STRUCTURE CRISTALLINE AVEC ARRÊTS DE DÉVELOPPEMENT

Nous croyons pouvoir définir par l’expression arrêts de développement les (différents états où se trouvent, d’après les observations de Vogelsang, un certain nombre de matières minérales qui semblent n’être pas parvenues aux formes cristallines parfaites.

Microlitlies. — Ce sont d’abord les microlithes, individus microscopiques, appartenant à différentes espèces minérales très répandues dans les roches, feldspaths, hornblende, augite, apatite, et cristallisées en prismes très petits, dont les sections vues au microscope ont la forme de rectangles longs, étroits, à extrémités tantôt arrondies, tantôt aiguës ou dentées, etc. Les microlithes sont translucides.

Leur forme souvent allongée s’explique par l’allongement ordinaire des cristaux des mêmes espèces qu’on observe dans les cristaux de même espèce à l’œil nu, quand ils ont déplus grandes dimensions; souvent les extrémités de ces formes sont un peu confuses. Il arrive que, si la section mince regardée au microscope n’est pas parallèle à leur allongement, les cristaux n’ont plus des

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dimensions aussi différentes en longueur et en largeur; les paillettes de mica ont rarement ces formes allongées; ce n’en sont pas moins des microlithes, c’est-à-dire de très petits cristaux qu’on ne peut étudier qu’au microscope. On observe quelquefois que ces microlithes se groupent en étoiles à rayons rectilignes ou courbes, en cercles, en S, ou bien comme des nervures de feuilles pennées, et dont les formes capricieuses ne sont pas sans analogie avec les contours des êtres organisés.

Tricliites. — Ici, les cristaux deviennent si minces qu’on n’en peut souvent plus étudier les propriétés optiques. Ils sont allongés, quelquefois semblables à des lignes brisées, souvent enroulés et ressemblant à des touffes de cheveux ; c’est ce qui les fait appeler trichites.

Ces formes capillaires ne sont pas particulières aux minéraux considérés sous des dimensions microscopiques. L’argent, l’or natifs, la variété de cuivre oxydulé appelée chalcotrichite, certains silicates (la mésotype), en montrent d’assez analogues.

On observe dans certaines espèces minérales, dans le cuivre oxydulé, des cristaux à faces creuses que rappellent certaines formes des minéraux microscopiques, de la magnétite, par exemple, où l’on ne trouve plus qu’une sorte de squelette du cristal, composé de ses arêtes entre lesquelles il ne s’est rien déposé au moment de leur formation ; on connaît également des dendrites, des groupements de très petits cristaux en feuilles de fougères, en arborisations présentées sur une grande échelle par un certain nombre de matières dans quelques roches examinées au microscope.

Les trichites se rencontrent particulièrement dans les régions vitreuses des roches acides, les microlithes dans la pâte des porphyres et des trachytes. Elles sont si minces qu’elles restent opaques aux plus forts grossissements, si ce n’est sur certaines parties de leur longueur ou dans quelques-unes de leurs ramifications où elles prennent un peu plus d’épaisseur et acquièrent une faible translucidité.

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Cristallites. — A la suite de ces ébauches de cristaux se placent des formes que Vogelsang regarde comme la première étape des corps, lorsqu’ils prennent une forme solide, l’état permanent des matières dites colloïdes.

Si, dans du sulfure de carbone saturé de soufre, on verse une goutte de pétrole, on voit presque immédiatement se séparer du liquide des petits globules de soufre. Cette forme sphérique paraît due à des actions capillaires.Vogelsangregardeles globules comme les corpuscules élémentaires des cristaux et les nomme globulites. On peut presser, briser avec la pointe d’une aiguille fine ces corpuscules sur l’objectif du microscope; ils sont bien compactes; si le milieu où ils sont en suspension reste assez fluide, on les voit entraînés par des courants, former des tas irréguliers, que Yogelsang appelle cumulites ou des rangées régulières qu’il appelle margarites (rangées de perles), des petites masses allongées cylindriques ou coniques ( longulites ), telles sont les formes qui peuvent rester isolées ou se combiner ensemble, des petites masses solides monoréfringentes auxquelles Yogelsang donne le nom général de cristallites. Lorsque les cristallites rencontrent un corpuscule homogène cristallisé, ils se juxtaposent à lui en revêtant leur forme cristalline commune. O. Lehmann a publié aussi des études intéressantes sur les cristallisations anomales ; mais ces observations trouvent peu d’applications dans la détermination des roches.

Des productions analogues se retrouvent dans les roches porphyriques où la cristallisation est imparfaite. Les cristallites, qui se présentent très foncées ou opaques dans les roches pauvres en silice, deviennent de couleur claire et plus transparentes dans les roches moins basiques.

