Bélemaitc détaché* du» I* «Ici™ lia l'Oiu

Les ardoises dont nous avons parlé pins haut renferment de 45 à Ôo o/o d'argile ; ce sont elles qui nous ont donné i ,4 pour rapport des axes de l'ellipse isotherme.

En résumé ;

Connexions du loograin et de l'ellipsoïde isotherme. —

Sur les feuillets mêmes des roches schisteuses, comme l'ont dit Sauvage et Buvignier, on observe une direction de division plus facile.

Cette direction est utilisée par les ouvriers dans les ardoises de tous les âges et de toutes les régions sur lesquelles nous avons pu avoir des renseignements précis.

Nous avons visité un assez grand nombre de carrières d'ardoises, et nous v avons constamment rencontré deux directions planes de

séparation facile, tout à fait comparables aux clivages des minéraux qui font entre elles des angles de 60* à 90% et qu'on peut désigner, comme dans les espèces minérales, par les dénominations de premier et de second clivage ; suivant leur ordre de netteté et de facilité. Le premier est la schistosité ou clivage des géologues; le second est le longrain, le long, ou le fil des ouvriers qui exploitent l'ardoise.

La figure 284 est une coupe schématique d'une partie des ardoisières du Petit* Carreau , à Angers.

Or, ce longrain se conserve comme la schi8t08ité avec une direction constante jusqu'à de grandes Fi*- m distances.

Souvent, il est vrai, rien n'e n révèle extérieurement l'existence; des traînées de cristaux épars de pyrite dans les ardoises siluriennes de l'Ardenne et d'Angers, une structure plus ou moins fibreuse dans celles du lias de la Savoie et de l'Oisans, sont des indices souvent pénibles à suivre de cette seconde direction de fissilité. On est aidé quelquefois dans cette recherche par l'œil exercé des ouvriers; mais il y a bien des roches schisteuses qui ne sont pas exploitées, qui ne mériteraient pas de l'être, et les exploitations elles-mêmes n'intéressent en général que de petites étendues.

Le géologue peut en trouver la direction grâce à la conductibilité calorifique. En effet, la chaleur se propage avec une facilité plus grande suivant la trace du longrain que suivant les autres directions sur le plan de la schistosité. La figure 285 représente un petit parai lélipipède ayant sa base supérieure ABCD parallèle à la schistosité ou clivage facile, ses deux pans CDEF, BDF perpendiculaires à la base, et l'un de ces derniers (CDEF) perpendiculaire,

l'autre (BDF) parallèle au longrain. Sur la face CDF on voit une ellipse isotherme dont le grand axe est parallèle & la trace du clivage facile.

„ On a pu lire plus haut on

nombre suffisant de rapports d'axes de ces courbes sur le plan perpendiculaire a la schistosité ou, si l'on veut, sur la ylg jM, tranche de la roche, en com-

parant ses feuillets à ceux d'un livre. Mais le plan de la schistosité lui-même donne une ellipse pour courbe isotherme, et le grand axe de cette courbe est parallèle au longrain. L'excentricité de l'ellipse n'est pas considérable. Le grand axe parallèle au longrain vaut t,o6; t,i; quelquefois i,a, en prenant pour unité le petit aie perpendiculaire à la même direction.

Sur la base de ces prismes rhomboïdaux qui divisent pour ainsi dire, comme l'a dit M. William King, les roches en cristaux, nous avons toujours obtenu de même une ellipse, et cette courbe a le plus souvent son grand axe parallèle & la bissectrice aiguë du parallélogramme qui sert de base au prisme et qui est généralement le plan du clivage le plus facile (fig. î86). On remarquera la coïncidence qu'il y a entre la propriété thermique de cette bissectrice aiguë et sa direction souvent parallèle, d'après Daubrée, à celle des vallées.

Remarque. — Nous ne saurions assurément regarder la forme en prismes comme réellement cristalline, celle ci résultant pour les cristaux de la propriété que possèdent leurs particules élémentaires de s'orienter d'elles-mêmes les unes par rapport aux autres, tandis que dans les roches les formes géométriques sont produites par des faces extérieures.

STRUCTURE SCHISTKlïSK 503

TABLEAUX DES EXCENTRICITÉS DES ELLIPSES OBTENUES DAHS DBS ROCHES D'AQBS TRÈS DIFFÉRENTS.

