CHAPITRE III

De toutes parts les régions superficielles du sol nous procurent le spectacle de productions minérales. Beaucoup de sources froides s'entourent de dépôts qui résultent simplement de leur évaporation, et c'est ainsi par exemple qu'auprès de Paris des eaux séléniteuses déposent des croûtes de gypse et que des sources salées, au moins quand les circonstances sont favorables, laissent cristalliser du chlorure de sodium. On conserve au Muséum une poutre recouverte de gros cubes de sel marin et qui provient de la mine de Dieuze, en Lorraine.

Par la perte de Tacide carbonique surabondant, d'autres reproduisent les phénomènes d'incrustation déjà mentionnés pour les thermes, avec cette différence principale qu'ici c'est la calcite qui le plus souvent se dépose au lieu et à la place de l'aragonite. Les tufs de cette catégorie sont très fréquents dans toutes les localités calcaires; ils atteignent souvent des dimensions considérables. On sait que le même phénomène se traduit dans les cavernes par la constitution des stalactites et des stalagmites. Dans les cavernes très étroites, simples iissurcs ou crevasses, le produit qui remplit rapidement la solution de continuité se présente comme une veine cristalline et éclaire ainsi par l'observation actuelle l'origine des parties blanches et spathiques des marbres, ainsi que celle des onyx. Entre les grains des sables, c'est encore le même phéno mène de précipitation qui amène la constitution des grès à ciment calcaire.

Les eaux aérées déterminent sous nos yeux la production de certaines espèces minérales par voie d'oxydation. C'est surtout à

l'histoire du fer que le fait procure une contribution. La glauconie, de noire devient verte, puis rouge ; la pyrite se résout en limonite.

A la première métamorphose se rattache toute Thistoire des rubéfactions superficielles sur laquelle Fournet a d'abord appelé l'attention et qui récemment a été étudiée en détail par M. Van den Brœck et par d'autres géologues.

« Dans certaines roches contenant des silicates ferreux, tels que la glauconie, dit le savant belge \ l'oxydation des matières, par suite de rinfiltration des eaux météoriques, met en liberté l'oxyde ferrique qui, s'infiltrant avec l'eau dans loute la masse du dépôt, colore celui-ci de diverses manières d'après le degré d'altération et la quantité des sels ferreux. Ce phénomène s'observe souvent dans les dépôts meubles et perméables très riches en éléments glauconieux, tels, par exemple, que la plupart des couches tertiaires de la Belgique. Ce cas se présente encore dans divers dépôts quaternaires, en Belgique, en France, etc. *, et en général dans les couches calcarifères contenant des éléments ferreux. L'oxyde ferrique mis en liberté et s'infiltrant dans les dépôts meubles est parfois assez abondant pour donner naissance à des phénomènes de concrétionnement, d'agglutination, etc. Il se forme alors des géodes limonileuses, de véritables grès ferrugineux, parfois assez riches pour être traités comme minerais. Les grès ferrugineux exploités dans quelques localités de la Campine n'ont pas d'autre origine ; c'est le résultat de la décomposition, par suite d'infiltration, de la glauconie des sables sous-jacents tantôt en place et pliocènes, tantôt remaniés et quaternaires. Le ciment ferrugineux, résultat de la décomposition de la glauconie et des sels ferreux des dépôts calcaires, peut également agglutiner des galets et former ainsi des poudingues récents ^ »

* Mémoires sur les jihénomenes d'altération des dépôts superficiels ^ etc., p. 21, Bruxelles, 1881.

* L'auteur aurait pu citer également les épais dépôts de sables glauconifères de réocène inférieur des départements de TOise et de TAisne, où les faits dont il s'agit sont Tisibles à chaque pas. (S. M.)

* La production du grès ferrugineux associé à ValioSf si connu dans les Landes, se rattache aussi aux infiltrations d'origine superficielle. (Voir une note de M, Faye, Comptes rendus, t. LXXI, p. 245, 1870. (S. M.)

La transformation de la pyrite en limonite, sous Tinfluence des eaux aérées, se constate aussi de toutes parts et avec des caractères tout à fait analogues aux précédents. C'est à elle qu*il faut certainement rapporter ce fait si fréquent que des formations unies par tous leurs caractères, se scindent pour ainsi dire en deux niveaux superposés dont l'inférieur est bleu, coloré souvent par le fer sulfuré, ainsi qu'Ebelmen Ta directement constaté, tandis que le supérieur est jaune ou jaunâtre, coloré par la limonite.

Ainsi, comme M. Vezian le fait remarquer dans son Prodrome de géologie^ en Franche-Comté, les marnes bleues du terrain oxfordien supportent le terrain à chailles qui est roux. De même, le terrain miocène des bords de la Méditerranée se divise en deux étages : le bleu est affecté plus spécialement à Tétage miocène inférieur, et le jaune à Tétage miocène supérieur. Dans le bassin de la Gironde, les faluns jaunes se placent au-dessus des faluns bleus. Le terrain subapennin des bords de la Méditerranée débute par une puissante masse de marnes bleues au-dessus desquelles viennent des sables quartzeux jaunâtres. En Suisse comme en Ecosse, un dépôt glaciaire jaune recouvre un dépôt d'argile bleue ; et dans les pans de l'Afrique du Sud le sable diamantifère jaune vers les affleurements \jjellow groiind) est constamment bleu en profondeur (blue growid). Enfin on citera encore à cette même occasion un fait d'observation facile aux portes mêmes de Paris. Il s'agit des marnes bleues qui accompagnent le gypse et qui sont traver* sées en sens divers de fines fissures. Or, on reconnaît que, le long de ces fissures, c'est-à-dire là où l'air et les eaux aérées ont pu pénétrer, la roche a perdu sa couleur bleue et est devenue jaune.

