QUELQUES CAS PARTICULIERS

QUI PEUVENT SE PRÉSENTER DANS l'emploi DU MICROSCOPE POLARISANT A LUMIÈRE PARALLÈLE

Cristaux noyés Los conclusioiis auxquollos nous sommes arrivés, au sujet de la relation

en tout ou en partie .. , .i., , . ,..

dans l'épaisseur de Q"^ cxistc entre los scctious dcs minéraux en plaque mince et la position la plaque ^q leurs extinctious, supposent toujours que l'on voit avec précision la forme de la section du minéral, perpendiculaire aux rayons lumineux, c'est-à-dire parallèle à la plaque mince.

Tel n'est pas toujours le cas, car parfois le minéral, entouré d'une substance vitreuse entièrement transparente, laisse apercevoir à la fois sa section par la surface supérieure de la plaque mince et ses parties noyées. Or, pour que ce contour apparent se confonde avec la section perpendiculaire aux rayons lumineux, il faut une série de conditions qui sont rarement satisfaites.

On conçoit que cette circonstance puisse induire en erreur et, par exemple, déformer une section symétrique par rapport à deux axes perpendiculaires, ou au contraire transformer en pseudo-rectangle un parallélogramme quelconque.

Dans ce dernier cas, l'extinction ne se fait plus symétriquement; mais il est important de chercher à rapporter à Textinction la forme réelle de la section droite qui lui correspond ; le microscope à un seul oculaire est souvent impuissant pour atteindre ce but; on aperçoit bien que toutes les parties du cristal considéré ne se mettent pas au point simultanément; mais

AGRÉGATS, SPHÉROLITHES. 85

on ne peut pas en saisir les contours par une vue d'ensemble ; et, dans ce cas particulier, l'emploi du microscope binoculaire, auquel on a adapté les appareils de polarisation, peut rendre de précieux services ; car il donne aux moindres microlitlies un relief qui les fait ressortir à leur place réelle.

Il arrive fréquemment que plusieurs cristaux se superposent, en cer- superposition

de plusieurs cristaux.

taines places, les uns aux autres, dans l'épaisseur de la plaque mince. Les phénomènes habituels entre les niçois croisés sont alors modifiés ; on ne parvient plus à éteindre les plages ainsi composées, et dans une rotation de 360° autour de l'axe du microscope, elles prennent successivement diverses couleurs de polarisation.

On peut cependant encore déterminer les axes d'élasticité de deux cristaux, lorsqu'ils sont simplement superposés et ne se pénètrent pas l'un l'autre, en remarquant que, quand l'un présente la même teinte et la même intensité lumineuse dans toute son étendue, c'est que l'autre est arrivé à sa position d'extinction.

Si l'on suppose une agrégation de petits cristaux enchevêtrés dans tous Polarisation d'agrégat les sens, superposés les uns aux autres, et ne présentant aucune orientation commune régulièrement variable de leurs axes d'élasticité, il est facile de voir, d'après les notions précédemment exposées, qu'un tel ensemble présentera entre les niçois croisés une teinte et une intensité lumineuse peu variables et à peu près indépendantes de la position des plans principaux des niçois.

La calcite, le talc, la calcédoine présentent fréquemment des polarisations d'agrégat. Il convient d'ajouter qu'on en distingue d'habitude les parties individuelles aux très forts grossissements, et qu'alors on voit varier les teintes en chaque point.

Les roches éruptives présentent fréquemment au microscope des Propriétés optiques

des divers genres de

agrégats globulaires auxquels on a donné le nom de sphérolithes. Les sphérouthes. pyromérides, roches globulaires dans l'ancienne terminologie, étaient des

Èé . MINÉRALOGIE MICROGRAPHIQUE.

types rares et exceptionnels; les roches, chargées de sphéroli thés microscopiques, sont extrêmement abondantes et se rapportent à de nombreuses variétés.

Les sihcates se présentent à l'état amorphe ou cristallisé; entre ces deux termes extrêmes il existe une série d'états intermédiaires, les uns colloïdes, les autres cristallitiques, dont il faut tenir compte, bien qu'on ne puisse établir dans la pratique de distinction absolument tranchée entre ces deux séries de phénomènes, car l'opale, type colloïde par excellence, présente des formes cristallitiques très caractérisées.