Noms des Roches. Rapport des aies.

Gneiss de la vallée d'Aoste 1,06

— entre les Tines et Argentières, un peu kaolinisé. . 1,122

— à grains très fins, passant au schiste ehloriteux du

Mont-Rose 1,43

— dans des parties plissées du même morceau. . . 1,2

— de la route de Chamouix à Montanvert 1,2

— blanc, du passage du Splugen, Alpes des Grisous,

coté italien 1,212

— riche en mica recueilli en plusieurs points de l'en-

droit appelé l'Angle, sur le flanc de la merde Glace. 1,23 et 1,45

— du Mont-Airolo, partie supérieure du Saint-Gothard . 1,5

— passant au micaschiste, entre Calaslta et Pio de

Mutera 1,63

Micaschiajte À grains fins d'Aurillac 1,92

Stéaschiste, d'un rert clair des États-Unis 2,01

Talchiste de la Guyane française 1 J*

— des environs de Gaoala, N^-Calédonie, en filaments, ténus, incolores, très fortement adhérents. 3,

Schiste amphlboliqu? de Kôulgsberg 1,1

Schiste quartxeux, micacé, de Saint-Gerolr, près BooneTille 1,5

N. B. — Toute 8 ces observations ont été faites sur des plaques normales au plan de schlstosité.

TABLEAUX DES EXCENTRICITÉS DES ELLIPSES OBTENUES DANS DES ROCHES D'AGES TRÈS DIFFÉRENTS {tuile).

Noms des roches.

Phyllade de Thomson, Minnesota, précambrien! exploité comme ardoise . . . .

Phyllade vert brillant, de Génos (Hautes- Pyrénées) •

Phyllade de Fumay (Ardennes)

— de De ville (Ardennes)

— de Rimogne (Ardennes)

— de Labassère (Hautes-Pyrénées) .

— de Vitré (11 le-et- Vilaine). . . .

— d'Augers (Maine-et-Loire). . . .

— de Recolène (Puy-de-Dôme) . . .

— de Vénosc (Isère)

Schistes rhomboïdaux, du Cul m, d'Ance-

nis (Loire-Inférieure)

Schistes de la rue du Préau-Sainte-Catherine, Laval (Mayenne)

Schistes de la route d'Oisseau (Mayenne) .

— du col de Voza (Alpes)

Schiste houiller de Motivon, près le col de

Voza

Schiste rouge, vallée de Salvan, près Ver-

nayaz

Schiste micacé de Saint-Michel, Maurienne,

houiller

Schiste du pont de la Saussaz, houiller, en

Maurienne

Calcaire argileux micacé à Belemnites, Lias,

en descendant du M ont- Lâchât, vers les

Houchea

Calcaire argileux des ardoisières de Saint-

Colomban-des-Villars, Maurienne . . .

Calcaires schisteux du Lias de Bourg-d'Oi-

sans (Isère)

Même localité, calcaire exploité comme

ardoise ,

Calcaire des environs d'Allevard (Isère). Schiste rhomboïdal. de l'allée Maintenon.

Bagnères-de-Bigorre, jurassique super?

Grès néocomien des environs de Genève.

Schiste calcaire nummulitique, de Saint- Julien -en -Maurienne, exploité comme

ardoise

Calcaire, dit magnésien de Saint-Ouen

(Seine), éocène

Rapports des axes sur une section

Perpendiculaire

à la schhtosité

et parallèle

au longrain.

Parallèle

à la schistosUé

an longrain.

Expériences. — Les expériences de Sorby, de Tyndal et de Daubrée ne laissaient pas de doute sur l'origine de la schistosité oblique par rapport à la stratification ni sur celle du longrain dans les rocbes ; mais, comme les courbes isothermes donnent des évaluations numériques du degré de schistosité communiqué à une matière plastique par la pression, nous avons pensé qu'il serait intéressant de comparer la pression mesurée en atmosphères au rapport des axes des ellipses isothermes produites sur les matières comprimées.

Grâce à l'obligeance de MM. Baudry et Lebasteur et au concours de MM. Neel et Clermont, nous avons pu exécuter dans les ateliers de la Compagnie des chemins de fer de Paris-Lyon-Méditerranée, de nombreuses recherches au moyen de la machine construite pour Testai des chaînes qui permet d'exercer des efforts de 100.000 kilos et de mesurer ces efforts à 1/100 ooo près.