En bien des régions, l'oxydation de la pyrite de fer donne lieu non seulement au dépôt de la limonite, mais à la minéralisation de sources qui peuvent être appliquées à la thérapeutique. Les sources d'Auteuil sont alimentées par des infiltrations qui vont se charger de sulfate de fer au contact du fer sulfuré disséminé dans l'argile plastique. Dans les Ardennes, les schistes phylladi-* formes du Laifour fournissent une source à saveur d'encre très marquée et dont les abords se signalent par la nuance rougeâtre de la limonite fraîchement déposée. Un grand nombre de sources ferrugineuses froides ont la même origine.

La quantité de limonite ainsi produite est assez grande pour donner lieu à des gttes exploitables et certainement une partie du fer des prairies, des marais, etc., est produite par la réaction dont il s'agit. Il faut ajouter qu une autre partie, mais certainement moindre, peut Otre rattachée à certains phénomènes de physiologie végétale.

Les eaux aérées trouvent à s'employer d'une façon particulièrement efficace à Taffleurement des filons métallifères et dans cette situation elles procèdent à Télaboration d'une foule d'espèces minérales. Ainsi les filons de pyrite de fer sont couronnés d'un « chapeau » de limonite dont l'origine n'est pas douteuse. Les filons d'argent ont le chapeau rouge, que les mineurs américains appellent joaco^; les filons de cuivre sulfuré sont, vers l'affleurement, composés de malachite et d'azurite ; ceux de plomb par de la cérusite et de l'anglésite. Les sels métalliques solubles, en s'infiltrant dans les parties basses, peuvent réagir sur les sulfures et engendrer des espèces nouvelles* ou sur les roches encaissantes et déterminer de vraies épigénies, par exemple celle du gypse aux dépens du calcaire et bien d'autres.

Comme contre-partie de ces oxydations, on peut enregistrer des réductions opérées dans le sein des roches sous Tinfluence de matières organiques qui se brûlent lentement. Nul doute que le sulfure de calcium et l'hydrogène sulfuré qui donnent leurs qualités aux eaux d'Enghien ne résultent de la réduction du gypse ou sulfate de chaux par des matières végétales associées aux masses éocènes sous la forme de débris ligniteux.

M. Ed. P alla a signalé^ la formation actuelle de la marcassile par pseudomorphose de débris végétaux dans un marais de Marienbad, dont les eaux et le fond sont riches en sulfate de fer.

Dans le bassin des mers et sur leurs bords des productions minérales ont également lieu en grand nombre. On doit y rattacher la cristallisation du sel gemme dans les points où des portions d'eau subissent une évapora tion avancée.

La mer Morte, les lacs d'Ourmiah, d'Elton et de Van, en Asie, le grand lac salé de l'Utah, en Amérique, doivent être cités à cette

* Voir plus loin les expériences à cet égard, dans le troisième livre du présent ouvrage.

• Neues Jahrhuch fUr Minéralogie, I" volume de 1887, p. 5.

occ asion. Ainsi, le litdu lac d'EIton consiste en puissantes assises de sel, auxquelles vient chaque année s'ajouter un nouveau sédiment. En hiver, les ruisseaux qui débouchent dans ce petit bassin fermé apportent une certaine quantité de saumure qui s'évapore ensuite pendant les chaleurs, en laissant sur le sol une couche de cristaux de plusieurs centimètres d'épaisseur. En été, lorsque les plages restent à découvert, on les voit s'étendre à perte de vue comme un immense champ de neige. Tous les ans, on extrait du lac d'Elton plus d'un million de quintaux métriques de sel, et cependant la teneur de ses eaux n'a point diminué d'une manière appréciable*.

En étudiant ces faits, on constate qu'il est accompagné ou précédé plutôt de la cristallisation du sulfate de chaux hydratée ou gypse et de sulfate de magnésie^ parfois aussi à celle du calcaire.

D'après M. Baret ', le gypse occupe dans les marais salants de Batz (Loire-Inférieure) une surface considérable, plusieurs centaines de mètres carrés, et peut-être beaucoup plus. Ce gypse affecfe généralement la forme lenticulaire; la grosseur des cristaux, qui est assez variée, ne dépasse pas 3 à 4 centimètres; les macles sont nombreuses, les groupes de cristaux pèsent parfois 8 à dO kilogrammes.

Dans la mer des Antilles, les floti^ sont à 32'' et déposent en abondance par évaporation le calcaire qu'ils dissolvent. Celui-ci cimente le sable des grèves et donne lieu rapidement à des roches aussi dures que nos meilleures pierres de construction. Sur les côtes de l'Ascension, Darwin a trouvé un de ces calcaires dont la densité, égale à 2,63, est analogue à celle du marbre de Carrare. En plusieurs endroits de la Côte Ferme, on exploite activement des carrières de ces pierres marines pour les constructions, et les excavations sont promptement remplies par de nouveaux matériaux. Les nègres donnent à ces roches qui semblent renaître d'elles-mêmes le nom de Maçonne-Bon-Dieu. Sur les rives de la mer Rouge, les blocs de roche apportés par les torrents sont en quelques semaines

* E. Reclus. La Terre, t. I, p. 581, 1808.

* TiKTZE. Théorie der Enfsfehunr/ (ter Salzsleppent Jahrbuch dcr KK« geolozischen Reichsanstaldt, t. XXVII, 4* l'ascic, i). 360, 1877.

