CHAPITRE XXXVI

ORIGINE DES BOCHES NÉTAM0RPHIQ\{E3 (lUf'to).

DéOnition des joints, du clivage schisteux et de la division en feuillets. — Causes supposées de ces sortes de structure. — Théorie mécanique du clivage. — Raccourcissement et allongement de roches schisteuses par pression latérale. — Combinaison possible des forées cristalline et mécanique. — - Schistosité de certaines roches volcaniques, due au mouvement. -^ La siruolure feuil» letée des schistes cristallins est-elle ordinairement parallèle aux plans primitifs de stratification? ^ Exemples en Norwége et en Suède. — La division en feuiUetf, dans les roches homogènes, peut cdïnclder avec les plana de clivage, et, ehes eellea qui ne se clivent pas, elle correspond parfois au sens de stratification* -^ Causes d'irrégularités dans les plans des feuillets.

Nous avons déjà vu que des forces cristallines d'une grande intensité s'étaient fréquemment exercées sur des couches sédimentaires et fossilifères, longtemps après leur consolidation ; on demandera ici, naturellement, si les minéraux composants des roches altérées se disposent habituellement dans un sens parallèle aux plans originels de stratification, ou bien si, après la cristallisation « ils ont pris plus ordinairement une autre position.

Pour mieux saisir toute la portée de cette question, il est bon d'apprendre d'abord à bien distinguer ces mots c/zvage et division feuilletée. On compte quatre genres dis^ tincts de structure des roches, savoir : la stratification, les joints, le clivage schisteux (schistosité) (1) et les feuillets; ces quatre genres exigent des noms particuliers, bien que, dans certains cas, même après l'étude la plus attentive, il soit impossible de dire à quelle classe chacun d'eux appartient

Le professeur Sedgwick, dont l'essai On the Structure of large Minerai masses (sur la structure de grandes masses

(I) Nom adopté par lea géologues français. {Note du traàu^iur.)

hili ROCHES MÊTAMOHPHIQUES. [Cn.SXXVl.

minérales) a jeté un premier jour sur ce sujet obscur, établit que les joints se distinguent des lignes de clivage schisteiix^ en ce qu'une roche intervenant entre deux joints n'offre plus de tendance à se cliver dans une direction paraK lèle aux plans de ceux-ci , tandis qu elle est susceptible de sous-divisions à l'infini suivant le sens de son clivage schisteux particulier (1) . Dans quelques cas où les couches sont courbes, les plans de clivage se montrent encore parfaitement parallèles. On en observe un exemple dans les roches schisteuses d'une partie des Galles (fig. 706) ; ces

Fie. 706. — Plans i^rallèlet de clivage coapant dea couches recourbées (Sedgwick).

roches consistent en un schiste dur, verdàtre (phyllade). Le véritable sens des couches de cette localité est indiqué par un grand nombre de bandes parallèles, les unes plus foncées et les autres plus claires que la teinte générale de la masse. Ces bandes concordent avec les véritables plans de stratification, partout où ceux-ci se manifestent par des ondulations ou des lits contenant des corps organiques particuliers. Quelques-unes des couches contournées montrent une structure mécanique grossière, et alternent avec des schistes chloritiques cristallins à grains fins ; alors, le même clivage schisteux traverse les lits plus grossiers comme les plus fins, d'autant plus net cependant que les matériaux composants de la roche sont plus ténus et plus homogènes. Dans le cas, seulement, d'éléments tout à fait grossiers, les plans de clivage disparaissent complètement. Ces plans inclinent d'ordinaire sous un angle très aigu relativement à celui des couches. Dans les Welsh (collines ainsi nommées) , la valeur moyenne de l'incidence est à peine de 80 à 40 degrés.

(I) En d'autres termefl, et plus brièvement : le clivage schisteux sons-divise une roche entre deux joints. (î^oie du traducteur.)