La transition de l'état colloïde à l'état cristalloïde, dans un même minéral, est plus ou moins nette suivant l'espèce à laquelle il appartient ; ainsi il existe une différence fondamentale dans la façon suivant laquelle un laitier basique de haut fourneau, par exemple, passe de l'état vitreux à l'état de pyroxène cristallisé, et celle que suit l'opale pour passer à la tridymite, à la calcédoine et au quartz.

Nous distinguerons donc ici les sphérolithes, 1° entièrement colloïdes, 2° en partie colloïdes, en partie cristallisés, 3° entièrement cristallisés.

Sphérolithes Lcs matières absolument colloïdes sont par elles-mêmes sans action

entièrement co oi es. ^^^ j^ lumière polarisée ; Ics sphérolithes colloïdes s'éteindront entièrement dans toutes les directions, entre les niçois croisés, lorsque aucune cause anormale ne modifiera leur état isotrope. A ce genre de sphérolithes nous rattachons les globulites, particules sphériques d'une extrême ténuité, que l'on considère comme la première manifestation d'une individualisation quelconque dans le sein d'un magma homogène.

Dans cette première catégorie, on peut ranger certains globules pétrosiliceux primordiaux des perlites tertiaires et les nombreux globules d'origine secondaire, que forme si fréquemment l'opale dans toutes les roches volcaniques.

Cependant de pareils globules sont susceptibles d'agir sur la lumière polarisée à la façon du verre comprimé. Gomme la compression ou la distension s'exerce généralement d'une façon symétrique par rapport au

AGRÉGATS, SPHÉROLITHES. 87

centre, il en résultera des couches sphériques de densités régulièrement variables, et, par suite, entre les niçois croisés, la formation d'une croix noire à contours indécis, dont les branches seront situées dans les plans principaux des niçois, par raison de symétrie. Si l'on rend les niçois parallèles, la croix noire précédente sera remplacée par une croix blanche, présentant un maximum d'intensité lumineuse, complémentaire du minimum précédent; par suite, on observera à /i5° des plans principaux des niçois une croix grise, et la précédente croix noire paraîtra avoir tourné de /i5° pendant que l'un des niçois aura tourné de 90". Si, laissant les niçois croisés, on fait tourner la plaque mince sur le porte-objet du microscope, la croix noire restera dans les plans principaux des niçois et ses branches se projetteront ainsi successivement sur toutes les parties du sphérolithe.

Parfois l'action exercée sur le globule colloïde affecte une forme plus compliquée ; de là, une incurvation des branches de la croix et, si plusieurs globules voisins ont été influencés dans le même sens, une certaine similitude dans ces anomalies apparentes.

L'opale, la serpentine, la pinite, la matière pétrosiliceuse dans les perlites tertiaires et même la matière vitreuse dans certaines obsidiennes pi. xiii, eg. 4.

f ^ ^ o , ^ j • PI. XXXV, fig. 4 et 5.

présentent fréquemment ces diverses apparences.

Il est remarquable que des sphérolithes entièrement colloïdes soient doués parfois d'une structure radiale très caractérisée, et l'on peut présumer qu'elle est due à un phénomène de retrait.

Les grains vitreux, isolés par les fissures dans les perlites, présentent parfois une trempe qui leur donne, entre les niçois croisés, des propriétés identiques à celles des sphérolithes colloïdes produits par concrétion. La partie extérieure des globules polarise plus vivement que la partie interne, de telle sorte que la croix noire présente à son centre une large portion obscure. Il arrive même que le globule n'est plus illuminé que suivant pi. xxxi, fig. i et 2. quatre petits segments à sa périphérie.

