RECUEILLIES PENDANT L'EXPÉDITION DU « CHALLENGER

Les échantillons des roches décrites dans cette notice préliminaire furent réunis à Fernando Noronha, au commencement de septembre 1873, par M. Buchanan, l'un des savants de l'expédition du Challenger. Ces roches appartiennent toutes à des types connus. Les spécimens que j'ai pu soumettre à l'analyse sont trop peu nombreux pour me permettre d'écrire une monographie lithologique de nie, comme je l'ai fait pour plusieurs lies océaniques. Ce qui m'engage à publier ces observations, c'est l'intérêt qui s'attache, pour le géologue et pour le naturaliste en général, à la constitution de certaines îles de l'Atlantique, plus rarement visitées par les explorateurs, et sur lesquelles on possède peu de détails.

Le groupe de petites Iles désigné, d'après l'ilot principal, sous le nom de Fernando Noronha, est situé dans l'Océan Atlantique, par 3*50' lat. S. à 350 milles de la côte de l'Amérique méridionale. Les soudages faits par le Cliallenger, aux abords de ces lies, montrent qu'elles

s'élèvent à pic du fond de la mer, comme presque toutes les lies océaniques. Darwin rapporte, dans son célèbre ouvrage sur les îles volcaniques (1), qu'il visita Fernando Noronha, lors du voyage du Beagte; mais son séjour y fut de courte durée. Il constate que ces îlots sont d'origine volcanique, quoiqu'il n'y ait pas observé de cratères ni d'éminences centrales. D'après Darwin, l'un des points les plus saillants de l'orographie est une colline d'environ 1000 pieds de hauteur, escarpée, couronnée par un sommet de 400 pieds formé d'une roche phonolithique. Ce phonolithe contient de nombreux cristaux de feldsphath vitreux et quelques prismes de hornblende. Du point le plus élevé de cette éminence, il put reconnaître que les autres îles du groupe avaient des sommets coniques de même nature. Il rappelle qu'à l'île S te -Hélène on observe aussi de grandes masses phonolithiques qui s'élèvent à pic à 1000 pieds, et qui ont été injectées à l'état fluide dans les crevasses de roches déjà consolidées. Si cette colline de Fernando Noronha , ajoute le naturaliste anglais, doit son origine à la même cause, comme il est probable d'ailleurs, on est forcé d'admettre que la dénudation s'est exercée ici sur un^ grande échelle, postérieurement à l'injection de la roche ignée. Près de la base de cette éminence, Darwin observa des lits de tuf blanchâtre, entrecoupés par des dykes nombreux. Quelques-uns de ces dykes sont formés de basalte amygdaloïde, d'autres de trachyte; il distingua en outre des couches de phonolithe fissile dont les plans de clivage ont une direction N.-O. et S.-E. Certaines par-

Ci) Darwin, Geological observations onthe volcanic islands. London, 1844, p. 23. Voir aussi Wy ville Thomson, The Voyage of the Challenger. Loodou, 1877, II e vol., p. 109.

lies de cette roche, où les cristaux sont moins nombreux» ressemblent à une ardoise altérée au contact d'un dyke de trapp. La lamination de cette roche, qui fut incontestablement, à l'origine, douée de fluidité ignée, lui semble un sujet important d'investigation. Darwin termine sa rapide description en ajoutant qu'il a trouvé sur le rivage de nombreux fragments de basalte compacte : ils paraissent dériver d'un basalte colonnaire qu'on aperçoit au voisinage de la côte.

La masse phonolithique escarpée à laquelle Darwin fait allusion est le point désigné par M. Buchanan dans son Rapport (1 ), sous le nom de St. MichaeCs Mottnt. Cet observateur fait remarquer qu'au pied de l'éminence la roche est colonnaire, que vers le sommet elle prend une structure massive. Sur la côte 0. de Fernando Noronha, les colonnes forment avec l'horizon un angle d'environ 30°. Leur section transverse est presque quadratique; toutefois les angles sont fortement émoussés. Les colonnes sont peu épaisses. Il ajoute que la roche est verdâtre et des cristaux de sanidine sont disposés avec les faces larges dans un plan perpendiculaire à la longueur des colonnes. Les pentes dé St. Michael's Mount sont recouvertes de blocs de phonolilhe massif, souvent décomposé, et où les cristaux de sanidine apparaissent en relief. Cette roche possède la propriété caractéristique des phonolithes: elle résonne fortement sous le choc du marteau.