» Bulletin de la Société de Minérahfjie, t. XI, p. 295, 1888.

compris dans un solide conglomérat. Le calcaire de précipitation qui cimente ces roches de formation actuelles empâte en même temps tous les objets que le sable peut contenir et, entre autres, des armes, des ustensiles et même des os humains. On connaît le célèbre squelette de Caraïbe, exposé au British Muséum et figuré partout, qui fut pris d'abord pour celui d'un homme fossile. La constatation de son origine récente fournit même une arme aux adversaires de l'ancienneté de l'homme et retarda par conséquent l'admission, dans la science, d'une des découvertes les plus intéressantes.

Dans les mers moins chaudes, le même phénomène se reproduit encore quelquefois, bien que sur une échelle moins grande. Par exemple, sur les côtes septentrionales de la Sicile, les eaux à 18 degrés déposent entre les galets du littoral un ciment calcaire qui les convertit en poudingues. On peut en voir de très beaux spécimens au Muséum. Sur la côte française elle-même de la Méditerranée, des faits analogues se développent; des calcaires coquillers et sableux de cimentalion actuelle peuvent être recueillis dans maintes localités et le Muséum de Montpellier conserve une pièce de canon recouverte d'incrustation calcaire. Enfin, de plus en plus rare vers le nord, le phénomène a lieu encore dans l'Atlantique, à Royan et même dans la mer du Nord, à Elseneur, où des pierres contiennent d'anciennes monnaies danoises.

Il faut noter, d'ailleurs, que la matière à laquelle donne lieu l'évaporation de la mer n'est pas toujours du calcaire pur. Sur nos côtes méditerranéennes, c'est fréquemment une substance ayant l'apparence et l'éclat d'un verre silicate ainsi qu'on peut le voir sur des échantillons déposés au Muséum par M. Stanislas Meunier qui les a recueillis dans les célèbres grottes de Menton. On lui a donné le nom de pélagosite, et S. Cloez ^ y a trouvé, avec 92 p. dOO de calcite, 1,22 de silice, 0,71 de matière organique et 4,56 d'eau.

Au bord des grands lacs salés, on voit souvent se précipiter avec la chaux carbonatée une plus ou moins grande quantité de carbonate de magnésie. A la mer Morte, le gypse abonde avec le bitume

* Bulletin de la Société géologique de France, 3* série, t. VI, p. 84.

et au grand lac salé de TUtah le calcaire en oolithes très remarquables.

L'acide carbonique contenu dans les eaux de pluie peut déterminer la production de certaines espèces minérales, avant tout, de celle des argiles aux dépens des roches feldspathiques. Dans son beau Mémoire intitulé : Recherches sur les produits de la décomposition des espèces minérales de la famille des silicates^, Ebelmen a étudié cette question d'une manière très générale. En comparant dans leur ensemble la composition chimique des roches ignées et celles des terrains stratifiés, on voit que, dans les premières, toutes les bases se trouvent au même état de combinaison, tandis que dans les formations sédimentaires on retrouve à la vérité les mômes éléments, mais à des états de groupement beaucoup plus simples; et le mode de combinaison, au lieu d'être uniforme pour toutes les bases, est essentiellement variable d'une base à l'autre, suivant Ténergie des affinités de chacune d'elles. , Après avoir indiqué l'état et les combinaisons de la silice, de la chaux, de la magnésie, du fer et du manganèse dans les dépôts aqueux, l'auteur fait voir que ces derniers renferment tous les éléments des roches ignées et, de plus, des acides qui n existaient dans celles-ci qu'en faible proportion. « Or, dit-il, si les terrains de sédiment avaient été produits par une simple désagrégation des roches d'origine ignée, il est évident qu'on retrouverait dans les roches arénacées, les argiles par exemple, les mômes éléments que dans les premières, dans les mômes proportions et dans le môme état de combinaison. Or, les argiles sont de véritables combinaisons, en proportions variables, de silice, d'alumine et d'eau et elles possèdent des qualités physiques et chimiques fort différentes de celles qui appartiennent aux silicates des roches ignées. Nous sommes donc en droit d'en conclure que la destruction de cellesci a été accompagnée, dans la plupart des cas, de la décomposition des minéraux qui les constituaient. )>

Ebelmen, examinant les minéraux et les roches dans leurs altérations, puis cherchant quelles sont les modifications qu'ils ont subies dans leurs éléments constituants depuis l'état parfait

• Ann. des Mines, 4" sérief t. VII, p. 1, 1845. — Comptes rendus, t. XX, p. 1415, 1845.

jusqu^à une entière décomposition des silicates par les agents atmosphériques, arrive à reconnaître :

1^ Que dans la décomposition des silicates contenant de la chaux , de la magnésie, des protoxydes de fer et de manganèse, sans alumine, on trouve constamment que la silice, la chaux et la magnésie tendent a disparaître complètement par le fait de la décomposition. Mais tantôt le fer et le manganèse restent dans le résidu à un état d*oxydation supérieur au protoxyde (bisilicate de manganèse, bustamite), tantôt ils disparaissent comme les autres bases (péridot, augite du basalte d'Auvergne) ;

2'' Que , dans la décomposition des silicates contenant de Talumine et des alcalis avec ou sans autres bases, l'expérience prouve que Falumine se rencontre dans le produit de la décomposition en retenant une portion de la silice et en fixant une certaine quantité d'eau, et que les autres bases sont entraînées avec une grande partie de la silice. Le produit iinal de la décomposition se rapproche de plus en plus d'un silicate d'alumine hydraté. Ce principe comprend, comme cas particulier, la décomposition du feldspath et sa transformation en kaolin.

