CB. I. ] ROCHES VOLCANIQUES

devons ensuite examiner est celle des roches volcaniques, c'est-à-dire qui ont été produites près de la surface ou à la surface de la terre, soit à des époques reculées, soit dans les temps modernes, par l'action du feu ou de la chaleur souterraine. Ces roches, pour la plupart non stratifiées, sont dépourvues de fossiles. Elles sont plus limitées que les formations aqueuses, du moins quant à leur étendue horizontale. Au nombre des contrées de l'Europe où elles présentent des caractères auxquels on ne saurait se méprendre, je dois citer non-seulement la Sicile et le pays qui environne Naplçs, mais encore l'Auvergne, le Velay et le Vivarais (aujourd'hui les départements du Puy-de-Dôme, de la Haute-Loire et de l' Ardèche) , au centre et vers le sud de la France. On compte , dans ces dernières régions, plusieurs centaines de petites montagnes coniques, ayant la forme des volcans modernes, et très souvent munies de cratères plus ou moins parfaits à leur sommet. Ces petites montagnes ou cônes se composent de lave , de sable et de cendres , semblables à ceux des volcans en activité. Des' coulées de lave ont laissé parfois des traces visibles, depuis le sommet des cônes jusqu'au bas des vallées voisines, où elles ont obstrué les anciens canaux des rivières par des roches solides, de la même manière que certaines coulées de lave le font encore Aujourd'hui ,en Islande; dans ces cas, les rivières se sont frayé un étroit passage audessous de la lave ou bien sur les côtés. Quoique ces volcans français n'aient donné aucun signe d'activité depuis les époques historiques, leurs formes n'en sont pas moins souvent parfaites. Quelques-uns cependant ressemblent à de vrais squelettes de volcans ; les pluies et les torrents ont corrodé leurs flancs, emporté le sable et les scories, et n'ont laissé en place que les matières les plus dures et les plus solides. Par suite de cette érosion et des tremblements de terre qui ont mis à découvert leur structure interne, on aperçoit non-seulement des lits successifs et des masses de lave poreuse , de sable et de scories, mais encore des murs perpendiculaires, ou dykes^ comme on ks appelle, de roches volcaniques qui

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ont pénétré au travers des autres roches. On observe de semblables dykes au Vésuve, à TEtna et dans d'autres volcans, actuellement en activité. Us ont été formés par la pénétration de la matière fondue , poussée d'en haut ou d'en bas dans les fissures ouvertes ; ils traversent ordinairement des dépôts de tuf volcanique , substance produite par une sorte de pluie de cendres et de sable lancés de l'intérieur de la terre par l'explosion des gaz volcaniques.

Outre ces points particuliers de la France, on cite d'autres contrées comme le nord de l'Espagne, le sud de la Sicile, le territoire Toscan, les provinces basses du Rhin et la Hongrie, où l'on rencontre des volcans éteints qui conservent une forme conique et présentent des cratères avec coulées de lave.

On signale également en Angleterre, en Ecosse, en Irlande et presque dans tous les pays de l'Europe, d'autres roches auxquelles on attribue une origine ignée, quoiqu'elles ne forment pas des monticules à cônes et cratères. Ainsi, il n'est pas douteux que la roche de Staffa et celle de la Chaussée des Géants, appelée basalte, soit volcanique, car elle ressemble, par sa structure et sa composition minéralogique, aux coidées de lave qui se sont échappées des cratères des volcans. Il existe aussi, ^ns diverses parties des îles de l'Angleterre, des roches basaltiques et ignées semblables, asso-' ciées à des lits de tuf et qui forment des dykes pareils à ceux dont nous avons déjà parlé. La plupart des couches à travers lesquelles ces dykes ont percé sont ordinairement altérées au point de contact, comme si elles avaient été exposées à la chaleur d'une matière en fusion.