Les échantillons de cette roche phonolithique que nous avons examinés sont moins schistoïdes ou fissiles que les phonolithes ordinaires, mais les caractères macroscopiques

(1) J. Y. Buchanan, On geologicat work done on board ofH. M. S. c Challenger- » Proceed. of the Roy. Soc. of Loi) don, 1874, p. 613.

(6) et microscopiques viennent confirmer la détermination de Darwin et de Buchanan. Un spécimen détaché d'un bloc colonnaire est compacte, gris-verdàtre légèrement pointillé de blanc, avec cassure écailleuse irrégulière ; la masse a l'éclat faiblement céreux. A l'œil nu, on ne remarque parmi les minéraux constitutifs que des cristaux de feldspath sanidine de 2 à 3 millimètres en moyenne; ces cristaux tabulaires sont disséminés sporadiquement dans la pâte fondamentale; on voit miroiter les lamelles de clivage M. Elle donne de l'eau dans le tube; attaquée par les acides, elle gélatinise facilement. Son poids spécifique est de 2,635. Les échantillons de phonolilhe massif du sommet ne diffèrent pas d'une manière essentielle de celui dont nous venons d'indiquer les caractères macroscopiques.

Examinée en lames minces au microscope, la roche de St. Michaeïs Mount montre la structure intime et la composition minéralogique d'un phonolilhe type. La masse fondamentale est composée de petits prismes feldspath!ques, que nous rapportons à la sanidine, et de plages verdàtres ou incolores peu nettement définies, qui sont de l'augite et de la népheline. Celte pâte montre les indices bien certains de fluidalité; les microlithes qui la constituent sont orientés dans le sens du courant; les grands cristaux qu'elle renferme, surtout les cristaux de sanidine, ont subi de la part du magma fluide des modifications qui se traduisent par des cassures et des corrosions. La sanidine s'offre au microscope en sections souvent maclées suivant la loi de Garlsbad, en grands cristaux allongés qui sont de formation ancienne. Après le feldspath, la népheline est le minéral dont les individus sont les plus grands, ils se voient sous la forme de sections hexagonales ou

quadratiques^ incolores, sans inclusions tiypcjes clivages caractéristiques de l'espèce. On distingue très^difficilement les petites sections de népheline, qui sont en qùeique.'sorte noyées dans la pâte, entre celles de sanidine et d'âtigftêj-' .- Je n'ai pas observé de plagioclases et les minéraux précï- '1' tés ne montrent pas de traces de décomposition. L'augite a cristallisé en individus micropophyriques parfaitement individualisés, avec les contours, les clivages et les propriétés optiques du pyroxène. Ces sections sont vertes et dicroscopiques. L'augite est beaucoup plus fréquente que la hornblende; toutefois celle-ci nous paratt représentée par des sections hexagonales assez grandes, ayant à peu près la valeur angulaire des sections amphiboliques, entourées d'un cadre fort épais de magnétite et d'une bordure verdâtre, qui pourrait bien être de l'augite. Au centre de ces sections se trouve une substance brune dicroscopique avec les traces de clivage de 124°30. La magnétite en grains isolés ne s'observe pas dans la roche. Parmi les minéraux secondaires on a la noséane ou l'hauyne : l'incertitude qui règne sur ces deux espèces ne permet guère de se prononcer. Ces petites sections sont isotropes, souvent bleuâtres ou entourées d'une zone jaunâtre, pointillées de grains noirs, sillonnées de fines stries caractéristiques. On remarque enfin de petits cristaux de titanite, dont les sections jaune-brunâtre un peu rugueuses, à bords noirs foncés, ne laissent aucun doute sur la détermination. Trèsrarement on trouve de l'apatite. La figure 1 représente la plupart des détails que nous venons de donner sur ce phonolilhe.