Souvent leurs traînées se disposent autour d’un centre et forment des globosp hérites (opale des roches volcaniques). Lorsque, dans ces globules complexes, la densité varie du centre à la périphérie, le sphéroïde agit sur la lumière polarisée.

Polarisation d'agrégat. — Un agrégat de matière amorphe ou

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colloïde ne peut montrer aucun phénomène particulier entre deux niçois croisés; il laisse persister l’obscurité; mais, si cette matière a été rendue biréfringente par une action extérieure, retrait produit par refroidissement, par dessication, elle exerce une action sur la lumière polarisée, et, si les directions principales d’élasticité optique des éléments du globule sont orientées irrégulièrement, les variations d’intensité lumineuse sont distribuées aussi pêle-mêle, et l’on a le phénomène appelé 'polarisation d'agrégat , qui est souvent utile en ce qu’il permet de distinguer les contours des éléments qui se confondent les uns avec les autres, lorsqu’ils ont le même éclairement.

Sphérolitkes. — Dans les agrégats globulaires, les éléments sont souvent arrangés, soit suivant les rayons du sphéroïde, soit sur les différentes couches concentriques qu’on peut regarder comme constituant ce globule. Souvent les deux modes sont réunis.

Souvent aussi, dams le cas où les éléments ou les individus constituants du sphéroïde sont cristallisés, ils sont tous parallèles entre eux et à un plus gros cristal antérieur qui les a dirigés pendant leur formation.

On doit à MM. Émile Bertrand, Mallard, Michel-Lévy, Rosenbusch, des études nombreuses sur les phénomènes présentés par les associations d’individus généralement petits appelées sphérolilhes.

ier Cas. — Les sphérolithes sont composés d’éléments amorphes colloïdes, qui n’ont été soumis à aucune action extérieure, qui n’ont subi aucune dessicaiion, aucun retrait pendant leur refroidissement, aucune pression réciproque. Il n’y a pas de raison, dans ce cas, pour que la masse change rien à l’inactivité optique des éléments constituants. Ce cas est tout à fait exceptionnel.

2e Cas. — Les sphérolithes sont composés d’une masse colloïde agissant à la manière du verre comprimé. Pendant le retrait de la masse, il s’y produit un accroissement de densité de la circonférence au. centre ; le globule est donc formé de couches de densités régulièrement variables, et, par suite, entre les niçois croisés,

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il se forme une croix noire dont les branches à contours indécis sont, par raison de symétrie, parallèles aux sections principales des niçois. Si on tourne un des niçois de 90° de manière à l’amener parallèle à l’autre, la croix noire est remplacée par une blanche, puisqu’il y a maximum d’éclairement. A 45% on a une sorte de croix grise, comme si la croix tournait d’un angle égal à la moitié de celui dont tourne le nicol.

Si entre les niçois croisés on fait tourner la section mince, la croix noire conserve sa position et sa perfection jusqu’à son centre. 11 est à remarquer que la périphérie des globules est cerclée de noir.

M. Michel Lévy a observé un bel exemple de ce cas dans un globule entièrement colloïde en serpentine extrait d’un porphyre noir du Morvan.

L’opale, la serpentine, la pinite présentent souvent cette apparence.

3e Cas. — Dans certains sphérolithes encore colloïdes dans leur ensemble, s’isolent des cristaux ébauchés, cristallites, à contours souvent insaisissables , et, si ces petits cristaux ont un axe de symétrie se confondant avec un axe d'élasticité' optique , l’axe principal des petits cristaux est toujours entraîné radialement ou tangentiellement dans les zones successives de concrétions concentriques. On conçoit d priori et M. Michel Lévy a démontré que leur ensemble donne encore une croix noire à branches parallèles aux sections des niçois. Lorsque les sphérolithes sont très petits, la croix noire tend à disparaître et les globules semblent devenir des agrégats.

4e Cas. — Si les cristallites appartiennent à des systèmes obliques, en général la variation de l’orientation des axes d’élasticité dans les éléments de la section mince donne lieu à une polarisation d’agrégat.

(1) Michel Lévy, Variotite de la Durance ( Bulletin de la Société géologique de France, 3e série, t. V, 1877, p. 258).

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5e Cas . — Les sphérolithes sont formés d’éléments entièrement cristallins appartenant aux systèmes droits autres que le cubique, celui-ci étant inactif (quadratique, hexagonal, orthorhombique).