Dans un tube d acier à parois suffisamment solides et ayant une section d'environ 1 centimètre cube, on a enfoncé un piston sous une pression de plus de 8.000 atmosphères.

Noms dos matières pulvérulentes introduites dans le tobe.

Cuivre en poudre impalpable (employé en peinture!

Cuivre en limaille

Laiton en limaille

Zinc porphyrisé

Antimoine

Bismuth

Graphite en poudre

Poudre de talc

Pression en

Rapport des aies des ellipses

atmosphères.

isothermes.

De ce tableau il résulte que la schistosité augmente avec la pression et que les matières les plus maléables, les plus plastiques, sont celles où la schistosité se développe le mieux.

Ce dernier résultat ressort plus nettement encore de quelques

expériences faites sur des mélanges d'argile et de calcaire amenés à Tétai de poussières fines.

rrtssiou ea atmosphères

Rapport

1 cair«

des axe»

5 (marbre pur)

Le calcaire en poudre et pur s'est montré complètement réfractaire; la pression ne fait que le réduire en poudre encore plo* fme qu'elle ne l'était avant l'expérience et qui devient une masse friable sans solidité. Il en est de même du sable siliceux. Ces dernières expériences montrent aussi que la même • matière, l'argile, prise en poudre sèche est beaucoup moins capable de schistosité que l'argile en bloc, au moment où on la sort de la carrière.

Reproduction du longrain en même temps que de la schistosité. — On a pris une boite en forme de paraliélipipède, de om,3 de hauteur, om,a de largeur, ouverte sur deux faces, l'une antérieure, qu'on fermait au moyen d'une plaque de dimensions convenables, sorte de paroi mobile, reliée par une tige à la machine qui la poussait vers la paroi postérieure fixe. Par la face supérieure de U « botte qui restait ouverte pouvait s'écoulait la matière comprimée, j On a introduit dans cette boite des blocs d'argile, cubiques de om,i de côté, imprégnés de leur eau de carrière.

Les ellipses isothermes obtenues sur les blocs ainsi comprimés ont montré que ces masses sont schisteuses parallèlement à la sur face du piston et qu'elles ont acquis sur le plan de la schistosité un longrain parallèle à l'écoulement. .

Les grands axes des courbes produites sur le plan de la scbis* :

tosité et sur une section perpendiculaire permettent de reconnaître la direction de la pression et celle de l'écoulement.

Le plan de schistoaité est normal à la direction de la pression et le longrain parallèle à la direction de l'écoulement.

La figure 387 montre un bloc d'argile dans sa boite avant l'expérience.

lig. «7. Flf. MK.

La figure a88 représente la position des courbes isothermes sur le plat et sur la tranche du bloc d'argile comprimé et extravasé.

Dans les expériences faites sur l'argile plastique d'Issy, celle-ci a débordé, tantôt en s'enroulant en spirales, tantôt en formant des sortes de rubans plissés en zigzags qui peuvent (aire comprendre comment une roche molle, ainsi pincée entre d'autres plus résistantes, a pu venir se jeter sur celles-ci en couches plissées ou contournées, en s' échappant de l'enceinte où elle était soumise à la même pression qu'elles.

On voit sur la figure que les ellipses isothermes obtenues sur le plan parallèle A la paroi mobile qui agit comme un piston P et' correspondant au plan de schistosité ont une excentricité faible, mais nette, que sur les ellipses obtenues sur la tranche, sur la face perpendiculaire au piston, l'excentricité est plus forte.

Sur un feuillet mince situé à droite extravasé entre la paroi bile antérieure et la paroi latérale en M', le grand axe de l'ellipse est horizontal, au lieu d'être vertical, comme dans les ellipses précédentes.

Donc, le grand axe des ellipses est toujours parallèle à l'écoulement de la matière.