Si l'on sectionne le globule avec précaution, il semble perdre toute action sur la lumière polarisée au voisinage du centre; les portions super-

ficielles, plus fortement comprimées, ayant été éliminées par l'usure; un choc violent supprime tout phénomène de trempe.

sphéroiithes Daus Certains sphérolithes encore fortement colloïdes, il s'isole de

en partie colloïdes, pg^jg cristaux de différente nature,' à contours insaisissables aux plus forts

en partie cristallises. ' ^

grossissements, qui sont entraînés dans les zones successives de concrétion ; leur action sur la lumière polarisée doit s'ajouter à celle qui peut être due à la compression, et même, dans nombre de cas, cette action est de beaucoup dominante : les contours des ombres sont beaucoup plus nettement accentués, les parties claires se colorent légèrement; cependant l'état encore colloïde de la substance conserve au globule sa régularité de concrétion et son centre en général unique.

PI. XIV, fig. 1 et 2. I- Nous supposerons ici que les cristaux individualisés sont d'assez

PI. XV, fig. 2. petite taille et assez éloignés les uns des autres pour échapper à toute PI. XVIII, fig. 1 et 2. action d'orientation crislallographique réciproque, et nous distinguerons d'abord le cas où ces petits cristaux ont un axe de symétrie de figure, se confondant avec un axe d'élasticité (systèmes quadratique, hexagonal, orthorhombique) . Pour des raisons de symétrie faciles à saisir, l'axe principal des petits cristaux sera toujours entraîné radialement ou tangentiellement dans les zones successives de concrétions concentriques.

1° Les petits cristaux, entraînés radialement, projetteront leur axe suivant des lignes passant toutes par le centre du sphérolithe; ils ne s'éteindront que lorsque la projection de cet axe sera parallèle ou perpendiculaire aux plans principaux des niçois, d'où suit la production d'une croix noire située précisément dans ces plans principaux.

2° Les petits cristaux, entraînés tangentiellement, donneront naissance à des phénomènes optiques plus complexes, qui seront fonction du point considéré dans le sphérolithe et de la position de son centre par rapport à la section de la lame mince. L'ensemble du phénomène à attribuer à ces petits cristaux tangentiels sera encore une croix noire, située dans les plans principaux des niçois, mais d'autant plus effacée qu'on la considérera plus près du centre du sphérolithe.

AGRÉGATS, SPHÉROLITHES. 89

IT. Si les cristaux entraînés dans la matière colloïde appartiennent aux deux derniers systèmes cristallins, il n'y aura plus en général coïncidence entre l'axe de figure et un axe d'élasticité, sauf dans le cas où des cristaux monocliniques seraient allongés suivant l'orthodiagonale et entraînés radialement dans ce sens. Abstraction faite des cas exceptionnels, le sphérolithe présentera une polarisation d'agrégat.

Nous comprenons, sous le nom de sphérolithes entièrement cristallisés, ceux dans lesquels le rapprochement et le nombre des petits cristaux individualisés sont tels qu'ils peuvent s'influencer les uns les autres.

i** S'ils nagent encore dans une certaine quantité de matière colloïde, ou si les forces cristallines mises en jeu sont intenses, tous les petits cristaux tendront à s'orienter dans un même sens, souvent déterminé par quelque débris ancien d'un minéral similaire voisin. Ce double cas est fréquent dans les porphyres carbonifères, qui présentent des globules pétrosiliceux, concrétionnés autour de débris de quartz s'éteignant simultanément avec les sphérolithes.

La fig. 23 représente la façon théorique dont les axes des petits cristaux doivent être orientés dans le cas le plus fréquent des globules à extinction, celui où ils s'éteignent dans toute leur étendue simultanément. Mais il arrive souvent aussi que leur extinction se produit par segments multiples, et cependant la constitution intime de chaque segment est bien conforme à l'explication proposée; car, dans plusieurs exemples que résume la fig. 2k, chaque segment correspond à un petit débris de quartz de première consolidation orienté comme lui.

2° Le cas le plus général, que présentent les sphérolithes entièrement cristallisés, est celui où la substance qui les compose se dispose en arborisations microlithiques à centres multiples pour un même globule. Parfois

Fig. 23. Fig. 24.

q. Quartz central.

Les flèches indiquent les directions d'extinction.

Sphérolithes entièrement cristallisés.

PI. XI, fig. 2. PI. XII, fig. 1.