Kerthier, Forchharamer, Alex. Brongniart, Malagutti expliquaient la décomposition du feldspath par le dédoublement de sa molécule en silicate alcalin entraîné par Teau et en silicate d*alumine demeurant comme résidu. La soustraction de la silice avait été considérée comme la conséquence de la présence de Talcali ; mais Ebelmen a fait voir que les silicates sans alcalis peuvent perdre leur silice aussi facilement et plus complètement même que les feldspaths. Aussi attribue-t-il Tentrainement de la silice, à sa solubilité, à l'état naissant, dans Teau pure ou chargée (Facide carbonique. Il démontre ensuite les diverses circonstances du phénomène et prouve que, quant à l'alumine, qui n'est soluble )ii dans l'eau pure, ni dans Teau chargée d'acide carbonique, elle forme le résidu insoluble de la décomposition en retenant une certaine quantité de silice pour constituer une argile.

Passant aux actions chimiques auxquelles on peut attribuer la décomposition des silicates, il rappelle Topinion de Fournet* et

* Annales de chimie et de physiqne^i, VI, p. 217, 1834.

pense qu'en effet Tacide carbonique et Toxygène peuvent produire la décomposition des silicates, et il fait remarquer que de ces actions, il doit résulter des sels solubles que les eaux entraîneront dans le réservoir commun. 11 se formera des carbonates terreux, des argiles et des grès de composition infiniment variée quant à la proportion des éléments qui les constituent.

Enfin, Fauteur termine par Texamen des relations qui existent entre les altérations des silicates et la composition de Tair atmosphérique, ainsi que par celui des causes générales qui tendent à modifier cette composition.

Il importe d'ajouter que, dans maintes circonstances, la production actuelle des argiles par Tattaque des feldspaths soumis à Faction des eaux météoriques est extrêmement active. < Dans les carrières ouvertes depuis un petit nombre d'années , dit d'Aubuisson \ les minéralogistes ont souvent bien de la peine à pouvoir prendre un échantillon de granit assez frais pour pouvoir être conservé dans leurs cabinets. Dans un chemin creux, ouvert à Taide de la poudre depuis six ans, j*ai vu des granits entièrement décomposés jusqu'à trois pouces de la surface. La profondeur à laquelle se fait sentir la décomposition est quelquefois de plusieurs pieds. Dans quelques terrains granitiques de l'Auvergne, du Vivarais, des Pyrénées-Orientales, etc., etc., on croit fréquemment être sur de grands tas de gravier , tant la décomposition y est complète et profonde. »

Des blocs de granit enfouis dans un sol humide s'altèrent très rapidement : témoins les meules en granit kaolinisé rencontrées dans les fouilles d'Alise Sainte-Reine et datant du temps de Jules César. Becquerel a signalé la kaolinisation du granit de la cathédrale de Limoges*.

Dans leur beau Mémoire sur les roches plutoniennes de la Belgique et de l'Ardenne française, MM. de la Vallée Poussin et Renard ont étudié avec attention la kaolinisation du porphyre de Quenast. « Une curieuse circonstance , disent-ils ', c'est que le degré d'altération des blocs et des sphéroïdes superficiels des car-

* Traité de géognosie, t. I, p. 144, 1819,

* Bull, de la Soc, des sciences naturelles, 20 déc. 1833. « P. 5 (en note), in-4", Braxelles, 1876.

rières de Qiienast dépend avant tout de l'épaisseur des couches meubles et argileuses qui les surmontent. En dessous de 4 à 5 mètres de sable et d'argile ils peuvent être exploités avec avantage. Contrairement à ce que dit M. d'Omalius', cette roche subit donc fortement les actions atmosphériques actuelles, »

On pourrait multiplier indéfîniment les exemples analogues de production contemporaine d'argile, non seulement à Taide des roches granitiques, mais aussi à l'aide des schistes anciens'.

C'est à des faits du môme ordre qu'il faut rattacher la genèse de lalimonite ou hydrate ferriqueaux dépens des massifs d'oligiste ou de sidérose sur lesquels peut s'exercer longtemps l'activité chimique de l'atmosphère.

Des précipitations sous-marines donnent lieu à la production de diverses espèces minérales contemporaines, parmi lesquelles l'une des plus intéressantes est certainement la substance noirâtre, signalée à la suite des sondages dans les abîmes pélagiques et qui porte maintenant le nom anglais, devenu cosmopolite, de wad^ mais où figurent aussi des argiles spéciales et même, d'après quelques observateurs, des zéolithes (christianite) parfaitement cristallisées.

L'argile dont il s'agit se signale, avant tout, par sa couleur rouge et elle constitue, d'après MM. 'Murrayet Renard', un trait tout à fait caractéristique des grands fonds. D'après ces géologues, cette argile est un produit direct de l'altération des roches basiques qui tapissent le fond de la mer, telles que la hyalomélane et la tachylite, qui sont des verres volcaniques. « Malgré la basse température qui règne sur le lit de l'océan, ajoutent-ils, ces réactions chimiques y donnent cependant naissance à des minéraux nettement cristallisés et que l'on doit considérer comme l'un des produits les plus remarquables de l'action des eaux marines sur les matières volcaniques en décomposition. Ces cristaux sont des zéolithes, que l'on trouve avec la plus grande abondance dans les aires à argile rouge du centre du Pacifique. Ils sont libres dans l'argile et se présentent sous la forme de cristaux simples, maclés

* Mémoires pour servir à la description géologique des Pays-lias, de la France et de quelques contrées voisines^ p. 48, Namur, 1828.

