ROCHES IGNKES DE LA REGION

La première question qui se présente à l'esprit, au sujet des roches ignées de la région que nous étudions, c'est pourquoi on lés trouve plus souvent dans le massif des roches mésozoïquesqu'ailleurs? Quelle que soit répaisseur attribuée aux roches mésozoïques, et quel que soit le surcroît de pesanteur qui en dérive naturellement en ces points, on ne peut attribuer la fréquence des filons, à la plus grande pression ni à la plus grande chaleur. L'épaisseur des couches éozoïques adjacentes est aussi grande que celle des séries mésozoïques les plus importantes; c'est cependant sur ces terrains éozoïques qu'existent les pays les moins affectés par des agents volcaniques, et quoique ça et là les anciens filons se fassent voir, ce n'est nullement la règle mais plutôt l'exception ; tandis qu'on pourrait dire qu'il n'y a pas de terrain piésozoïque dans les Etats-Unis du Nord, sans ces roches éruptives. Cela fournit un argument assez fort en faveur de la théorie de l'origine des forces volcaniques à peu de distance de la surface de la terre; parce que si on attribuait l'action déterminante des filons à un soulèvement général du centre de la terre, on ne pourrait comprendre cette répartition irrégulière des masses éruptives, absentes dans les points découverts et concentrées dans les points où se trouve un recouvrement mésozoïque.

Les dispositions qu'alfectent ces roches éruptives, sont aussi variées que les caractères des diverses espèces lithologiques rencontrées.

D'abord, on remarque la tendance des filons à accuser une direction N ou E, excepté près de la Susquçhanna, où il y

a aussi des filons dont la direction d'affleurement est N. O. et N. E. Un nouvel argument pour prouver que le lit de la Susquehanna a été tracé par une faille se présente ici ; peu de filons en effet traversent le fleuve, et aucun ne conserve sur les deux rives la même direction.

Les roches ignées se présentent de deux façons différentes. Elles sont en forme de filon uni ou sans embranchements -, ou bien elles sont disposées comme les laves et les basaltes des montagnes Rocheuses, qui sous le nom Mesas forment des épanchements qui ont couvert un espace plus ou moins étendu, mais dont les fentes ont déterminé les limites. Dans les deux caç, il y a des régions de plusieurs dizaines de kilomètres carrés, où on ne trouve que les fragments et blocs en place de roches éruptives (comme par exemple près de Dillsburg etc.)

Toutes ces roches éruptives appartiennent aux syénites ou aux dolérites^ suivant leurs conditions de solidification; et on les trouve réunies sur le même affleurement à peu de distance. Par exemple dans les environs deGettysburg, on trouve ces deux espèces de roches réunies, parmi les débris de divers filons qui s^ rencontrent. En général, on peut dire que la texture la plus grossière, et la roche la plus amphibolique, caractérisent le filon qui se trouve à TEst et qui lorme Benner's Hill etc., sur les bords de Rock Creek.

La roche la plus massive et du grain le plus fin, est à rOuest, dans le a Seminary Ridge » -, mais on ne peut trouver des échantillons des deux variétés, qu'en suivant le faîte oriental vers le Nord. De plus, Tmfluence du voisinage du grès rouge sur les formations qui le bornent est indiscutable. Çà et là on voit des filons éruptifs, qui traversent les limites du mésozoîque et se perdent quelquefois à une distance très considérable de la limite des roches éozoïques. Un exemple en est fourni par le filon indiqué sur la carte du comté de Lancaster, qui avait échappé à Rogers. Ce filon possède

du reste un intérêt de plus, en ce qu'il est le plus long, à une seule exception, de la Pennsylvanie ; et qu'il parait avoir eu une influence déterminante, sur la ségrégation des minerais différents en plusieurs endroits de son parcours.