PI. XIX, fig. 2.

PI. XLVIII, fig. 2.

même, ces arborisations sont dénuées de toute tendance à converger vers des points centraux. La variolite de la Durance, les pyroxènes des laitiers et des verres nous fournissent des exemples de cette catégorie. PI. XVII, fig. 2. 3" Enfin l'élément cristallin peut se disposer lui-même en cristaux

coniques juxtaposés ; tel est le cas pour la chlorite, le talc, la calcédoine, certaines zéolithes, les feldspaths, la calcite. Alors chaque aiguille radiale, entièrement cristallisée, doit être considérée isolément, au point de vue de la relation qui existe entre sa direction, dans la coupe du sphérolithe, et celle de ses axes d'élasticité. Ainsi certains globules de la variolite de la Durance rentrent dans cette catégorie et sont régulièrement radiés autour d'un centre commun ; alors les cristaux d'oligoclase y donnent une croix noire située dans les plans principaux des niçois, car leur allongement suivant l'arête pg^ coïncide avec la normale optique, tandis que les rangées de cristaux d'actinote, que contiennent ces mêmes sphérolithes, ne produisent qu'une polarisation d'agrégat. De même, les divers éléments dont se composent les sphérolithes de la diorite orbiculaire de Corse, et notamment l'anorthite et la hornblende, se groupent de façon à donner dans leur ensemble une polarisation d'agrégat.

Il pourra se faire, dans certains cas, que, par suite de la position relative des axes d'élasticité dans chaque fibre, il se produise une croix noire dont les branches feraient un certain angle avec les plans principaux des niçois.

Un cas qui nous paraît beaucoup plus fréquent, est celui où de pareils sphérolithes présentent une croix noire, dont les branches coniques s'étalent suivant un angle déterminé, de part et d'autre des plans principaux des niçois; ce dernier agencement s'explique par la rotation que peuvent subir, autour du rayon du sphérolithe, les petits cristaux entraînés radialement; ici nous admettons que les microhthes sont très allongés dans un sens, et que cet allongement coïncide nécessairement avec le rayon, ce qui limite nécessairement l'écartement de l'axe d'élasticité, par rapport à l'axe de rotation. Tel est le cas du labrador dans les sphérolithes de certaines andésites de Santorin et de ce même minéral

AGRÉGATS, SPHÉROLITHES. 91

reproduit artificiellement. Prenons pour exemple un feldspath, le labrador; supposons les microlithes allongés suivant l'arête ^j^^ S par rotation autour de cette arête, l'angle des axes d'élasticité de ses sections avec la direction pg^ variera entre 0° et une limite "k (qui dans l'espèce sera voisine de 28°) ; il est clair qu'un sphérolithe régulièrement constitué par des fibres divergentes de labrador, auxquelles on impose pour unique condition d'être allongées suivant l'arête 'pg^, donnera entre les niçois croisés quatre branches plus obscures, sous-tendant un angle 2 X et ayant pour bissectrices les traces des plans principaux des niçois.

CROISEMENT DES NICOLS

ET DÉTERMINATION DE l'eXTINCTION

Dans toutes les opérations dont il vient d'être question, nous avons supposé que les niçois étaient croisés. Examinons quels sont les moyens employés pour obtenir exactement ce résultat.

Lorsque deux niçois sont croisés et qu'aucune substance cristalline n'est interposée entre eux, il y a obscurité; il semble donc qu'il suffise, l'un des niçois étant fixe, de tourner l'autre jusqu'à ce qu'on obtienne le maximum d'extinction. Cependant, comme il est assez difficile de juger du moment où cette extinction est obtenue, on a proposé divers autres procédés plus précis.

On interpose entre les niçois une lame de spath taillée perpendiculairement à son axe; quand les niçois sont croisés, cette lame est assez épaisse pour présenter une série d'anneaux traversés par une croix noire. La croix s'efface lorsque les sections principales des niçois font un angle différent de 90°; il en résulte donc un moyen de reconnaître si le croisement est opéré.