L'absence de cônes, de cratères et de coulées de lave superficielles, en Angleterre et dans plusieurs autres pays, doit être attribuée à ce que les éruptions ont été sous-marines ; il en a été d'elles comme d'un grand nombre de volcans qui, de nos jours, font éniption au fond de la mer. Mais nous traiterons plus amplement de cette matière dans les chapitres sur les roches ignées , chapitres dans lesquels

CiM. ] ROCHE» PLUT0N1QUE8. 11

nous montrerons que ai différentes formations sédimentaires qui contiennent chacune leurs fossiles caractéristiques , ont été déposées à des périodes successives, de même le sable et les scories volcaniques ont été lancés de l'intérieur de la terre, et les laves se sont répandues à sa surface ou sur le lit de la mer, ou bien ont injecté des fissures, à des époques également très différentes; de telle sorte que les roches ignées, aussi bien que les roches aqueuses, peuvent être classées, par séries chronologiques, en monuments destinés à jeter un grand jour sur la succession d'événements relatifs h l'histoire de la terre.

Roches pintoni^nes {Granit, etc.). — Nous avons éta'bli l'existence de deux ordres distincts de masses minérales : les masses aqueuses et les masses volcaniques ; mais si nous examinons une portion considérable de continent, si surtout cette portion renferme une chaîne de hautes montagnes, nous ne tarderons pas à découvrir deux autres groupes de roches très distinctes de toutes celles que nous avons décrites, et que nous ne saurions assimiler ni aux dépôts qui s'accumulent aujourd'hui dans les lacs et dans les mers, ni à ceux qui doivent leur origine à une action volcanique. Les différents membres de ces deux divisions de roches se ressemblent en ce qu'ils sont cristallins au plus^ haut degré et dépourvus de débris organiques. On a donné le nom de/?/wtoniques aux roches de la division qui comprend les granits et certains porphyres, roches qui, dans quelques-uns de leurs caractères, sont alliées de très près aux formations volcaniques. Les membres de l'autre division sont stratifiés et souvent schisteux ; ils ont été nommés par quelques auteurs sc/nstes cristallins. Dans ce groupe sont compris le gneiss, le schiste micacé (ou micaschiste), le schiste amphibolîque, le marbre statuaire, les espèces les plus fines d'ardoises employées dans la toiture, et d'autres roches que nous décrirons par la suite.

Comme on ne peut observer aujourd'hui, dans ce qui se forme à la surface de la terre, rien de strictement analogue à

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ces produits cristallins, on se demande naturellement d'après quelle base il faudra les ranger dans un système de classification fondé sur l'origine des roches. Pour répondre à cette question, je ne saurais donner en peu de mots l'exposé du long enchaînement de faits et de raisonnements au moyen desquels les géologues sont pai-venus à saisir l'analogie des roches en question avec celles qui se forment aujourd'hui à la surface de la terre. Néanmoins j'essaierai d'en exposer brièvement la conclusion. Les diverses espèces de granit qui constituent la famille plutonique sont, comme on le suppose, d'origine ignée ; mais on pense qu'elles ont été formées sous une grande pression, à une profondeur considérable dans la terre, ou, quelquefois peut-être, sous d'énormes masses d'eau qui les surmontaient. De même que la lave des volcans, elles ont dû être d'abord à l'état de fusion, se refroidir ensuite et cristalliser, mais avec une lenteur extrême, et dans des conditions très différentes de celles qui produisent le refroidissement des corps en plein air. Elles diffèrent donc des roches volcaniques, non-seulement par leur texture plus cristalline, mais encore par l'absence de tufs et de brèches, sortes de produits des éruptions qui ont eu lieu à la surface de la terre, ou sous les mers, mais à une profondeur peu considérable. Elles s'en distinguent également par l'absence de pores ou cavités cellulaires auxquelles donnent ordinairement lieu les gaz qui se trouvent renfermés dans la lave.

Quoique le granit ait souvent pénétré d'autres couches, il est cependant rare, si toutefois on l'a jamais observé, qu'il se trouve sur la surface de ces couches comme s'il y avait été déposé par les ^eaux. Mais , comme au contraire ce cas est constant pour les roches volcaniques, on a nommé celles-ci couches svs ' jacentes {o'cerhjing^ docteur Mac Culloch). M. Necker a proposé de nommer couches sous -Jacentes [underlying) les granits, afin de désigner la forme contraire, sous laquelle ils se présentent invariablement.