' FiRKKT. Annales de la Société géologique de Belgique, t. I, p. 60, 1874.

' Bulletin du Musée royal (V histoire naturelle de Belgique, t. III, p. 35, 1884.

OU groupés en sphérules dont le diamètre dépasse à peine un demimillimètre. L'examen cristallographique et chimique montre qu'on doit les rapporter à la christianite. On sait la facilité avec* laquelle les zéolitlies cristallisent dans les vacuoles des roches éruptives qui se décomposent : les cristaux de christianite, que Ton observe en grand nombre dans l'argile du Pacifique, auront été formés de môme aux dépens des matières répandues sur le lit de cet océan. »

Quant à la substance noire désignée plus haut sous le nom de wad, elle constitue des nodules d'oxyde hydraté de fer et de manganèse. Ces nodules sont répandus sur toute ]a surface du fond des mers ; et un fait aussi intéressant que leur universalité dans l'océan, c'est que les nodules manganifôres ne se trouvent dans tout leur développement que dans les aires à argile rouge. « Ceci, suivant MM. Murray et Renard, nous montre bien des relations d'origine, car nous trouvons précisément dans les régions à argile rouge avec nodules de manganèse, des couches de laves pyroxéniques en voie de décomposition ; ces laves renferment des silicates à base de manganèse et de fer, tels que l'augite, la hornblende, le péridot, etc., et des verres basiques facilement altérables, qui contiennent tous les éléments de ces minéraux. »

Ces concrétions ferro-manganésifères se développent, dans les zones très profondes, autour de centres, les uns organiques, les autres inorganiques. Leurs formes et leurs dimensions sont très variables. Parfois, la variété à structure terreuse (ouateuse), qui mérite le nom de wad^ passe à des variétés plus pures d'oxyde hydraté de manganèse à cristallisation fibro-radiée. Leur mode de formation parait se rattacher à celui des enduits manganeux si fréquents dans les roches, et spécialement des dendrites, ainsi que nous aurons l'occasion d'y revenir.

Nombre d'efflorescences continentales doivent être mentionnées parmi les genèses contemporaines d'espèces minérales.

L'exemple le plus anciennement connu est fourni par le carbonate de soude désigné par les minéralogistes sous le nom de natron. Il forme à la surface du sol dans les plaines de la basse Egypte des croûtes qui, comme on s'en est assuré, résultent de la réaction mutuelle du carbonate de chaux et de sel marin. M. de

Moiitdésir a publié à Toccasion de ces phénomènes plusieurs notes intéressantes *. Les efflorescences, exploitées avec avantage; sont désignées par Hérodote sous le nom de nitre qui ne leur convient aucunement. Le natron est souvent mêlé d'un autre carbonate de soude peu différent pour la composition et que Klaproth a distingué sous la qualification commerciale de trôna avec laquelle il nous vient du Fezzan ; en Colombie, où on l'exploite aussi, il s'appelle urao.

Au Pérou, la nitratine ou nitrate de soude plus ou moins mélangé de chlorure de sodium résulte également de Tévaporation actuelle d'eaux salées. Les dépôts ont en quelques lieux une puissance considérable et fournissent à une exploitation active '.

Le guano est constamment associé à ces produits et il mérite d'être cité comme exemple de production actuelle d'une série de minéraux ayant avec la phosphorite et l'apatite des analogie assez intimes pour qu'il soit légitime de tirer de son étude des documents sur l'histoire de ces derniers. C'est comme appendice aux amas de guano qu'il faut mentionner l'accumulation dans la mer ou sur les côtes de déjections de poissons ou de débris d'animaux divers donnant également des phosphates à la suite de réactions plus ou moins complexes.

Des ossements humains provenant de Solutré, près Mâcon (Saône-et-Loire), ont montré à M. Gonnard * des lamelles cristallisées blanches où l'analyse chimique reconnut du phosphate de chaux pur.

A côté des efflorescences de natron et de nitratine, nous mentionnerons celles dont le borax constitue la substance. On les recueille sous le nom de tinkal dans les montagnes du Thibet et sur les bords de certains lacs dont les berges en sont tout encroûtées et dont les eaux en sont chargées.

Bien des efflorescences sur les laves de substances solubles dans l'eau pourraient être citées ici, par exemple, celle de l'arcanite ou potasse sulfatée.

* Comptes rendus de V Académie des sciences. Séance du 31 mai 1887. ' Voir l'étudo de M. le D"" Thiercelin sur le nitrate de soude de la i)rovince de Tarapaca (Pérou). Annales de chimie et de physique^ 4* série, t. XIII.

3 Bull, Soc. Miner,, t. XII, p. 464, 1889.

Parmi les espèces minérales de constitution actuelle, il faut citer certains bitumes qui parviennent au jour avec de Teau salée dans une foule de localités d'Europe, d'Asie et d'Amérique. Comme type, on peut rappeler la description donnée par Pallas * pour la source de Baituganbasch, en Russie.

