CH. XXXV.] ORIGINE DES ROCHES MÉTAMORPHIQUES. A

cratère, en tourbillons énormes, et cela, pendant des jours, des semaines ou même des années sans discontinuité ; la vapeur et les gaz continuent à se dégager de la lave pendant toute la durée de sa consolidation. Par conséquent, lorsque les matières composantes du granit arrivent au contact des strates fossilifères, dans les entrailles d^ la terre, la pression, à ces profondeurs, étant véritablement prodigieuse, les fluides aériforraes ne peuvent s'échapper ; mais, arrivant aux roches, ils passent à travers leurs pores plus facilement que ne le ferait Feau elle-même (t. I, p. 58). Ces fluides, tels qu'hydrogène sulfuré, acide chlorhydrique et acide carbonique, sortent ensuite, en diflérents points, des fissures de la roche qu'ils ont décolorée et corrodée, amollie ou endurcie. Lorsque les coucUes sont humides, les gaz pénètrent plus facilement à travers la masse ; car, d'après les expériences de Henri, l'eau, sous une pression hydrostatique de 29 mètres, absorbe trois fois plus d'acide carbonique que sous la pression ordinaire de l'atmosphère. Bien que ce pouvoir d'absorption doive diminuer en raison de la température croissante des basses régions de la terre, le professeur Bischoff a démontré que la chaleur n'augmente pas dans une proportion qui soit capable de neutraliser l'eflet de l'accroissement de pression (I). Du reste, d'autres gaz que l'acide carbonique sont absorbés par l'eau, et avec d'autant plus de facilité que la pression est plus considérable. On considère donc aujourd'hui les roches les plus compactes, qui n'ont pas été exposées à l'air, ni desséchées, comme de véritables éponges pour l'absorption, et presque toujoura elles sont fortement imbibées d'eau. On comprend ainsi comment des gaz jouissant d'une température élevée, et arrivant au contact de ces roches, à de vastes profondeurs, se transmettent facilement à travers leurs pores. Bien que la matière gazeuse d'abord absorbée ne tarde pas à se condenser et à céder son calorique, cependant la succession très longue et continue des émissions

(!) Pogg. Ann., n* xvi, V Ȏrie, vol. HI.

Ma ROCHES MÉTAMORPHIQUES. [Cn. XXXV.

venant d'en bas finit par élever la température elle-même de Veau et celle de la roche contenante.

M. Fournet a démontré, dans sa description du gneiss métallifère des environs de Clermont en Auvergne, que toutes les petites fissures delà roche sont complètement remplies de gaz atide carbonique libre ; le gaz sort abondamment du sol, sur ce point et en différents autres de la. contrée voisine. Les éléments du gneiss sont tous, à Texception du quartz, devenus terreux, et de nouvelles combinaisons de l'acide avec la chaux, le fer, et le manganèse, sont continuellement en voie de se former (1) .

Les Stufas de Saint-Calogero, dans la plus grande des tles Lipari, nous fournissent un autre exemple de l'action ignée souterraine. En cette localité, d'après la description qu'en a publiée Hoffmann, on voit, sur près de 6 kilomètres le long de la côte, des couches horizontales de tuff formant des falaises de plus de 60 mètres de haut, et décolorées en divers endroits, ou profondément altérées par les vapeurs. Des argiles de couleur foncée sont devenues jaunes et souvent blanc de neige, ou bien ont acquis une structure bigarrée ou bréchiforme, traversées qu'elles sont de bandes ferrugineuses rouges. Sur certains points, les produits des fumerolles ont fourni, à l'analyse, des sublimés d'oxyde de fer ; mais il paraît aussi que des veines de calcédoine, d'opale et de gypse fibreux sont résultées des exhalations volcaniques (2).

Le lecteur consultera aussi avec fruit la description que M. Virlet a faite de la corrosion de roches dures, siliceuses et aspoïdes aux environs de Corinthe, corrosion exercée par l'action prolongée de gaz souterrains (3) ; il lira également avec intérêt les détails donnés par le docteur Daubeny sur la décomposition que les roches trachytiques, dans la solfatare

(1) Voyez Principes, etc., Indfe^ : Sources chargées d'acide carbonique, elc.

