CINQUIÈME PARTIE
REPRODUCTION ARTIFICIELLE DES MINÉRAUX ET DES ROCHES. (En collaboration avec M. Fouqué.)
tion artificielle des fissures perlitigues (Comptes rendus des séances de l’Académie des Sciences, l. LXXXVI, p, 771; 1878).
de la fusion {id., t. LXXXVII, p. 700; 1878). 3. Reproduction artificielle des feldspaths et d’une roche volcanique complexe ( labradorite pyroxénite) par fusion et maintien prolongé à une température voisine de la fusion {id., t. LXXXVII, p. 779; 1878). k. Production artificielle de la néphéline et de l’amphigène par voie de fusion ignée et recuit à une température voisine de la fusion {id., t. LXXXVII, p. 961; 1878).
5. Production artificielle par voie ignée des minéraux suivants : oligoclase,
labrador, anorthite, néphéline, leucite, grenat mélanite, pléonaste, fer oxydulé, pyroxène, mélilite (Bulletin de la Société minéralogique, t. II, p. io4; 1879).
6. Essai de reproduction de l’orthosepar voie ignée {id., p. 107 ; 1879).
7. Reproduction par voie ignée d'une labradorite et d’une leucitite iden¬
tiques à certaines roches naturelles {id„ p. 109; 1879).
8. Production artificielle des inclusions vitreuses à bulle de gaz {cristaux
négatifs), au sein des feldspaths, de la néphéline et de la leucite artiy;cie&(irf.,p. 110; 1879).
9. Sur la transformation par voie ignée d’un mélange de wernérite et
d’amphibole en labrador et pyroxène, et sur la tendance des silicates
fondus à reproduire les types naturels connus (id.t p. ni; 1879).
10. Minéralogie micrographique (Paris, 1879; Hoiries PL XX et XLIV).
11. Production artificielle defeldspaths à base de baryte, de strontiane et de
plomb, correspondant à Voligocîase, au- labrador et à l’anorthite (Comptes rendus des séances de l’Académie des Sciences, t. XC, p. 626; 1880).
12. Production artificielle d'une leucotéphrite identique aux laves cristallines
du Vésuve et de la Somma {id., t. XC, p. 698; 1880).
13. Synthèse d’une leucotéphrite et formes élémentaires des cristaux naissants
de leucile et de néphéline (Bulletin de la Société minéralogique, l. UI, p. 118; 1880).
14. Étude des propriétés optiques des feldspaths artificiels de baryte, de stron¬
tiane et de plomb {id., p. 128; 1880).
15. Reproduction artificielle des basaltes (Comptes rendus des séances de
l’Académie des Sciences, t. XCÏI, p. 867 ; 1881).
16. Étude optique des feldspaths artificiels de composition intermédiaire entre
Valbite et l’anorthite (Bulletin de la Société minéralogique, l. III,
17. Reproduction artificielle des diabases, dolérites et météorites à structure
ophitique (Comptes rendus des séances de l’Académie des Sciences, l. XCII, p. 890; 1881).
18. Examen de quelques produits artificiels de J. Hall {id., t. XCII, p. io4o;
19. Reproduction artificielle des basaltes et mélaphyres labradoriques, des
diabases et dolérites à structure ophitique (Bulletin de la Société de Minéralogie, t. IV, p. 276; r88i).
20. Reproduction artificielle des divers typesde météorites {id., t. IV, p, 279;
21. Expériences synthétiques relatives à la reproduction artificielle des météo¬
rites (Comptes rendus des séances de l’Académie des Sciences, t. XCIII,
22. Synthèse des minéraux et des roches (Paris, Masson, p. 1 à 428; 1882).
23. 'Reproduction artificielle d'un trachyte micacé (Comptes rendus de l’Aca¬
démie des Sciences, t. CXIII,p. 288; 1891).
La série d’expériences précédemment énumérées a eu pour objet : I® De reproduire les principaux minéraux des roches volcaniques ;
2“ De les faire naître par un procédé identique à celui que la nature
3“ Et surtout de reproduire leurs associations.
La méthode employée est la voie ignée pure. Après fusion, le mélange chimique expérimenté est soumis à un recuit prolongé. Ces expériences peuvent être considérées comme la continuation directe de celles qui ont. ôté jadis faites par James Hall, poursuivies parBerthier et plus récemment par M. Daubrée.
Le procédé repose sur ce principe, déjà entrevu par Hall, que la température do fusion d’un silicate cristallisé est en général supérieure à celle du verre qui en provient. Si donc on maintient, pendant un temps suffisamment long, un pareil verre à une température légèrement supérieure à celle de son ramollissement, on se trouve dans des conditions favorables pour produire des arrangements moléculaires et donner naissance à des corps cristallisés qui puissent se solidifier au sein du magma visqueux.
On voit que les limites de température nécessaires à la production d’un minéral déterminé sont très rapprochées, car elles doivent osciller entre la température de fusion du minéral et celle du verre qui en résulte, et ces deux températures sont souvent très voisines l’une de
Ces considérations expliquent la nécessité des températures déterminées qui ont dû être employées pour arriver à la cristallisation de chaque minéral. C’est ainsi qu’ont été obtenus l’oligoclaso, le labrador, l’anorthite, l’amphigène, la néphéline, le grenat mélanite, le pyroxène, le péridot, l’enstatite, l’hypersthène, le spinelle, le fer oxydulé, le fer oligiste.
L’oligoclase, le labrador, l’anorthite, l’amphigène, la néphéline n’avaient pas encore été reproduits artificiellement avant les expériences en question.