Boches métamorphiques on cristallines, stratlllées. — Ltl

quatrième et dernière grande division de roches comprend

en. I.] ROCHES MÉTAMORPHIQUES. 13

les couches cristallines, les schistes appelés gneiss, micaschistes, schistes argileux, schistes chloritiques, le marbre et autres, dont l'origine est plus douteuse que celle des trois autres divisions. Ces roches ne contiennent ni galets, ni sable, ni scories, ni fragments angulaires ; elles ne contiennent non plus aucunes traces de corps organiques ; elles sont souvent aussi cristallines que le gi^anit et elles se divisent en lits qui ressemblent , par leur forme et leur disposition, à ceux des formations sédimentaires ; elles sont donc stratifiées. Les lits sont souvent composés de substances qui varient par leur couleur, leur composition et leur épaisseur, comme nous le remai-quons précisément dans les dépôts fossilifères stratifiés. D'après la théorie de Hutton, que j'adopte comme la pl^is probable et que j'expliquerai plus amplement ailleurs, les matériaux dont ces couches ont été primitivement formées se sont déposés dans l'eau sous la forme ordinaire de sédiment, mais elles ont été altérées plus tard si profondément par la chaleur souterraine, qu'elles ont acquis une nouvelle texture. Dans de certains cas, des couches fossilifères sont devenjies parfaitement cristallines, de terreuses qu'elles étaient, et cela jusqu'à une distance de plus de 400 mètres de leur contact avec le granit. Dans d'autres cas, des pieiTes calcaires noirâtres, remplies de coquilles et de coi^ux, ont été converties en marbre blanc statuaire, et des argiles dmes, contenant des débris de végétaux et auti'es, ont été transformées en micaschistes et en schistes amphiboliques, et tous vestiges des corps organiques ont été détruits.

Quoique nous ignorions jusqu'à un certain point la nature précise de l'influence qui a produit ces changements, il n'en est pas moins évident qu'il existe une certaine analogie entre cette influence et celle qui naît de la chaleur et des gaz volcaniques. On peut donc, à juste titre, appeler cette action plutonique^ car elle semble s'être développée dans les régions même où les roches plutoniques ont pris naissance, et dans des conditions identiques de pression et de profondeur. On se demande si c'est l'eau chaude, la vapeur ou l'électricité

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qui, pénétrant dans lésinasses stratifiées, ont produit la texture cristalline ; niaia.il est évident que Tinfluence plutonique s'est fait sentir souvent à travers les masses stratifiées.

En me rendant à Thypothèse dont j'ai parlé ci-dessus, j'ai proposé, dans la première édition des Principes de géologie (1833) , le mot métamorphique pour désigner les couches altérées, expression dérivée de furà, meta {trans) , et (xopfr,, morphe (forma) .

Nous avons donc à considérer, sous le rapport de leur origine, quaU*e grandes classes de roches : aqueuses, volcaniques, plutoniques et métamorphiques. Nous ferons voir, dans le cours de cet ouvrage, que les différents membres, dans chacune de ces quatre classes, datent de plusieurs époques successives. Toutes ont eu des produits contemporains, et toutes aussi se trouvent encore aujourd'hui en voie de formation sur une grande échelle. Il n'est pas vrai, comme on a pu le supposer autrefois, que tous les granits, ainsi que les couches cristallines ou métamorphiques , aient été. produits les premiers, qu'ensuite se soient déposées sur les précédents les roches aqueuses et volcaniques, ce qui placerait ces dernières dans un rang secondaire d'ancienneté.

Cette idée erronée fut adoptée dans l'enfance de la science, alors que l'on considérait toutes les formations stratifiées ou non stratifiées, terreuses ou cristallines, avec ou sans fossiles, comme étant d'origine aqueuse. On supposait, à cette époque, que la fondation devait être plus ancienne que la partie supérieure de l'édifice : mais on découvrit plus tard que cette opinion n'était pas la déduction légitime des faits ; car les parties inférieures de la croûte terrestre ont été souvent modifiées et même entièrement changées sous l'influence des causes vokaniques, souterraines et autres, tandis que les formations supérieures n'ont été aucunement altérées. En d'autres termes, les destructions et les rénovations successives ont donné naissance à de nouvelles roches en dessous, tandis que celles qui étaient au-dessus, qu'elles fussent cristallines ou fossilifères, sont restées dans leur ancienne condition.