Dans le même but, Brézina a proposé un système de deux spaths taillés sous un petit angle, par rapport à leur axe principal, et donnant une certaine figure compliquée, qui s'altère dès que le croisement des niçois n'est pas parfait.

Enfin M. Em. Bertrand a fait connaître un procédé plus sensible encore et qui consiste dans l'emploi d'une lame de quartz d'égale épaisseur dans toute son étendue, composée de quatre quadrants taillés perpendiculairement à l'axe et accolés ensemble. Deux quadrants opposés sont formés de

CROISEMENT DES NICOLS. 93

quartz lévogyre, les deux autres de quartz dextrogyre. Les quadrants se colorent d'une teinte uniforme lorsque les niçois sont croisés (polarisation rotatoire) et prennent des nuances différentes, dès que l'angle des sections principales des niçois diffère tant soit peu de 90°. On s'arrange, en prenant des quartz d'épaisseur convenable, de façon que ces quadrants donnent comme teinte uniforme la coloration de la teinte sensible.

Lorsque les niçois sont croisés, si on interpose entre eux une section mince d'un cristal biréfringent, nous avons vu que cette section se colore en général d'une certaine teinte, et elle ne devient obscure que dans quatre positions déterminées. Pour reconnaître si on a atteint ces positions et si le maximum d'extinction est obtenu, on emploie avec avantage l'un des procédés qui viennent d'être indiqués. Dans le cas où l'extinction est aussi complète que possible, les figures que donne le spath taillé perpendiculairement à l'axe, ou le système des deux spaths de Brézina, ne sont pas modifiées ; la lame de quartz de M. Bertrand se colore d'une teinte uniforme. Avec cette lame, si on produit deux petits mouvements à droite et à gauche, de manière à obtenir sucessivement, dans un sens et dans l'autre, une légère inégalité de teinte dans les quadrants, et si on prend ensuite la moyenne des deux positions ainsi reconnues, cette moyenne représente, avec une très grande approximation, la véritable position d'extinction.

Le procédé de M. Bertrand pour fixer les positions d'extinction est encore avantageux en ce qu'il permet d'apercevoir toujours nettement les fils de l'oculaire, tandis que, dans le procédé ordinaire, ces fils sont d'autant moins visibles, au moment de l'extinction, que celle-ci s'opère d'une façon plus parfaite.

Dans la pratique, on a rarement besoin de recourir à ces moyens pré- Détermination

. , . ..115 •!<. 'a' 1 ... delà position des

cis. On sait que la section principale d un nicol est représentée par la petite ^^^^j^^^ principales diagonale du parallélogramme de sa base. Si l'on a deux fils croisés à des niçois. angle droit, visibles dans l'oculaire, il suffit de disposer l'un de ces fils parallèlement à la petite diagonale du polariseur; lorsque les niçois seront croisés, l'autre fil sera parallèle à la petite diagonale de l'analyseur; les

directions des deux fils représenteront donc celles des sections principales des deux niçois.

Cependant l'opération, ainsi conduite, ne donnerait qu'une approximation grossière; on l'efFectue d'une manière bien plus précise, lorsque, après avoir croisé les niçois, on observe entre ceux-ci un cristal orthorhombique microscopique, vu suivant une face rectangulaire parallèle à l'un de ses plans de symétrie. En effet, un pareil cristal paraît obscur, quand ses arêtes sont parallèles aux sections principales des niçois. On tourne donc le cristal jusqu'à ce qu'il soit éteint, et quand ce résultat est obtenu, les sections principales des niçois sont parallèles aux arêtes du cristal. 11 suffit alors de tourner l'oculaire, sans déplacer les niçois ni la préparation, jusqu'à ce que les fils croisés coïncident avec ces deux arêtes.

On vérifie que le cristal présente bien son maximum d'extinction, en employant l'un des procédés indiqués plus haut; mais on peut opérer plus simplement en prenant, au lieu d'un seul cristal, deux cristaux rhombiques entrecroisés. On sera certain que Tun d'eux est éteint, lorsque la teinte de l'autre sera parfaitement uniforme dans toute son étendue; car alors, le plus faible défaut d'extinction du cristal obscur altérerait la teinte de l'autre au point de croisement. Les cristaux de mésotype conviennent particulièrement bien pour cette opération.