L'eau, d'après son récit, se couvre dans le petit bassin d'un asphalte noir très tenace, très gluant, qui a la couleur et la consistance d'un goudron épais et qui, toutes les fois qu'on l'enlève, se forme de nouveau en très peu de jours. Quoiqu'il n'y en eut que quinze environ en tout, que l'asphalte eut été enlevé du bassin lorsque Pallas s'y rendit, il put néanmoins en faire prendre environ six litres, sans compter tout ce qui, vu sa ténacité, s'était attaché à différents corps étrangers. « II y en avait au delà d'un doigt d'épaisseur attenant à la montagne ; mais cette épaisseur allait toujours en diminuant jusque vers l'écoulement du bassin, ce qui prouverait que l'eau en entraine toujours une partie en s'écoulant. Toute la cavité de la source est tapissée do cet asphalte, et le lit de terre dans lequel cette cavité se trouve, et qui s^étend vraisemblablement bien avant dans la montagne, en est entièrement pénétré. Après qu'on a fait enlever l'asphalte de dessus la surface de l'eau, on le voit se couvrir encore d'une huile de pétrole singulièrement fine, très forte et très pénétrante qui, quoiqu'en petite quantité, s'enflammerait très facilement sur la surface de l'eau qu'on tirerait du bassin avec cette huile. »

Depuis l'époque de Pallas, d'innombrables sources bitumineuses ont été étudiées en détail, et la connaissance qu'on en a acquise a conduit à augmenter de beaucoup les exploitations de la région caucasienne et à entreprendre celle des gîtes oléifères de Pensylvanie, en Amérique.

Des minéraux de formation actuelle imprègnent le sol autour des points d'émergence des sources de pétrole, spécialement dans la région Caspienne et en Galicie. L'un des principaux est l'ozocérile qui résulte d'une évaporation pure et simple de cette substance d'abord dissoute dans des véhicules très volatils. Parmi les autres, il faut citer le gypse, le sel gemme, l'hydrogène carboné,

* Journal de physique, t. XXI (Suppléiiienl), p. 381.

l'acide sulfhydrique et même la silice hydratée ou opale, comme on le voit par exemple à Pont-de-Château dans le Puy-de-Dôme. Les fissures tapissées de bitume, dontFeau qui sort du sol est encore si fortement chargée, présentent des petites pustules hémisphériques d'hyalite dontraccroissementet la multiplication actuelle est loin d'être improbable *.

Notre revue rapide des minéraux en voie actuelle d'élaboration serait bien incomplète si nous ne mentionnions, au moins en passant, les masses minérales qui sont Tœuvre des êtres vivants. Les animaux et les plantes fabriquent des massifs entiers de roche, non seulement par Taccumulation de leurs dépouilles, mais même durant leur vie en fixant dans leurs tissus des éléments nouveaux. Les madrépores en général et les coraux en particulier procèdent ainsi à l'édification d'atolls et de récifs qui sont identiques à de remarquables accidents enfouis dans les couches du sol de diflérents âges, dans le terrain jurassique spécialement et dans les terrains dévonien et carbonifère comme M. Ed. Dupont Ta reconnu avec tant de sagacité pour une partie de la Belgique*. Les nullipores et les millepores et d'autres algues calcaires constituent à cet égard parmi les plantes et bien que sur une échelle fort atténuée le correspondant de ces « constructeurs de continents ».

Beaucoup d'épongés savent se tisser un élégant squelettede quartz plus ou moins hydraté, plus ou moins voisin de l'opale et c'est le cas pour les euplectelles et pour d'autres formes analogues. Les diatomées en font autant dans le domaine botanique et dans des régions beaucoup plus élevées de la série des plantes un certain nombre de graminées, et avant tout les bambous sécrètent, sous la forme de tabaschirs de vraies stalactites siliceuses parfois volumineuses.

Le microscope décèle dans les cellules des plantes un certain nombre de productions minérales parfois cristallines désignées sous le nom général de raphides ou de cystolithes. La plupart sont de composition organique, mais quelques-unes sont vraiment de

* Lecoq. Les eaux minérales considérées dans leurs rapports avec la chimie et la géologie, p. 86 et 246, 1864.

8 Bulletin de V Académie royale de Belgique.

notre domaine et par exemple la calcite qui se rencontre très fréquemment. Les caryophyllées et spécialement les saponaires, élaborent du gypse cristallisé que l'on trouve en petites druses dans les cellules de son tissu cortical.

Les sulfiiraircs sont des algues microscopiques qui jouissent de la propriété de réduire certains sulfates minéraux et de réaliser ainsi la synthèse des sulfures alcalins, d'acide sulfhydrique et même de soufre libre. On les rencontre sous la forme de dépôts visqueux dans le bassin de beaucoup de sources sulfurées sodiqucs et spécialement de celles des Pyrénées; MM. Kutzing et Montagne en font une espèce de conferves sous le nom de Leptomites sxdfiiraria. Lors du percement du tunnel du Saint-Gothard, le D' Stapf a signalé des eaux sulfureuses qui déposaient sur les parois de la galerie une matière visqueuse et transparente où le microscope a permis de discerner une bactérie renfermant du soufre ^

On trouvera certainement d'autres cas où des micro-organismes interviennent dans la production des minéraux, et c'est ce qui permet d'affirmer les intéressantes observations de M. le J)' Raphaël Dubois, dont nous aurons à parler plus loin sur la synthèse de la malachite par des moisissures.

Nous aurons épuisé cette partie biologique de notre sujet, partie sur laquelle nous devons nous interdire d'insister, quand nous aurons signalé la part que les géologues américains sont disposés à attribuer à l'activité des algues dans la production de certains travertins calcaires ou siliceux '. Parmi les premiers, il convient de citer spécialement ceux qui sont si prodigieusement abondants à Main-Terrace, une des sources chaudes de Mammoth sur une surface de près de 8 acres et qui prennent des aspects si pittoresques au Pulpit Basin. M. Walter Harvey Weed accumule les observations, dont la conclusion est que le dépôt de la substance minérale est dû à l'activité des algues qui abondent dans toutes les eaux chaudes et dont les caractères extérieurs varient extrêmement avec les conditions du milieu. Si la température dépasse ISO"" Farh, on ne voit que des filaments blancs

* Comptes rendus, t. XC, p. 492.