Co. XXXVI.] JOINTS» CUV AGE SCHISTEUX ET FEUILLETS. 445

Quelquefois les plans de clivage plongent vers le même point de la boussole que ceux de stratification, mais plus fréquemment c'est dans des directions opposées. On peut établir la règle générale suivante : Lorsque des lits de matériaux grossiers alternent avec d'autres lits composés de particules plus fines, le clivage schisteux se trouve limité à ces derniers, ou ne se montre que très imparfaitement dans les premiers. Et cette règle est vraie, que le clivage soit parallèle ou ne le soit pas aux plans de stratification (1).

Quant BXix joints y ce sont des fissures naturelles qui souvent traversent les roches en lignes droites et parfaitement nettes. Ils fouraissent au carrier, ainsi que l'observe M. Murcliison parlant du phénomène tel qu'il se montre dans le Shropshire et les comtés environnants ; ils fournissent, disons-nous, le plus utile secours au mineur pour conduire l'extraction des blocs ; et si un nombre suffisant de joints se croisent les uns les autres, la masse entière de la roche se sépare en portions symétriques. Les faces des joints sont généralement plus unies et plus régulières que celles des véritables sti*ates. Les joints sont des fentes étroites, souvent un peu béantes, passant la plupart non -seulement au travers de dépôts successifs, stratifiés, mais encore partageant des masses arrondies de calcaire ou d'autres matières qui ont été formées par voie de concrétion postérieurement à l'accumulation des couches. Les joints, par conséquent, se sont probablement produits par suite de l'un des derniers changements qu'auraient subis les dépôts sédimentaires (2).

Dans le diagramme suivant (fig. 707) , les surfaces planes A, B, C, représentent des portions exposées de joints, auxquelles des faces d'autres joints, JJ, sont parallèles ; SS sont les lignes de stratification ; DD, celles de clivage schisteux, coupant sous un angle aigu les plans de stratification.

(1) GeoL Trans., 2* série, vol. Ul, p. 461.

(2) Silurian System, p. 24ii.

AA6 ROCHES IIÉTAMORPHIQUES. [Ci.AXXVI.

Dans les Alpes de la Savoie et de la Suisse, ainsi que l'a observé M. Bakewell, d'étroites solutions de continuité, presque verticales, coupent régulièrement d'énormes masses calcaires ; les joints y sont quelquefois beaucoup plus sensibles

Fio. 707. - Stratiilcation, joinU tl clivai* (D'aprèt le Silurian System de MurchlMo, p. 115.)

que les divisions de la stratification, et un géologue non expérimenté les confond presque inévitablement : il suppose que les couches sont perpendiculaires, sur des points cependant où, de fait, elles se dirigent presque horizontalement (1).

Or, on a cru voir dans ces joints des divisions analogues à celles qui séparent les roches volcaniques et plutoniques en masses cuboïdes ou prismatiques. On remarque, sur une pe* tite échelle, que l'argile ou l'amidon se partagent, en séchant, sous des formes semblables ; la cause en est due souvent à une simple contraction, soit que le retrait provienne de l'évaporation de l'eau, soit qu'il appartienne à un changement de température. Un fait est parfaitement connu : c'est que divers grès et autres roches se dilatent sous l'influence d'une élévation modérée de température , et ensuite se contractent par le refroidissement; sans aucun doute, aussi, de vastes portions de la croûte terrestre ont, durant le cours des âges, été soumises itéralivement à des conditions très variables de chaleur et de froid. Ces alternatives de température ont probablement contribué, dans de très larges proportions, à la production des joints à travers les roches.

(1) Introduction to the Qeology^ chap. IV.

Cl. XXXVI.] JOINTS, CLIVAGE SCHISTEUX ET FEUILLETS. hi7

Dans quelques contrées, par exemple en Saxe, où les masses de basalte reposent sur le grès, la roche aqueuse a pris, jusqu'à une distance de plusieurs décimètres à partir du point de jonction, une structure colonnaire semblable à celle du trapp. De même, certaines masses exposées à la chaleur d'un fourneau sans atteindre, cependant, le point de fu* sion, ne sont pas moins devenues prismatiques. Des cristaux aussi acquièrent, sous l'influence de la chaleur, une autre disposition moléculaire : ils se clivent dans une nouvelle direction, leur forme extérieure restant la même (1).