Quand la position des fils est ainsi réglée, leur situation, par rapport aux arêtes des sections d'une espèce minérale observée, sert à déterminer les caractères crislallographiques de celle-ci.

POLYCHROISME

Aucune substance n'est absolument transparente. Touie matière traversée par un faisceau de rayons lumineux absorbe une certaine proportion de ces rayons, d'où il résulte une diminution d'éclat du faisceau émergent; en outre, comme l'absorption s'opère inégalement pour les rayons des diverses couleurs, le faisceau émergent prend une coloration particulière. Les effets produits sont d'autant plus sensibles que l'épaisseur traversée est plus grande. C'est pourquoi une foule de substances, telles que l'air et l'eau par exemple, qui paraissent absolument transparentes lorsqu'on les observe sous une faible épaisseur, se colorent de teintes diverses quand la lumière les traverse sous des épaisseurs considérables. Pour la même raison, un certain nombre de minéraux, qui présentent des teintes plus ou moins foncées lorsqu'ils possèdent une épaisseur notable, semblent, au contraire, à peu près incolores lorsqu'on les observe au microscope et en section mince. Tel est le cas pour le péridot.

En général, dans les minéraux vus au microscope, l'affaiblissement de la teinte est tellement prononcé, qu'il est quelquefois difficile de reconnaître, au premier abord, un minéral que l'on a jusqu'alors observé seulement en échantillons relativement volumineux. Il résulte aussi, de la propriété dont il est question, que certains minéraux, très foncés et sensiblement opaques lorsqu'on les considère sous un volume un peu notable, deviennent transparents et colorés de teintes particulières, lorsqu'on les observe au microscope en petits cristaux ou en minces lamelles : ils peuvent alors être reconnus et distingués des minéraux opaques. Tel est le cas

Absorption.

Coloration.

96 MINÉRALOGIE MIGROGRAPHIQUE.

pour le pléonaste, la picotite et le fer chromé, qui se présentent fréquemment, dans les coupes microscopiques de roches, sous la forme de granules cristallins, les uns verts, les autres bruns, et qui se distinguent aisément ainsi du fer oxydulé, ou d'autres substances demeurant opaques, quelle que soit la minceur de la coupe.

Ces conséquences, relativement aux colorations des corps vus par transparence, sont les seules qui soient applicables aux minéraux possédant la même élasticité optique dans tous les sens, c'est-à-dire aux substances minérales amorphes et à celles qui cristallisent dans le système cubique. Pour les minéraux appartenant aux autres systèmes cristallins, les phénomènes sont plus complexes.

Poiychroïsme Daus tous CCS cHstaux, la lumière n'est pas absorbée de la même façon,

, , .^^^^ , . . lorsqu'elle traverse, dans des directions diverses, la matière qui les consti-

la lumière polarisée. •* *

PI. XXIII, fig. 1 et 2. tue. De plus, si le rayon incident est polarisé, il est inégalement absorbé dans son ensemble suivant l'orientation de son plan de polarisation par rapport aux axes du cristal, lors même qu'il traverse la substance cristalline dans une direction constante, à moins toutefois qu'il ne suive précisément la direction d'un axe optique; mais, en outre, les différents rayons qui composent un faisceau de lumière blanche sont aussi inégalement absorbés ; ainsi par exemple, un cristal qui présente trois axes d'élasticité inégaux, offrira deux teintes différentes, lorsqu'il sera traversé dans le sens

de l'un de ses axes par un rayon de lumière polarisée, suivant que le plan de polarisation de la lumière incidente sera parallèle à l'un ou à l'autre de ses deux autres axes.

On sait qu'un rayon de lumière polarisée, vibrant suivant Or et cheminant dans un milieu cristallisé, s'y décompose en deux rayons polarisés à angle droit, vibrant suivant les axes Oa, Od, de l'ellipse de section de l'ellipsoïde (E) ^'s- ^^- par un plan perpendiculaire à la direction de

propagation du rayon lumineux.

PÔLYCHROISME.