(2) Hoffmann, Liparischen Inseln, p. 38. Leipsick, 1832.

(3) Voyez Principes de Géol., et Bull, de la Soc, Géol. de France, t. H, p. 230.

eu. XXXV.] ORIGINE DES BOCHES MÉTAMORPHIQUES. £35

près de Naples, ont subie sous l'influence des gaz hydrogène sulfuré et acide cfalorhydrique (1) .

Bien que ces divers exemples ne nous montrent que des traits superficiels, il n*en est pas moins clair que les fluides gazeux ont dû traverser toute l'épaisseur des roches poreuses ou fissurées qui séparaient leurs réservoirs souterrains de l'air extérieur. La puissance totale de la croûte de la terre, que les vapeurs ont pénétrée ou sont en voie de pénétrer, peut aller jusqu'à plusieurs milliers de mètres, et l'action ignée, modifiante, de ces vapeurs s'étendre à travers la totalité de cette masse solide.

Nous savons, d'après les recherches du professeur Bischoff, qu'à ALx-la-Chapelle, la vapeur d'une source chaude, dont la température n'est cependant que de 183 à 167 degrés F. , a converti la surface de certains blocs de marbre noir en une masse pâteuse. Ce savant pense donc que la vapeur, au sein de la terre, jouissant d'une température égale ou même supérieure à celle du point de fusion de la lave, et possédant une élasticité dont même la marmite de Papin ne donnerait qu'une faible idée, doit transformer les roches en matière liquide (2).

Les observations précédentes répondent d'avance à certaines objections spécieuses qui ont été faites contre la théorie du métamorphisme : on a invoqué pour les roches leur faible pouvoir conducteur du calorique ; en réalité , les masses pierreuses, une fois desséchées à l'air, diff'èrent beaucoup, sous ce rapport, des métaux. On s'est dodo demandé comment des changements qui ne sauraient s' entendre qu'à quelques décimètres du contact d'un dyke^ avaient cependant pénétré à travers des masses montagneuses de couches cristallines mesurant plusieurs kilomètres de puissance* Nous avons fait voir que Fiafluencé plutonique de la syénite, en Norwége, s'était^ sur quelques

(I) Voyes Principes d» 6^., et tiaubeny, Vokanos, pi I6ti (È) Jamof, Ed. New PhU. Jwrn.i ii*5f < p. 4>.

436 ROCHES MÉTAMORPHIQUES. [Ca. XJKXV.

points, exercée jusqu à la distance de A60 mètres, soit dans le sens de leur plongeaient, soit dans celui de leur direction (voy. fig. 705, p. 430). C'est ici véritablement un cas extrême ; mais n'est-il pas beaucoup plus rationnel d'accorder à cette influence le pouvoir d'affecter, en certaines circonstances favorables, des masses épaisses, que d'inventer une cause entièrement nouvelle rendant compte de faits différant seulement par la quantité et non par la nature ? La théorie du métamorphisme n'assigne pas au granit exclusivement la faculté d'altérer par son contact les masses contiguës ; mais elle suppose simplement une action résidant à l'intérieur de la terre, à une profondeur inconnue, que cette action soit thermale, hydrothermale, électrique ou toute autre, pourvu ([u'elle offre de l'analogie avec celle qui s'est exercée auprès des masses granitiques d'intrusion ; cette action a, durant le cours de périodes infinies, et tirant peut-être sa source d'un vaste milieu en ignition, réduit, sur une épaisseur de milliers de mètres, des strates à un état de demi-fusion, et ces strates, par le refroidissement, sont devenues cristallines comme le gneiss. Le granit est peut-être un autre résultat de la même action ; seulement celle-ci aurait atteint son plus haut degré d'intensité, et produit la roche par fusion ; de cette manière s'expliquerait facilement le passage du granit au gneiss.