Les roches éruptives dont les sections minces ont été examinées au microscope, sont toutes des roches ignées basiques. Ce sont, de plus> presque toutes, des dolérites à grains plus ou moins fins. Cependant il est rare que Taugite qui domine dans leur coniposition comme substance amphotérolitique (Naumann), ne se trouve pas associé à une certaine quantité d'amphibole. En outre, trait assez singulier pour des roches éruptives de ce genre, on remarque la présence fréquente de quartz hyalin, parmi les minéraux généralement pauvres en silice qui les composent. Au microscope ce quartz ne se montre presque jamais cristallisé , mais il existe ordinairement en grains amorphes comme du verre.

Le feldspath le mieux représenté et qui domine sur tous les éléments constitutifs de ces roches, est le labradorite ; il se montre en étroites lames, traversées suivant Taxe principal des cristaux, par d'innombrables stries hémitropiques. Cependant l'anorthite et l'oligoclase se trouvent entremêlés çà et là. Je donne ici le résumé de l'étude de plus de cinq cent coupes microscopiques. Les minéraux qui se trouvent, sans exception, dans toutes les coupes sont les suivants :

Labradorite^ les lames de ce minéral ont une longueur qui varie depuis 2"™, sur une largeur de o,3"™, jusqu'à des cristaux si petits qu'on ne peut les distinguer que par leur influence sur la lumière polarisée. Ils offrent toutes les variétés d'épaisseur relatives; mais ordinairement (d'après quelques mesures prises au hasard) la proportion de l'épaisseur à la largeur et à la longueur, doit être à peu près de i : 2 : 12).

Augite (Pyroxène). Ce minéral est après la labradorite , le plus fréquent. Il ne montre que rarement le

contour de sa forme cristallographique. Le plus souvent il existe en petites masses arrondies, et comme fêlées partout. L^angle de ces lignes de clivage entre eux est caractéristique du minéral (+ 87»;. ^

Magné ii te ne manque jamais , mais à forme cristalline rarement accusée. Le trait qui le distingue est Topacité complète des coupes quelle qu^en soit la ténuité. Du reste, ces petites masses ressemblent quelquefois à des masses pyroxéniques, dans les coupes trop épaisses ; et c'est pour les distinguer par leur effet sur la lumière qu'on a fait les expériences plus loin décrites.

Outre les minéraux qu'on vient de citer comme se rencontrant toujours, il en existe d'autres qui peuvent être regardés comme accessoires :

Amphibole (Hornblende). Ce minéral se trouve en petite quantité, mais presque toujours entre les grains de pyroxène. L'apparence souvent semble indiquer une pseudomorphiose de l'un à l'autre.

Apaiite. Il se trouve, avec les lames de labradorite , d'autres lames plus minces qui appartiennent à l'apatite.

Qifar/;j. L'origine de C2 minéral selon toute probabilité, est l'infiltration des eaux qui tenaient la silice en dissolution. Il est impossible de croire que ces minéraux, tels qu'ils soYità présent

se sont individualisés en même temps lors du refroidissement "^^

de la masse en fusion. Dans ce cas en effet, les affinités des minéraux basiques pour l'acide silicique auraient été satisfaites, et il en serait résulté la formation d'autres espèces feldspathiques et amphotérolitiquesplus fusibles, et contenant plus de silice.

Tiianite n'est pas inconnu, mais se montre en très petits grains, dans les rares échantillons où il se trouve.

Entre les nappes de Dolérite compacte, il y en a d'autres où la texture est aussi grossière que celle de la Syénite; bien que souvent il n'y ait pas moyen de constater une solution de

continuité entre elles. Ainsi les dolérites du voisinage de Gettysburg présentent des exemples de cette nature, et il semble probable que la divergence a été causée par les différences de conditions dans lesquelles se sont refroidies les diverses parties de la même masse.

Nous avons fait en 1 874 des expériences en photographiant les mêmes coupes, en six positions différentes sous le Nicoi analyseur, pour distinguer dans les photographies mêmes, les minéraux qui étaient complètement opaques, de ceux qui dans certaines positions des prismes, ne laissaient passer que la lumière chimique; c'est-à-dire des rayons qui produisaient de l'effet sur le papier sensible bien qu'ils ne donnaient pas de rayons sensibles à Toeil. En comparant ces photographies l'une à Tautre, on pouvait facilement distinguer les minéraux constituants.