Si l'intensité du rayon incident Or est prise pour unité, les deux rayons résultants, cheminant séparément, auront pour intensité (fig. 25):

Oa==cosa, Of?=sinoi.

Soient A, D, R les colorations dues au polychroïsme, c'est-à-dire à l'absorption inégale des rayons des diverses couleurs, lorsqu'ils traversent le cristal dans la direction considérée en vibrant suivant Oa, Od, Or.

En sortant du cristal, les rayons Oa, Od, résultant du rayon incident, se recomposeront; comme ils vibrent à angle droit, ils ne peuvent pas interférer, et par conséquent leurs effets sur l'œil se superposent; ils donneront donc un rayon émergent dont la coloration sera :

R = A cos a -|- D sin a.

R est donc la projection, sur Or, de A et de D. On voit, en faisant varier a, qu'une plaque mince est, à proprement parler, dichroïque. La coloration dans un azimut quelconque ne dépend que de la combinaison de deux couleurs fondamentales.

Prenons sur les axes Oa, Od, deux longueurs égales OA,OD; décrivons

deux cercles sur OAet OD comme diamètres; la droite Or rencontrera ces

OA' deux cercles en deux points A', D' tels que le rapport ^, représentera la

proportion des couleurs fondamentales A et D entrant dans le rayon émergent.

Considérons maintenant le cas le plus général, celui d'un rayon polarisé, vibrant suivant une direction quelconque Or, dans un cristal à trois axes d'élasticité inégaux Oa, 06, Oc (fig. 26); soient a, p, y les angles que fait Or avec ces trois axes.

Nous admettrons que tous les rayons vibrant suivant Or traversent le cristal en se colorant de la même façon; en d'autres termes, le polychroïsme ne dépend que de la vitesse de propagation du rayon con-

Un cristal à deux axes optiques i est trichroique.

Fig. 26.

Un cristal

à un axe optique

est dichroïque.

Moyens pratiques

de constater le polychroîsme.

9S MINÉRALOGIE MICROGRAPHIQUE.

sidéré. Cette hypothèse est suffisamment vérifiée par l'expérience directe. Elle n'est absolument vraie que lorsque la force élastique développée par le déplacement suivant Or se confond en direction avec ce déplacement (voir page 34).

Faisons passer un plan par Oa et Or; il coupe le plan bc suivant une droite Od; Oa, Od sont les axes de l'ellipse ard. Dès lors nous pouvons lui appliquer l'équation (1). Appelons A, B, G, D, R les colorations dues au polychroîsme pour les rayons vibrant suivant Oa, Ob, Oc, Od, Or.

R = A cos a -f- D sin a.

Mais Od appartient à l'ellipse bdc, dont b et c sont les axes. D est donc la projection de B et G sur Od; pour obtenir Dsina, projection de Dsur Or, il suffit de projeter séparément B et G sur Or:

Dsin a=Bcosp + Gcos y;

d'où enfin

R = A cos a -j- B cos p + G cos y.

Si donc on prend, sur les trois axes d'élasticité, trois longueurs égales 0 A, OB, OG ; si l'on décrit sur ces longueurs comme diamètres trois sphères, les points A^ B', G', où la direction Or perce ces sphères, découpent des longueurs 0 A', OB', OG' respectivement proportionnelles aux quantités de couleurs fondamentales A, B, G entrant dans le rayon émergent R.

On voit que les trois derniers systèmes cristallins sont trichroïques. Un raisonnement analogue montrerait que les systèmes quadratique et hexagonal sont dichroïques.

On mettra le polychroîsme en évidence en faisant tourner soit le polariseur, soit la lamelle, l'analyseur étant supprimé, de manière à faire varier l'orientation du plan de polarisation de la lumière incidente par rapport aux axes de la substance examinée.

ï° La meilleure manière de réaliser l'expérience consiste à employer comme polariseur un nicol dans lequel la direction de la petite diagonale de la base coïncide avec le plan d'incidence des rayons lumineux sur le miroir du microscope. On laisse le polariseur fixe et l'on fait tourner la

POLYCHROISME. Ô9

plaque rotative du porte-objets, en ayant soin que le cristal examiné se trouve au centre de rotation.