Si donc l'on considère dans leur ensemble les diverses observations que nous venons de recueillir, savoir les formes de stratification et la schistosité des roches métamorphiques, leur passage, d'un côté, aux couches fossilifères, et, d'uii autre côté, aux formations plutoniques, ainsi que les conversions incontestables survenues au voisinage du granit, on est en droit de conclure que le gneiss et le micaschiste ne sont autre chose que des grès micacés et argileux altérés, que le quartz en roche a dû provenir de grès siliceux, que le quartz grenu est peut-être résulté des mêmes matériaux. Le schiste argileux est une argile altérée, et le marbre saccharoïde fut d'abord un calcaire ordinaire rempli de coquilles et

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de coraux, plus tard transformé; enfin les sables et marnes calcaires ont été cfiangés en calcaires impurs cristallins.

((Le schiste amphibolique, dit le docteur Mac- CuUocli, paraît avoir été simplement une argile, car on obseh'e des argiles ou argiles schisteuses converties par le trapp en Lydienne, substance qui ne diffère guère du schiste amphibolique (1) que par la compacité et l'uniformité de texture (2). Dans nie Shetland, remarque le même auteur, le schiste argileux, au contact du granit, est parfois transformé en schiste amphibolique : le schiste est devenu d'abord siliceux, puis, au contact immédiat, il en est résulté un véritable schiste à honiblende (3). »

L'anthracite et le graphite ; que renferment parfois les roches hypogènes, ont sans doute été jadis de la houille ; car celle-ci, comme nous Tâvons remarqué, se convertit en anthracite non-seulement au voisinage de certains dykes trappéens, mais encore loin du contact des roches ignées, dans la région disloquée des Appalaches (â). A Worcester, à 72 kilomètres Ouest de Boston, État de Massachusets, existe un lit de plombagine (graphite) et d'anthracite impur alternant avec le micaschiste. Ce lit mesure environ 0",G0 d'épaisseur ; on l'a exploité à la fois pour en tirer du combustible et pour en fabriquer des crayons. A la distance de 48 kilomètres de la plombagine, on observe, vers les confins de Rhode Island, un anthracite impur en plaques qui contiennent des empreintes de plantes houillères des genres Pecopteris^ Nevropteris^ Calamités^ etc. Ce minéral, pour son caractère, tient le milieu entre l'anthracite de Pennsylvanie et la plombagine de Worcester dans laquelle les matières gazeuses ou volatiles (hydrogène, oxygène et azote) sont au

(1) Les minéralogistes français entendent un peu différemment ia Lydienne : ils la considèrent comme une sorte de jaspe noir, et par conséquent de composition assez éloignée de celle d'une roche à amphibole. ("Noie du traducteur J)

(2) Syst. ofGeol,, vol. I, p. 210.

(3) IMd.y vol. I, p. 211.

(4) Voyez ci-dessus, t. Il, pp.. 110, 418.

A88 ROCHES MÉTAVOBPHIQUeS, [Ca. XXXV.

carbone dans la proportion de 3 à 100, J*ai parcouru la contrée suivant diverses directions, et j'ai acquis la certitude que les schistes carbonifères à anthracite et plantes, qui souvent, à Rhode Island, passent au micaschiste, ont acquis, à Worcester, une texture complètement cristalline et métamorphique ; Vanthracitô a été partiellement transformé en cette sorte de carbone pur que Ton appelle plombagine ou graphite (1).

Suivant M. Delesse, les minéraux du calcaire hypo* gène varient suivant le degré de métamorphisme que la roche a subi : par exemple, lorsque la structure n'est que légèrement cristalline, le talc, lachlorite, la serpentine, l'andalousite et le disthène (kyanite) y dominent ; mais si la texture est cristalline d'une manière plus prononcée, on remarque plus spécialement dans la masse les espèces grenat, hornblende, wollastonite, dipyre, cou2éranite et quelques autres ; enfin, dans les cas où la roche est complètement cristalline, on observe, outre plusieurs des minéraux précédents, du mica et du feldspath, ce dernier se rapportant surtout aux variétés les plus riches en alcali. Le môme auteur ajoute : Comme les dépôts calcaires contiennent habituellement de l'argile alumineuse, on peut naturellement s'attendre à ren« contrer des silicates d'alumine dans ces roches, lorsqu'elles sont cristallines; c'est effectivement ce qui a lieu fréquemment, et parfois aussi on y trouve de l'alumine pure cristal^* lisée sous la forme de corindon (2).