CB. I J ROCHES MÉTAMORPHIQUES. lô

Même dans les villes telles que Venise et Amsterdam, on ne saurait admettre comme absolument vrai, que les parties supérieures de chaque édifice, construites en briques ou en marbre , soient plus modernes que les fondations sur lesquelles elles reposent ; car celles-ci consistent souvent en pilotis qui peuvent avoir pourri et avoir été remplacés par d'autres, sans que le moindre dommage ait été causé aux bâtiments qu'ils soutiennent ; pendant toute la durée des remplacements successifs des fondations, les parties supérieures des édifices ont pu n'exiger aucune réparattei et avoir été constamment habitées. Il en est de même de la surface habitable du globe, relativement aux énormes masses de roches qui se trouvent immédiatement dessous ; cette surface a pu rester la même pendant des siècles, tandis que les matériaux sous-jacents, à de grandes profondeurs, ont pu passer de l'état solide à un état fluide, puis se consolider de nouveau et finir par acquérir une texture nouvelle.

Toutes les roches cristallines peuvent, jusqu'à un certain point, être considérées comme appartenant à une même grande famille, qu'elles soient stratifiées ou non stratifiées , plutoniques ou métamorphiques ; il conviendra donc souvent de les désigner toutes par un nom commun. Mais puisqu'il est maintenant démontré qu'elles sont d'époques différentes, et quelquefois même plus nouvelles que les couches appelées secondaires, les moi% primitif ei primaire qu'on leur donnait autrefois devront être abandonnés, car ils impliqueraient une contradiction manifeste. Il devient, par conséquent, indispensable de trouver un nom nouveau qui n'ait pas d'importance chronologique et qtiî, tout en étant applicable au granit comme au gneiss (aux roches plutoniques comme aux roches altérées) , ait quelque rapport avec les caractères qui distinguent ces roches des produits volcaniques et inaltérés. J'ai proposé , dans les Principes de géologie (!'* édît. ^ vol. III) , le mot hypogène, dérivé de ûicb, dessous^ et de yfvofji&j, être ou être né. Ce mot signifie théoriquement que le granit, le gneiss et le^ autres formations cristallines sont semblables aux

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roches bas- formées ^ ou roches qui n*ont pas acquis à la surface de la terre leur forme et leur structure présentes. Ces roches occupent la place la plus inférieure dans Tordre de la superposition.^

Dans certaines régions comme les Alpes, où Y on peut citer quelques masses de granit et de gneiss d'une date comparativement plus moderne que les autres, appartenant, par exemple, à la période que nous décrirons plus loin sous le nom de tertiaire^ ces masses ne sont encore que des roches sous-jacentes. Elles ne reposent jamais sur des formations volcaniques ou trappéennes , ni sur des couches contenant des débris organiques. Elles sont donc hypogènes , car elles se trouvent au-dessous de toutes les autres.

D'après ce que nous venons de dire, le lecteur comprendra qu'on peut étudier chacune des quatre grandes- classes de roches sous deux points de vue distincts : on peut d'abord les considérer simplement comme masses minérales , tirant leur origine de causes particulières, ayant une certaine composition, une forme et une position particulières dans la croûte terrestre, ou possédant d'autres caractères positifs et négatifs, tels que la présence ou l'absence de débris organiques. En second lieu, on peut voir dans les roches de chaque classe une grande série chronologique de monuments qui attestent une succession de faits dans l'histoire primitive du globe et des êtres vivants qui l'ont habité.

Je vais donc continuer à parler de chacune des familles de roches, d'abord sous le rapport de leurs caractères non chronologiques, et ensuite sous celui de leur succession aux diverses époques où elles ont été formées.

en. II.] COMPOSITION MINÉRALE DES COtCllES. 17