ 0,0191%.
2) Le carbonate de calcium qui peut se former aux dépens de l’eau de mer sursaturée en bicarbonate de calcium, précipite sous forme de calcite dans les climats tempérés ; sous les tropiques au contraire, suivant la saison de l’année et, par le fait même, la température de l’eau, il peut précipiter aussi sous la forme aragonite. Dans l’un et l’autre cas, il n’y a jamais formation de sphérolithes.
3) Le carbonate de calcium qui se forme par réaction du carbonate de sodium ou du carbonate d’ammonium sur le sulfate de calcium de l’eau de mer, prend sous les climats chauds et froids la forme aragonite ; la plupart du temps, il y a formation de sphérolithes.
4) De solutions de bicarbonate de calcium, pures de tout autre sel, le carbonate de calcium précipite sous forme de calcite dans les climats tempérés ; sous les climats tropicaux, suivant la saison de l’année et, par conséquent, la température de l’eau, il précipite à l’ordinaire sous la forme aragonite.
5) De solutions pures, chaudes (40° C.) ou froides (18° C.), de sulfate de calcium, le calcium est précipité par le carbonate de sodium et le carbonate d’ammonium sous la forme calcite.
6) De tout ceci, on peut déduire que la solubilité de l’aragonite est plus grande dans les solutions pures ou pauvres en sels étrangers, qu’elle est plus grande dans les solutions froides que dans les solutions chaudes. Il en va tout autrement de la calcite. Donc, à température égale, il se dissout plus de carbonate de calcium dans l’eau de mer qu’en
MAC 3 à (LEE
eau douce ; mais il peut se présenter des circonstances dans lesquelles aragonite et calcite soient également solubles et puissent se former simultanément.
7) Le carbonate de calcium et le sulfate de calcium sont moins solubles dans l’eau de mer que dans l’eau pure. » 175
Pour lui, le carbonate de calcium qui entre dans la constitution des oolithes proviendrait de la décomposition du sulfate en solution dans l’eau de mer et il explique le phénomène par une double substitution entre les carbonates de sodium et d’ammonium et le sulfate de calcium du milieu marin. Ces carbonates qui comptent parmi les plus puissants agents de précipitation du carbonate de calcium résulteraient de la décomposition des tissus animaux et végétaux sous des climats chauds où la vie est plus luxuriante et la destruction des êtres rapide, cette dernière circonstance l’emportant du reste de beaucoup sur la première 176,
LINCK ajoutait que, dans le cas de précipitation du carbonate de calcium par réaction des carbonates de sodium et d’ammonium sur le sulfate de calcium de l’eau de mer, il se forme toujours des balles d’aragonite, à structure fibro-radiaire ou concentrique. Il en conclut
175. «1. Die maximale Lôsungsfähigkeit des Seewassers für den kohlensauren Kalk ist etwa 0,0191% Ca CO3.
2. Das aus Calciumbicarbonat im Seewasser sich etwa bildende Calciumcarbonat wird, wenn die Lôslichkeïtsgrenze des letzteren überschritten ist, in gemässigten Klimaten stets als Kalkspath, in tropischen Klimaten dagegen je nach Jahreszeit bezw. Temperatur des Wassers auch als Aragonit abgeschieden. Sphärolithbildung findet dabei nicht statt.
3. Das aus dem Calciumsulfat des Seewassers mit Natrium- oder Ammoniumcarbonat niedergeschlagene Calciumcarbonat tritt in "wärmeren und kühleren Klimaten stets in der Modification des Aragonits und stets zum grôssten Teil in Form von Sphärolithen auf.
4. Aus sonst salzfreien Lôsungen von Calciumbicarbonat schlägt sich das Calciumcarbonat in gemässigten Klimaten stets als Kalkspath, in den Tropen, je nach Jahreszeit bezw. Temperatur des Wassers, meist als Aragonit nieder.
5. Aus sonst salzfreien Calciumsulfatlôsungen wird durch Natrium- bezw. Ammoniumcarbonat das Calcium in Wärme (40° C.) und Kälte (18° C.) als Kalkspath gefällt.
6. Dies beweist, dass die Lôslichkeit des Aragonits grôsser ist in salzarmen oder -freien Lôsungen als in salzreichen, dass sie grôsser ist in kälteren als in wärmeren Lôsungen. Der Kalkspath verhält sich genau umgekehrt. Es lôst infolgedessen bei gleicher Temperatur Seewasser mehr Calciumcarbonat auf als Süsswasser, aber es wird Umstände geben, unter denen Aragonit und Kalkspath im gleichen Masse lôslich sind, sich also auch gleichzeitig bilden kônnen.
7. Calciumcarbonat und Calciumsulfat sind im Seewasser leichter lôslich als in reinem Wasser ». Cf. LINCK G. — Die Bildung der Oolithe und Rogensteine. — Neues Jhb. für Min., Geol. und Pal., B. B. XVI, 1903, p. 506 et 507.
176. LINCK G. — Neues Jhb. für Min., Geol. und Pal., B. B. XVI, 1903, p. 509.