• Ninth annual report of the United States geolof/ical Suroey^ p. 630, 1889.

SYNTHESE EN MINERALOGIE. 4

généralement revêtus d*une couche de soufre ; mais dans les points où Fcau est plus ou moins chaude, on trouve une végétation d un vert pâle avec une proportion plus ou moins grande d'algues rouges, suivant la rapidité des courants aqueux. Dans un courant rapide, les algues sont filamenteuses, tandis que dans les eaux tranquilles des fils s'unissent entre eux de façon à constituer des membranes ou des masses gélatineuses généralement gonflées de bulles de gaz. Quand le dépôt de roche est rapide, les plantes y sont encastrées, de façon que seules leurs extrémités émergent du travertin.

La source Orange montre bien l'association des diflérentes variétés d'algues. Ce cratère a édifié un monticule de lo pieds de hauteur sur 20 à 25 de large et 50 de long avec un sommet doucement arrondi et des versants rapides. L'eau s'échappe par divers petits cônes placés sur le sommet et qui sont échelonnés le long du plus grand axe du monticule, l'un d*eau fournit la plus grande masse du liquide en un jet qui a près d'un pied de hauteur. La température n'est que de 140** F. et le jaillissement résulte évidenMnent d'un dégagement gazeux ou de la pression hydrostatique. Tombant dans un petit bassin, l'eau s'écoule par un réseau d'étroits canaux où elle ne fait plus qu'une mince couche ; elle a une forte odeur sulfureuse et elle dépose beaucoup de soufre. Les surfaces submergées sont noires avec des grappes de filaments couverts de soufre attachées au fond et sur les parois des canaux. Près du grillon xe sont les seules algues, mais dès que l'eau se refroidit, on voit apparaître les plantes plus vertes ; les rouges se montrent à l'extrémité des canaux et c'est à leur abondance que la source doit son nom. Enfin là où la température est encore plus basse c'est-à-dire à 90** F, les eaux ne contiennent plus que des algues brunes qui constituent un revêtement velouté à la roche; au-dessous de 85** F., elles disparaissent à leur tour. Jusqu'ici on n'attribuait le dépôt du calcaire dans les sources incrustantes qu'à l'une ou l'autre des quatre causes suivantes : 1® la diminution de pression ; 2** le dégagement de l'acide carbonique au contact de l'air ; 3** l'évaporation ; 4** l'échaufiement. L'auteur y ajoute le développement de la vie végétale. On sait depuis longtemps que beaucoup de plantes savent extraire le

calcaire des eaux : c*est le cas des corallines dans la mer et des charagnes et de quelques mousses dans les eaux douces. M. Ferdinand Cohn* a fait voir que la vie des algues est un facteur important dans le dépôt des travertins. Si Ton presse ces algues entre les doigts, on en sépare un sable dont chaque grain est un cristal de chaux carbonatée. Ces grains s'accroissent progressivement, puis se soudent entre eux par l'interposition du ciment calcaire, dont la précipitation est déterminée avant tout par la porosité des sables fabriqués par les plantes. Dans les oscillaires de Carlsbad, les cristaux se forment dans le tissu visqueux contenu dans les cellules ; dans les Halimeda^ le carbonate de chaux constitue un revêtement criblé sur Textrémité des filaments végétaux ; dans les Acetulana^ il se montre comme un tube sur Taxe de la plante. Dans les Chara^ la chaux est séparée dans les parois cellulaires et dans les Corallina on la trouve à l'intérieur des cellules.

Dans les sources américaines on retrouve les mêmes faits et

M. Weed montre que l'incrustation par l'intermédiaire des algues

se distingue nettement de toutes les autres en se produisant au

fond des bassins aussi bien qu'à la surface. Ainsi les sources de

Main sont employées, comme toutes les eaux incrustantes, à

fabriquer des objets pétrifiés que Ton vend aux touristes : des

fers à cheval, des pommes de pins, des bouteilles sont rapidement

revôtus d'une couche de marbre ; mais il faut pour cela placer

€es corps dans des points où l'eau qui les mouille puisse aussi

s'évaporer ; si on les place dans un bassin un peu profond ils ne

so recouvrent d'aucune incrustation, et cependant c'est là que le

dépôt du travertin par les algues est le plus rapide.

La production d'un travertin siliceux par l'intermédiaire de la vie des plantes a été observée dans beaucoup de sources du Parc National, dont les eaux sont alcalines, et, par exemple, dans le Upper Geyser Basin de la rivière Firehole. Dans ces cratères l'eau est si merveilleusement limpide qu'on peut voir tous les détails (lu fond à 20 pieds et plus au-dessous de la surface. Dans les sources les plus tranquilles et dont la température n'excède pas

* Die Afffen der Karlsbader Sprudel, mil Rûcksicht auf die Bildung des Sprudel ginlers, Abhandlungcii der ScWess. Gcsell , pt. 2 Xat., p. 35, 1862.

150** F., le bassin est souvent tapissé d'une végétation plus ou moins abondante d'algues dont les teintes orangée, rouge, jaune, brune ou verte ajoutent un nouveau charme à son aspect ; c'est de là que tirent leur nom la Source de Saphir, la Gloire du Matin, la Source Chromatique; beaucoup d'autres, tout aussi belles, n'ont pas encore de nom. Jusqu'ici le dépôt de la geysérite a surtout été attribué à la diminution de la pression, au refroidissement, à des réactions chimiques ou à Tévaporation. D'après M. Weed, il faut y ajouter, comme pour le calcaire, l'intervention de la vie végétale.