Une planche avec six figures photographiées se trouve dans mon rapport C, de 1874 (p. 128). Ce sont les premiers essais de ce genre que je connais (un crystal de Pyroxène dans le milieu sert de guide). Deux de ces photographies ne montrent aucune trace du cristal ; Trois en montrent plus ou moins distinctement; La sixième a été faite en introduisant une mince coupe de Sélénite entre Tanalyseur et la coupe de la roche. Celle-ci a changé la qualité de la lumière, ce qui fait mieux ressortir la forme du cristal. Du reste^ ces expériences n'étaient tentées que pour essayer ce moyen de distinguer les endroits dans une coupe, où à cause de l'opacité, aucune lumière ne pouvait pénétrer, en quelque position des prismes que ce soit. D'autrefois, dans certaines positions, la lumière qui y parvenait se composait de rayons qui n'exerçaient aucun effet sur la feuille sensible.

Je me bornerai ici à la description d^une seule de mes nombreuses coupes microscopiques. Celle d'une roche bien conservée, dure et à grains fins. Elle venait du filon qui se

trouve dans un puits d'une mine de fer près de Dillsburg. L'agrandissement était 5 7 diamètres.»

Les lames de labradorite sont très finement et très régulièrement striées. Elles sont mélangées avec des plages vertjaunâtre de pyroxène dont les surfaces étaient fêlées irrégulièrement et pointillées. Il y a aussi des petits grains de magnétite, autour de la plupart desquels se montrent des tâches brun-jaunàtre, résultant de la conversion d'une partie de Toxyde magnétique en hydroxyde de fer. Vu sous un éclairage de réflecteur parabolique, les petits points de fer magnétique prennent une apparence métallique.

Avec un prisme de Nîcol, on aperçoit des traces de dichroïsme ça et là, dans le voisinage des cristaux de Pyroxène, mais en général il est très faible, ou nul. Les cristaux de labradorite entre les deux prismes montrent, comme à l'ordinaire, les différentes couleurs gris et bleu pâle côte à côte, suivant le plan de macles.

Les petits hexagones d'apatite n'exercent aucun eflet sur la lumière polarisée et disparaissent entre les prismes croisés. La magnétite reste naturellement toujours noire.

Compost itou chimique des roches ignées.

Des nombreuses analyses chimiques des roches ignées, faites à notre instance dans le laboratoire du service géologique, se trouvent dans les publications CGC, CC, et C, et spécialement dans la première.

Nous cherchâmes les correspondances dans ces analyses, avec les mélanges supposés d'un certain nombre de molécules d'un minéral avec un certain nombre d'un autre.

Nous avons pris d'abord pour composition typique d'un des deux minéraux constituants, une moyenne de 40 analyses toutes basées sur des autorités inébranlables.

Cette constitution théorique du labradorite est ainsi la suivante :

Silice

Alumine

Oxyde de fer

Magnésie

Chaux

Soude

Potasse

Eau

Total 99.39

Une bonne analyse de Pyroxène se rapprochant de celle d'un Pyroxène du Rhône faite par Klaproth, fut choisie comme représentant de la composition des Pyroxènes en général.

Des analyses élémentaires des roches éruptîves ayant été choisies, je distinguai les éléments constituants en radicaux acides ordinairement représentés par la Silice^ et radicaux basiques sesquioxides et protoxides.

En divisant de la même façon les radicaux des deux types de labradorite et pyroxène, et les combinant comparativement aux analyses des dolérites, on remarqua des choses très singulières. La comparaison fut faite entre une dolérite du Connecticut (West Rock) et une dolérite du voisinage de Dillsburg.

La tableau ci-après montre le rapprochement des doubles percentages de la dolérite de West Rock, avec la somme des percentages des éléments constituants pareils.