M. Dana pense que l'acide phospborique du phosphate de chaux et le fluor du spatb^fluor, révélés si souvent par Tanalyse dans les calcaires cristallins, dérivent de débris de mollusques et d'autres animaux ; de môme, le graphite (qui est du carbone pur sous forme cristalline, avec ou sans mélange d'alumine, de chaux ou de fer) proviendrait de restes végétaux enfouis dans une gangue primitive,

(1) Lyell, Quart. GeoU Joum,y vol. I, p. 199.

(2) Delesse, BulleUn de la Société Géot, de France, S* lérie, t. IX, p. 426, i85l.

Ctf. XXXV.] ORIGINE DES ROCBES MÉTAMORPHIQUES. A39

Se fondant sur l'absence totale de toutes traces do fossiles au sein des couches cristallines, quelques géologues ont attribué l'origine de ces couches à une période antérieure à l'existence des êtres organisés. Dans les formations postérieures à la création des êtres, on peut admettre quelquefois, disent- ils, la destruction des fossiles par l'action plutonique ; mais ne devra-t-on point découvrir plus fréquemment leurs dépouilles à travers certains systèmes anciens de schistes qui, par exemple dans le Gumberland, contiennent des conglomérats ? Mais en raisonnant ainsi, ces géologues paraissent avoir oublié qu'il existe des formations stratifiées d'une puissance énorme et d'âges différents, quelques-unes très modernes, toutes produites après l'apparition des êtres vivants sur la terre, lesquelles, néanmoins, dans certains districts, sont complètement dépourvues de vestiges de corps organisés. Chez quelques-imes d'entre elles, les fossiles ont été effacés par l'eau et les acides, à plusieurs époques successives ; il est clair alors que c'est dans la couche la plus ancienne que l'on a le moins de chance de trouver des fossiles, même en supposant que cette couche ait échappé à toute action métamorphique.

On a objecté aussi à la théorie du métamorphisme, que la composition chimique des strates secondaires diffère essentiellement de celle des schistes cristallins qui seraient résultés de leur transformation (1). Les schistes primaires^ a-t-on allégué, contiennent habituellement une proportion considérable de potasse ou de soude, que n'ont pu leur fournir les argiles secondaires et les schistes, ces derniers étant le résultat de la décomposition de roches feldspathiques desquelles la matière alcaline s'est éloignée pendant le processus de décomposition. Mais ce raisonnement repose sur une base peu fondée et trompeuse, car un grand nombre de variétés de roches qu'on al'habitude d'appeler schiste, marne, argile, schiste argileux et argile schisteuse, contiennent une cer-

(I) D' Boase, Primary Gedogy, p. 319.

hiO ROCHES MÉTAMORPHIQUES. [Ci. XXXV.

laine proportion d'alcali» ou même, quelquefois, une quantité considérable; de telle sorte qu'il est difficile, en beaucoup de pays, de trouver de l'argile ou du schiste argileux assez libres d'éléments alcalins pour pouvoir être employés dans la poterie.

Les argiles et schistes argileux du Vieux Grès Rouge, dans le Forfarshire et autres parties, de l'Ecosse, sont tellement chargés d'alcali provenant de feldspath trituré, que souvent, au lieu de durcir au feu, ils fondent en verre. Us ne contiennent pas de chaux, mais paraissent composés de grains extrêmement fins de divers éléments du granit, que l'on distingue au milieu des variétés plus grossières et de la plupart des grès alternant avec ces dernières. Ces argiles et schistes argileux feuilletés ressembleraient certainement par la composition, s'ils cristallisaient, à plusieurs des couches primaires.