M. Buchanan a recueilli en outre dans les crevasses qui sillonnent en deux points la montagne, du sommet à la base, une substance ayant l'aspect et la dureté du quartz

laiteux. Celle ntetiêce est concrélionnée, quelquefois feuilletée. Elle es fc. blanchâtre jaunâtre ou brune jaunâtre. Elle raie "mséineïit le verre el ne fait pas effervescence avec les 'àc\$*k Des plaques de 2 à 3 millimètres d'épaisseur sont Translucides. Chauffée à la lampe, elle blanchit sans se fondre; elle se laisse alors écraser entre les doigts. Dans le tube fermé elle donne de l'eau avec réaction alcaline et odeur empyreumatique. L'analyse qualificative y a décelé du phosphate d'alumine et de fer, avec de la silice et du sulfate de chaux (1).

Les explorateurs du Challenger abordèrent à Rat Island, îlot le plus important du groupe après Fernando Noronha. M. Buchanan a observé à l'ouest de Rat Island une roche basaltique massive, que nous décrirons, et à l'est, un grès calcareux. c II est probable, ajoute-l-il, que ce grès recou- » vre le basalte. Sa structure parait indiquer qu'il a été » déposé comme drifl. Ce sable cimenté est calcareux, il » renferme un grand nombre de coquillages. En passant » le long de Booby Island pour se rendre à Rat Island, on j> vit que cette petite île est à son tour formée presque » entièrement de ce grès calcareux. On n'y observa aucune » roche ignée, et comme la stratification à ripple marks » peut se poursuivre sous le niveau de la mer, il y a des » raisons de penser que Booby Island s'abaisse ou qu'elle j> s'est abaissée autrefois. » Nous reviendrons bientôt sur le grès calcareux dont il vient d'être question. Décrivons le basalte de Rat Island.

Examinée macroscopiquement, celte roche est noire,

(i) J'ai obtenu en analysant cette substance Si 0, 0,27, S0 8 1,40, Ph, 0, 50,72, Al, 0, 37,03, Fe, 0, 5,42, Ca 0,98, perte 4,54, somme 100,36

(9) massive, parfaitement homogène, à cassure conchoïde. On aperçoit dans la pâle à grains très-fins de petits grains jaunes de péridot et des prismes microscopiques qu'il faut rapporter à la népheline. La poudre géiatinise fortement avec les acides. Le poids spécifique est 2.957. L'analyse a donné :

SiO, —42.24 AI, 0* - 20.15 Fe,0 5 — 12.17 FeO — 407 CaO - 6.15 MgO. - 5.22 K,0 - 0.35 Na a — 6.10 H,0 — 2.73

L'examen microscopique de la roche basaltique de Rat Island la fait ranger parmi les basaltes népheliniques. La masse fondamentale à grains très-fins, vue sous un fort grossissement, se montre composée essentiellement de népheline et d'augite sans interposition de substance amorphe. Ces deux minéraux constitutifs de la pâte sont généralement assez mal individualisés; toutefois on distingue souvent les sections hexagonales de la népheline. Pour l'augite, ses petits prismes légèrement bleuâtres sont vaguement terminés. Jamais ces minéraux ne prennent les proportions d'éléments micropophyriques. Ce que cette roche présente de plus intéressant, ce sont les grands cristaux fragmentés que l'on voit enchâssés dans la masse. Ces sections doivent se rapporter au péridot. Elles sont