Pour un effort de 12.000 kilogrammes exercé sur la paroi mobile de la boite, qui avait une surface de 6 décimètres carrés, et par conséquent pour une pression de 20 atmosphères, la schistosité a été assez grande pour que l'excentricité des ellipses isothermes produites sur la tranche ABCD ait été de 1,06 dans les parties inférieures, 1,1 vers le milieu de la boîte; sur la face de schistosité même MAE, l'excentricité a varié de 1,06 à 1,08. Sur la face de la portion extravasée dans la direction horizontale en M'v l'excentricité était de i,o3. La bande d'argile plastique après sa compression avait une longueur d'environ 20 centimètres et une épaisseur de 2cm,4-

Pour une pression de 3o atmosphères, l'excentricité sur la tranche était de 1,1 3.

Dans quelques expériences on a introduit dans le bloc d'argile des pointes de Paris, des bouts de fil de fer et, après la compression, les corps étrangers, dont une dimension était supérieure aux autres, se disposaient dans la masse suivant la direction de l'écoulement, comme l'avaient signalé déjà plusieurs observateurs dans eurs anciennes expériences.

En opérant de la même façon sur un dépôt obtenu par H. Fayol, à Commentry, au moyen d'un courant d'eau continu, qui a déversé pendant dix ans, dans les parties basses d'une galerie en fond de bateau, d'où l'eau s'échappait par des crevasses, des matières argilo-ferrugineuses, mêlées de matières charbonneuses, on a produit des courbes isothermes qui étaient des ellipses caractérisées par un rapport d'axes 1, a sur la tranche du bloc soumis à une pression de 4o atmosphères ; on s'était assuré qu'avant l'expérience les courbes isothermes produites sur 3. sections rectangulaires

entre elles, parallèles ou normales au plan du dépôt étaient circulaires. Souvent le bloc d argile présente après la compression sur la face de la schistosité parallèle au piston compresseur des stries semblables à celles qu'on observe à la surface de certaines roches schisteuses, par exemple, à Saint- tolomban-des-Villards, en Maurienne. Je n'ai pu discerner dans les sections les plus minces aucune trace de cristallisation en lumière polarisée dans l'argile plastique comprimée, qui acquiert pourtant après sa compression un degré de schistosité comparable à celui de beaucoup de roches naturelles pour des pressions équivalentes à celles de colonne d'eau qui n'auraient pas plus de a à 4 kilomètres de hauteur.

g 5. — STRUCTURE CLASTIQUE.

En dehors des structures qui viennent d'être décrites , il faut considérer celle des matières restées incohérentes au moment de leur formation, ou devenues incohérentes à la suite de la démolition des roches qui les comptaient parmi leurs éléments.

Au nombre des premières on doit d'abord citer les projections des volcans qui retombent comme une pluie de cendres et de pierrailles autour des cratères, en enveloppant leurs parois extérieures de cônes élevés les uns sur les autres par les éruptions successives. Ce sont tantôt des poussières fines, tantôt des lapilli, des scories tordues, criblées de trous par les vapeurs qui s'en dégagent pendant leur consolidation. Quelquefois des eaux ambiantes ou sorties avec elles à l'état gazeux et condensées à l'état liquide agglutinent toutes ces matières et en font des tufs.

Parmi les matériaux provenant de la désagrégation des roches, entraînés, puis déposés par les eaux qui les charrient, tantôt près, tantôt loin de leur origine, souvent décomposés ou modifiés pendant le transport et devenus fréquemment méconnaissables, doivent être mentionnés les sables, les galets, ou des débris beaucoup plus volumineux. Lorsqu'ils ont été déposés près de leurs gisements primitifs, ces détritus sont restés souvent anguleux. Très souvent

ils ont reçu, pendant ou après leur dépôt, des apports quelquefois siliceux, quelquefois calcaires, qui ont transformé les sables en grès, les galets en poudingue*, les morceaux anguleux en brèches. Tous ces matériaux de démolition sont appelés élastiques, du mot grec clastos, brisé; les roches solidifiées par des ciments qu'Us peuvent constituer, sont dites conglomérées.

Structure cataclastique (Brèches de froissement). 11 arme aussi que des fragments d'une roche éruptive brisée par des mouvements intestins ou par des mouvements généraux de Fécorce du globe, mêlés d'autres débris arrachés aux roches encaissantes, subissent des pressions de toutes sortes et les actions chimiques des émanations gazeuses ou liquides qui accompagnent l'éruption. Ils sont souvent cimentés sur place par la masse éruptive non encore consolidée. Ils forment les brèches de froissement, dont un certain nombre de géologues appellent cataclastique la structure.