2° On peut encore faire tourner l'analyseur, en enlevant préalablement le pôlariseur et maintenant la préparation fixe; la mobilité très grande de l'oculaire analyseur que l'on emploie dans ce cas et l'immobilité du minéral en observation rendent le dichroïsme facile à constater ; mais le procédé implique une cause d'erreur grave ; car le miroir réflecteur polarise la lumière incidente, surtout quand le soleil s'abaisse à l'horizon, et alors les phénomènes d'interférence se superposent à ceux du polychroïsme.

3" Si, au contraire, l'analyseur étant supprimé, on fait tourner le pôlariseur en laissant la préparation immobile, ce qui est très pratique, il se produit des variations d'intensité dans le faisceau de lumière blanche émergent du pôlariseur, par suite de la polarisation partielle due au miroir dans une direction constante, et du mouvement imprimé au plan de la section principale du pôlariseur.

Les variations du polychroïsme et de l'intensité d'absorption sont très variations différentes d'une substance à l'autre, même pour des espèces appartenant à une seule famille minéralogique. Il en résulte que ces caractères constituent souvent d'excellents moyens de distinction pour plusieurs minéraux. Ainsi, par exemple, la hornblende est presque toujours fortement polychrojque, l'augite l'est à peine ; par suite, quand un fragment de l'un de ces deux minéraux se présente dans une coupe de roche, le diagnostic en peut être fait, lors même que le fragment en question est dépourvu de contours cristallins et ne présente aucun caractère net de structure. Le mica magnésien, la tourmaline sont particulièrement remarquables par l'intensité de leur polychroïsme ou de leur pouvoir d'absorption dans certaines directions. Ainsi une lamelle de mica magnésien, qui se présente suivant une section parallèle à l'axe principal du cristal offre, ordinairement, une teinte jaune clair quand la petite diagonale du nicol pôlariseur est parallèle au sens de cet axe; elle est d'un brun foncé, presque noir, quand cette diagonale est au contraire perpendiculaire à cet axe ; il y a, dans cet exemple, plutôt absorption que dichroïsme. De même pour la tourmaline. L'amphibole, au

de l'absorption et du polychroïsme.

contraire, est franchement polychroïque. L'hématite, qui, sous beaucoup de rapports, ressemble au mica magnésien, ne possède pas sensiblement les propriétés précitées ; elle se distingue donc aisément, alors même qu'un de ces deux minéraux se rencontre à l'état de pellicule d'une ténuité extrême au sein de quelque minéral transparent et incolore.

On doit noter ici que tous les minéraux polychroïques appartiennent, à quelques exceptions près, à des espèces douées de coloration foncée.

Les quelques exemples cités plus haut montrent, en outre, que le polychroïsme de certaines espèces minérales est assez faible pour n'être que difficilement perçu en plaque mince. Par conséquent, cette propriété constitue un caractère positif excellent, quand il existe dans un minéral, mais son absence apparente n'a pas la même importance comme caractère négatif.

Il est à remarquer que certaines substances, très polychroïques en plaques épaisses, perdent cette propriété presque entièrement en plaques minces ; telles sont l'épidote, la cordiérite, l'andalousite. D'autres, au contraire, conservent leur polychroïsme, même sous une minceur extrême; nous citerons ici les exemples du mica noir, de la tourmaline, de la hornblende et de l'hypersthène.

Couleurs Lcs dounécs fournies par l'examen des cristaux microscopiques à la

dans™"^^^^'^^^"'^^^'*® réfléchie sont moins importantes; cependant elles sont loin d'être la lumière réHéchie. négligeables. Quand les minéraux sont opaques, elles deviennent très précieuses; c'est ainsi, par exemple, que l'éclat bleuâtre du fer oxydulé permet de distinguer ce corps du fer chromé, qui paraît brun, et de la pyrite, qui paraît jaune. Quand les minéraux sont transparents, un certain éclat opalin distingue quelques-uns d'entre eux et avertit souvent de la présence d'une infiltration de matière siliceuse ou ferrugineuse.