toujours beaucoup plus grandes que celles de la népheline et de l'augite dans la même roche. Ces sections péridoliques sont rugueuses, presque incolores, avec les clivages, le pointement de l'espèce et l'extinction en long. Souvent elles rappellent parfaitement la forme d'un cristal d'olivine; d'autres fois on voit que ce sont des fragments d'un seul individu que l'on peut facilement reconstituer à l'aide des pièces de rapport qui se trouvent dans une plage voisine. On reconnaît que les cristaux de péridot, formés les tout premiers, ont subi des dislocations et l'action corrosive du magma. Ils sont déchiquetés sur les bords, perforés à l'intérieur, et partout la masse fondamentale a pénétré. Celle-ci est séparée du cristal de péridot ou des fragments de cristaux, par une zone peu large, jaunâtre : cette teinte est due à l'hydroxyde de fer qui s'étale sur tous les contours de l'olivine et provient de la décomposition de ce minéral. Quand les sections sont très-petites, elles sont entièrement recouvertes de cet enduit. On remarque aussi sur les bords du péridot, qu'il tend à devenir fibreux. Parmi les minéraux secondaires, notons le mica noir en paillettes irrégulières 'fortement dicroscopiques, à extinction en long dans le sens des lamelles accolées; souvent ce mica est intimement associé à l'olivine décomposée. Le fer magnétique en grains ou en cristaux microscopiques est assez abondant et répandu partout dans la masse On observe encore quelques petits prismes d'apalile. Nous n'avons pas vu de trace de feldsphath dans le basalte. La figure 2 de la planche accompagnant cette notice, est consacrée à représenter les détails de microstructure de la roche que nous venons de décrire. Le calcaire que nous avons mentionné tout à l'heure, et qui fut recueilli par M. Buchanan à la partie sud-est de Rat Islandy est un tuf dont la cassure montre une masse

rosaire ou jaunâtre avec de petits points cristallins blanchâtres, d'où se détachent des grains jaunes ou noirâtres de moins de 1 millimètre : ce sont des débris d'organismes ou des fragments de roches et de minéraux volcaniques. Cette roche est assez résistante; elle présente souvent à la surface un aspect scoriacé et les alvéoles se montrent quelquefois à la partie interne. Attaquée à l'acide chlorhydrique, elle laisse un résidu qui forme environ 30 % de la masse. Étudié au microscope, ce tuf se décompose en calcaire cristallin incolore, qui constitue, peut-on dire, la pâte ou le ciment des grains élastiques d'origine organique ou minérale. Ces grains sont tous roulés et entourés chacun d'une petite zone de calcite. On remarque dans les lames minces que les particules minérales sont souvent des fragments arrondis de péridot décomposés, ayant une teinte rouge foncée. D'autres grains sont de petits éclats roulés de roches basaltiques; on y distingue, entre autres, des particules de palagonite transformées en une matière d'aspect résineux , comme celle qui provient de la décomposition de la tachylite. Une roche identique à ce calcaire de Rat J si and a été trouvée par M. Buchanan au-dessus du basalte de Platform Island, dont nous allons parler. Ce calcaire de Platform Island est identique au fond à celui que nous venons d'analyser.

L'îlot du groupe désigné sous le nom de Platform Island est formé d'une roche basaltique colonnaire, sur laquelle s'élale une couche étendue et unie d'une roche calcareuse, dont les échantillons rapportés par M. Buchanan sont très-analogues à ceux du grès calcareux de Rat Island. Le basalte de Platform Island est un peu plus grenu que le basalte néphelinique qui vient d'être décrit ; il se rapproche assez de la dolérite. Il est noir, légèrement

poreux ; on n'aperçoit à l'œil nu que quelques petits cristaux d'augite engagés dans la pâte.

Le basalte de cet îlot appartient au basalte feldspathique ordinaire. On y découvre une base vitreuse souvent colorée en jaune brunâtre pâle et dévitriûée par des trichiles. Les minéraux constitutifs sont des plagioclasesen lamelles, avec extinction maximum d'environ 30°, etotre deux lamelles hémitropes, ce sont des cristaux de labrador; du péridot à contours irréguliers transformés souvent en une substance fibreuse; de l'augite à structure zonaire criblée d'enclaves vitreuses et de pores; de la magnétite ; et rarement on trouve du mica noir. Les cavités microscopiques de ce basalte sont tapissées d'une substance fibreuse verdàtre, d'origine secondaire.