Des algues se rencontrent dans toutes les sources siliceuses du bassin du Geyser Supérieur dont la température n'est pas trop élevée, c'est-à-dire jusqu'à 185^ F. (Si'' C). A 140^ F. (60^ C), les plantes sont bien développées et facilement déterminables, constituant des filaments verts ou des lames rouges ou brunes, rappelant très exactement les plantes marines de nos côtes. Souvent ces algues sont si fortement imprégnées de silice qu'on a peine à reconnaître leurs caractères même sous le microscope et leur couleur seule en révèle quelquefois la présence. Cette couleur sembledépendre avant tout de la température de l'eau; de telle sorte que dans une même pièce d'eau les zones de températures diverses se signalent par des colorations spéciales : c'est de là que viennent les appareils si merveilleux du lac Prismatique, dans le bassin de Midway.

Dans ces sources on voit se déposer et croître rapidement un travertin siliceux dont la vie des algues détermine le dépôt : à la source d'Eraeraudo le fait est spécialement net, aucune cause perturbatrice n'intervenant. Le bassin de cette source, dont le nom vient de son admirable transparence et de sa splendide couleur verte, a 36 pieds de large, 30 à 40 de longueur et 35 de profondeur. Il est circonscrit par une étroite margelle naturelle de 1 à S pieds^ de largeur, limitée par une bordure de gelée végétale très compacte dont la surface supérieure est recouverte de silice provenant de révaporation. L'eau est parfaitement claire et semble tout à fait exempte de matériaux [en suspension ; sa température est de iSO'' F. Le fond et les bords du bassin sont constitués par une boue crémeuse grise de silice recouverte d'une végétation d'algues d'un jaune serin : couleur surtout visible vers les bords. Le débit

MINÉRAUX ACTUELS DE VOIE AQUEUSE o3

de la source est très uniforme et s'écoule dans un canal de 2 à 4 pieds de large avec un 1/2 pouce à 2 pouces de profondeur. Ce canal est tapissé d'une fine membrane dont la nuance passe graduellement au jaune verdàlre, puis au vert olive, vers les bords du courant. A 20 pieds de Forifice de sortie, Teau se déverse dans des bassins et des canaux tapissés d'algues.

Un examen microscopique des échantillons révèle que le travertin, qui présente unestructure fibreuse rappelant celle de Tasbeste, consiste en petits tubes transparents de silice vitreuse correspondant aux Çlaments des algues. Dans ce cas, les filaments se montrent comme ayant été libres de la gelée qui les a enveloppés et qui s'est desséchée en gaîne blanche cachant les organes de la plante. Des sections minces des tufs siliceux n'en éclairent pas la nature ni l'origine aussi bien qu'on pouvait Tespérer. Un coupe de gelée desséchée provenant de la source Emeraude montre seulement des filaments innombrables entre-croisés en tous sens avec un peu de silice vitreuse. Un travertin siliceux dur, formé par les végétations à longues fibres d'un canal d'écoulement, ne laisse voir sous le microscope que des traces de filaments des plantes, mais consiste surtout en très petits globules de silice vitreuse variant en dimensions et correspondant à la taille des cellules des algues.

En tous cas, la matière siliceuse dont il s'agit constitue une variété d'opale dont des analyses nombreuses ont montré l'analogie de composition avec les geysérites. Il y a lieu de noter pourtant que M. Goldsmith conclut de l'ensemble des propriétés de cette substance la nécessité de considérer une nouvelle variété de silice et lui impose le nom de viandite *. Elle se distingue par son énorme proportion d'eau, qui dépasse 75 p. 400 ; une fois séchée, elle est plus douce que le talc et présente une structure poreuse ; elle se pulvérise facilement entre les doigts et la poussière produite est jaune paille. Elle n'a ni saveur ni odeur ; sa densité est égale à 1.312. Sa formule chimique est :

(Si) H 13

mais il est bien probable qu'il ne s'agit que d'une combinaison très

* W. Hayden, Twelflh annual report of the U. S. f/eolor/ical and (/eographical Suvvey of the territoriesy t. II, p. 407, Washington, 1883.

instable et que le séjour dans une atmosphère sèche suffirait pour la modifier, comme il arrive pour beaucoup d'autres minéraux hvdratés.

Le procédé exact en vertu duquel les algues d'eaux chaudes éliminent la silice de sa solution n'est pas connue : il doit se rapprocher beaucoup de celui en vertu duquel les diatomées constituent leur squelette siliceux et parfois avec une telle activité que leurs carapaces, microscopiques pourtant, arrivent à former en fort peu de temps des lits d'une épaisseur très notable. Les diatomées sont d'ailleurs associées en nombre immense aux algues fixées dans la région de la Fire Hole qui vient de nous occuper.

On voit en résumé que l'observation des minéraux en voie actuelle d'élaboration dans les situations géologiques les plus différentes jette un jour très vif sur l'origine et le mode de formation d'un certain nombre de minéraux contenus dans les formations plus anciennes. Toutefois, qu'il s'agisse de la voie sèche, de la voie mixte ou même de la voie purement humide, il est incontestable que, sauf dans quelques cas très favorables, l'observation seule ne suffit pas pour éclairer toutes les conditions de la genèse minérale. En général, le principal intérêt des localités où se font sous nos yeux les productions ci-dessus décrites est de fournir une indication générale qu'il y a lieu et nécessité de préciser. C'est à l'expérience alors d'intervenir et nous aurons à voir plus loin que les essais synthétiques dont le dispositif a été inspiré par l'observation très attentive des gisements naturels, fournissent d'habitude dès produits spécialement instructifs.