11 existe aussi de la potasse dans les débris de végétaux fossiles, et de la soude dans les sels dont les strates sont parfois fortement imprégnées en Patagonie. Enfin des. analyses récentes ont démontré que les couches carbonifères en Angleterre (1), les Siluriens Supérieur et Inférieur dans l' Est- Canada (2), et les schistes argileux (de date Cambrienne?) en Norwége (3), contiennent tout autant d'alcali que les roches métamorphiques en général.

On a déduit une autre objection de l'alternance de couches fortement cristallines avec d'autres qui l'étaient moins. La chaleur, a-tK)n prétendu, dans son mouvement ascensionnel, doit avoir traversé les schistes moins altérés avant de parvenir aux lits qui sont aujourd'hui les plus cristallins. En réponse à cette objection, je dirai d'abord qu'un certain nombre d'assises, différant beaucoup l'une de l'autre par leur composition, et venant à être soumises à une égale in-

(1)H. Taylor, Ed. New Philos. Joum,, vol. I, 1851, p. 140.

(2) Hunl, PkUot. Mag., V série, vol. VU, p. 237.

(3) Kyenly, Norsk. Mag. for Natwrvidônp, vol. VUl, p. 172.

Cl. XXXV.] ORIGINE DES ROCHES MÉTAMORPHIQUES. A Al

tensiié de chaleur, ne montreront pas, suivant tonte probabilité , le même degré de fusibilité relative. Les unes, pai* exemple, contiendront de la potasse, de la soude, de la chaux ou autres éléments capables d'agir comme flux ; d'autres seront dépourvues de ces mêmes éléments, et par conséquent se montreront tellement réfractaires, qu'elles seront très peu affectées par la quantité de calorique suffisante pour réduire d'autres roches à l'état de demi-fusion. Il ne faut pas non plus perdre de vue qu'en thèse générale, les masses les moins cristallines se rencontrent plutôt à la partie supérieure, et les plus cristallines au niveau inférieur de chaque série métamoi'phique.

De plus, le métamorphisme a dû souvent exercer sa force longtemps après que les couches avaient acquis leur position verticale ; il peut agir de même aujourd'hui, dans une sphère plus restreinte, et continuer son influence sur les nouveaux tout aussi bien que sur les anciens lits. Pour prouver la conversion partielle en gneiss de certaines portions de couches fortement inclinées, je citerai le Mémoire de Sir R. Murchison sur la structure des Alpes. Des schistes, que l'on désigne dans le pays sous le nom de Flisch (voy. ci-dessus, 1. 1, p. 361) , et qui surmontent le calcaire nummulitique d'âge Éocène, — en plus de ces schistes, quelques bandes arénacées et d'autres, calcaires, alternent un grand nombre de fois avec des assises de roche granitoïde analogue par ses caractères au gneiss (i). Dans ce cas particulier, la chaleur ou la vapeur, ou bien l'eau à une température excessivement élevée, ont peut-être traversé les couches plus perméables et les ont altérées au point de déterminer un mouvement intérieur et un arrangement nouveau des molécules ; les couches adjacentes n'ont point donné passage aux mêmes agents, ou, si elles leur ont laissé la voie libre, du moins n'ont-elles pas été influencées : elles ne contenaient pas de matériaux aussi fusibles. Quelle que soit l'hypothèse que l'on adopte, les

(1) G9o\. Quart. Journ,, toI. V, p. 211, 1818.

hhi aOCflES MÉTAMOEPHIQUBS. tCfl. XAXV.

phénomènes établissent sans contestation la possibilité du développement, dans un dépôt tertiaire, de la structure métamorphique suivant les joints parallèles & la stratifié cation.

Que ce parallélisme soit la règle ou qu'on ne doive l'accepter que comme une exception pour le gneiss et pour le micaschiste ou autres formations de la même famille, c est là une question importante que je discuterai en détail dans le prochain chapitre.

CLXXXVl.] ORIGINE DES ROCHES MÉTAMORPHIQUES. hh^