Le professeur Sedgwick, parlant des plans de clivage schisteux lorsqu'ils sont décidément distincts de ceux de la sédimentation (des lits, des couches, des strates), déclare, dans l'ouvrage que nous avons cité, que, suivant son opinion, ni retrait des parties, ni contraction dans les dimensions des roches passant à l'état solide, ne sauraient rendre compte du phénomène. Il le rapporte donc à des forces cristallines ou polaires agissant simultanément et avec assez d'uniformité, suivant des directions déterminées , sur de larges masses ayant une composition homogène.

Quant au clivage schisteux. Sir John Herschell pense que (( des roches chauffées à un degré suffisant pour commencer à cristalliser, c'est-à-dire' portées à une température qui permette aux particules de se mouvoir, au moins chacune autour de son axe, de telles roches doivent obéir à quelque loi générale déterminant la position dans laquelle les fines parties se grouperont en refroidissant. Probablement cette position aura de certains rapports avec la direction de la chaleur. Or, lorsque toutes ou presque toutes les molécules d'une même nature montrent une tendance générale à un arrangement de ce genre, il doit naître un sens particulier de

. (I) U en est ainsi de VOuralUêj minéral décrit par M. G. Rose, et qui se rencontre en cristaux dans les didrites de rOural ; ces cristaux ont la forme du pyroxène (augile), mais ils possèdent un cliva(^ de 124* 30' propre à ramphibole hornblende; leur structure intiriedre aurait donc, ici, été modiilée postérleu. rement à leur ibrmatidn, par toië dto métimorpldime Igné. (Soi$ du trâi.)

AA8 ROCHES MÉTAMORPHIQUES. [CB.XXXVl.

clivage. C*est ainsi que nous voyons des cristaux infiniment petits, récemment précipités de sulfate de baryte ou d'autres dissolutions analogues, se disposer d'eux-mêmes au sein du fluide qui leur a servi de véhicule ; lorsque, api-ès, on agite le dépôt, on voit tous ces cristaux briller suivant une même direction parallèle ; ils ressemblent à des filaments soyeux. Certaines sortes de savons à margarates insolubles (1) montrent le même phénomène dans l'eau. Or, ce que fournissent nos expériences en petit doit se reproduire également dans la nature sur une plus grande échelle (2) . »

D'aprèsles observations du professeur Phillips, des coquilles et trilobites fossiles, au sein de certaines roches schisteuses, auraient été fortement déformés quant à leurs contours, et tordus suivant toute espèce de direction. Ce changement, ajoute-t-il, semble être résulté d'un mouvement « d'étirage» {creeping) des particules de la roche le long des plans de clivage ; la direction en est toujours uniforme pour une même localité, et Ton peut, dans quelques cas, mesurer l'étendue de la déformation, qui va jusqu'à 6 et même 12 millimètres. Les coquilles dures ne sont point affectées, mais seulement les plus minces (3) . M. le docteur Sharpe, poursuivant le même genre de recherches, estarrivé à conclure que les formes tordues actuelles des coquilles, an milieu de plusieurs roches schisteuses en Angleterre, peuvent s'expliquer par la supposition que ces roches auraient subi une compression perpendiculaire aux plans de clivage, et une expansion correspondante suivant le sens de plongement du même genre de division (4).

(1) L'acide margarique est un acide oléagineux que Ton exlrait de différentes matières grasses animales ou végétales. Un margarate est une combinaison de l'acide précédent avec la soude, la potasse ou autres bases, et tire son nom de l'éclat perlé qu'il présente.

(2) Lettre adressée à rauleur, du Cap de Bonne-Espérance, en date du 20 février 1836.

(3) Report BriL Assoo.^ Gork, 1843, Sect. p. 30.

(4) Quart, GeoL Joum., vol. UI, p. 87, 1847.