Le plus généralement les cristaux sont allongés suivant un de leurs axes d’élasticité optique et s’éteignent parallèlement à leur longueur. Si l’on observe au microscope en lumière parallèle une section mince quelconque du 'sphérolithe passant par son centre, on observe d’abord une croix noire dont les branches sont parallèles aux sections principales de l’analyseur et du polariseur, puisque devant ces sections se trouvent des fibres qui éteignent la lumière suivant leurs directions. Entre les branches de cette croix se trouvent quatre régions éclairées, ce qui doit être, puisque les fibres qui leur font vis-à-vis, étant obliques aux vibrations sorties du polariseur, les décomposent et dissipent l’obscurité qui s’y trouverait produite par les niçois sans leur interposition. L’on doit avoir évidemment le maximum d’éclairement à 45°, et, à. droite et à gauche de ce maximum, une dégradation continue jusqu’à l’extinction totale. On peut, au moyen du mica quart-d’onde ou du quartz à teinte sensible, déterminer le signe de l’allongement. Si on tourne la section sur elle-même, rien ne change, puisqu’on amène successivement en face des sections principales des niçois des fibres qui éteignent parallèlement et normalement à leur longueur. Si les fibres sont tangentielles et non radiales, on conçoit à -priori et le calcul démontre que le phénomène est toujours le même et consiste en une croix noire qui divise en quatre quadrants symétriques des anneaux colorés circulaires. On amène l’analyseur devant le polariseur ; au lieu d’une croix noire, on en a une blanche, et les colorations des anneaux sont complémentaires de celles qui se manifestent entre les niçois croisés.

Si la section mince ne passe pas exactement par le centre, les phénomènes perdent de leur symétrie.

6e Cas . — Les fibres appartiennent à des substances cristallisées dans les systèmes mono ou tricliniques. En général, on a des phénomènes analogues, si ce n’est que les branches de la croix, au

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lieu de rester, Tune parallèle, l’autre normale aux fibres, se dirigent suivant les axes d’élasticité de ces fibres.

§ 3. — INCLUSIONS DES CRISTAUX.

Souvent on aperçoit à l’œil nu, dans les cristaux de quartz, de nombreuses inclusions de chlorite, de rutile, de tourmaline, d’amphibole, tantôt disposées sur des plans parallèles aux faces de la pyramide, ou même du prisme, et tantôt traversant les cristaux de part en part. Le feldspath est souvent, de son côté, criblé de cristaux de quartz, et même de mica. Des grenats, et ce sont ordinairement les mieux conformés, renferment, dans leur intérieur, des cristaux de calcaire à faces nettes.

Le quartz ne borne pas aux solides ses inclusions. Quelques variétés calcédonieuses sont quelquefois remplies d’eau. Certains cristaux, particulièrement du Saint-Gothard, laissent voir, sans loupe, dans leur intérieur, des cavités tantôt vides, au moins en apparence, et tantôt contenant une gouttelette liquide qu’on peut promener d’un bout à l’autre de la cavité, en les retournant convenablement. Au microscope, tout cela se répète en petit, mais dans un grand nombre d’espèces et dans des proportions considérables. Des cristaux d’une espèce minérale, le feldspath, le quartz, etc., renferment des individus beaucoup plus petits d’espèces qui n’ont rien de commun avec eux, par exemple des microlithes d’amphibole, de pyroxène, etc., ou des grains, des très petits cristaux de matières qui proviennent de leur décomposition, ou des matières vitreuses, tantôt restées amorphes, tantôt devenues cristallines par dévitrification.

Nous mentionnerons tous ces faits à chaque espèce de roche. Nous dirons ici quelques mots des inclusions liquides ou gazeuses. Elles ont été signalées d’abord par Brevvster, et elles ont été plus tard, pour M. Sorby, l’occasion d’un grand nombre d'observations et d’expériences importantes. M. Sorby a observé que les cavités fourmillent dans certaines topazes, surtout dans les varié-

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tés jaunes du Brésil, ainsi que dans l’émeraude; il a prouvé expérimentalement qu’une dissolution sursaturée ne dépose que peu ou point de matière solide dans des espaces capillaires.

Les cavités des cristaux ont quelquefois une forme géométrique ; c’est alors une de celles qui conviennent à la symétrie du cristal qui les présente; d’autres fois, elles sont rondes, ovales, irrégulières. Elles renferment ordinairement des gaz, de l’air, de l’azote, de l’acide carbonique, peut-être même de l’acide chlorhydrique. En lumière transmise, elles paraissent d’un noir foncé. Dans certaines, on remarque un noyau ordinairement liquide qui brilie sur le fond noir ambiant et qu’on peut déplacer. Quelquefois on remarque dans ces cavités des mouvements spontanés, tumultueux de leurs inclusions, qui rappellent le mouvement brownien des végétaux.

Les liquides sont ordinairement de l’eau chargée de chlorure de sodium ou de potassium, des sulfates de potasse, de soude, de chaux, des acides libres, de l’acide carbonique liquide (dans le saphir).

M. Lacroix a publié récemment un travail d’ensemble sur les enclaves des roches.