La même méthode a fourni le moyen de compléter la famille des feldspaths tricliniques, en y remplaçant la chaux par la baryte, la strontiane ou l’oxyde de plomb.
Mais l’intérêt de ces expériences tient surtout à ce qu’elles permettent d’obtenir artificiellement des associations de ces divers minéraux. La composition minéralogique et les détails les plus intimes de structure
des associations ainsi produites montrent leur identité avee eelles qui constituent un grand nombre de roches éruptives naturelles.
Les roches dont la synthèse a été obtenue de la sorte sont les sui-
Andésites, labradorites et porphyrites augitiques;
Basaltes et mélaphyres;
Leucitites, leucotéphrites;
Néphélinites;
Diahases et dolérites à strueture ophitique;
Eukrites et howardites (météorites).
L’observation microscopique des roches naturelles a été un guide précieux pour la reproduction synthétique de ces associations, qui sont composées de minéraux de fusibilités très différentes.
L’examen des plaques minces indique que les minéraux des roches volcaniques ont cristallisé en deux stades distincts. Ce sont ces deux stades qu’il convenait de reproduire par deux recuits successifs à températures inégales. Les exemples naturels les plus frappants sont les suivants : dans les basaltes, le péridot est toujours en eristaux de première consolidation, autour desquels se groupent les éléments microlithiques de la roche, feldspath, pyroxène; la leucite des leucotéphrites et des leucitites a aussi cristallisé antérieurement aux minéraux qui l’accompagnent; dans les roches à structure ophitique, l’élément feldspathique est moulé par de grandes plages de pyroxène.
L’explication de ces faits ne présente aucune difficulté, car le péridot, la leucite et le feldspath se solidifient à des températures plus élevées que les éléments dont ils sont environnés. 11 a donc suffi que le magma qui contient ces minéraux passât par des températures s’abaissant graduellement, pour provoquer les deux temps principaux de cristallisation de la roche. De là, dans les expériences de reproduction artificielle, la nécessité de deux recuits à des températures inégales et décroissantes.
En résumé, le principe qui préside à la formation des roches ignées consiste dans ce fait que les minéraux se consolident suivant l’ordre inverse de leurs fusibilités respectives.. Il est vrai que l’observation et l’expérience révèlent quelques contradictions apparentes à cette règle.
Ainsi certains minéraux de fusion très difficile, tels que l’amphigène, renferment en inclusions des minéraux très fusibles, tels que le pyroxène. Il semblerait donc que la cristallisation du pyroxène fût antérieure à celle de l’amphigène. Mais, en réalité, le pyroxène provient ici d’inclusions vitreuses contenues primitivement dans l’amphigène et qui, après leur emprisonnement, ont continué à subir un travail de groupement moléculaire. Et en effet, en interrompant l’expérience en temps utile, on saisit la transformation en voie de s’accomplir.
Une autre contradiction apparente résulte de la formation du fer oxydulé et du spinelle cristallisés aux temps divers de consolidation et à des températures très variées. Ainsi, lepéridotdu basalte, formé dans le premier temps de consolidation, renferme des inclusions de ces minéraux, et on les retrouve encore accompagnant les microlites du second temps et parfois même implantés sur eux. Le même fait se reproduit dans les expériences synthétiques de fusion ignée, et chaque génération de silicates cristallisés au sein d’un verre ferrugineux est accompagnée par la production de fer oxydulé et quelquefois de spinelle.
L’explication de ce fait est à chercher dans une réaction des bases, qui se déplacent mutuellement. C’est une interprétation déjà donnée par Ebelmen. La fusibilité n’est pas, pour ces minéraux, la condition déterminante de leur cristallisation.
En résumé, ces expériences ont eu pour résultat d’augmenter considérablement le domaine de la voie ignée. Un grand nombre de roches éruptives anciennes et modernes doivent leur origine à l’action exclusive d’une fusion suivie d’un long refroidissement. Les fumerolles et les agents volatils, loin d’avoir été des adjuvants nécessaires, n’ont produit sur cette catégorie de roches que la décomposition ultérieure des minéraux primitifs et leur transformation en produits secondaires.
Postérieurement à ces expériences, dont il a été déjà rendu compte dans la Notice sur les travaux scientifiques de M. Fouqué, l’examen de divers produits artificiels de J. Hall a montré qu’il avait reproduit certains feldspaths, mais seulement à l’état cristallitique. En outre, de nombreuses expériences sur les divers types de météorites ont également prouvé qu’un assez long recuit est nécessaire pour obtenir la structure grenue et éviter les arborisations avec excès de matière vi-
treuse. Dans la dernière édition (iSgS) de son Manuel de Géologie, M. Geikie, qui a étudié les plaques minces de MM. Fouqué et Michel- Lévy, insiste sur leur identité avec celles provenant des roches natu-
Dansun livre paru en 1882, MM. Fouqué et Michel-Lévy ont résumé, non seulement leurs propres expériences synthétiques, mais encore toutes celles qui ont trait à la reproduction dos minéraux et des roches.
Enfin, tout récemment, ils ont entrepris une série d’expériences, dans le but d’obtenir des fusions de magmas granitiques en présence de l’eau surchauffée. L’expérience ayant démontré que les appareils en fer ou en acier ne peuvent être portés, dans de pareilles conditions, à
pour 100 d’iridium) qui résistent remarquablement au rouge. Partant d’un verre de granité de Vire, parfaitement isotrope et finement porphyrisé, on a obtenu, à des températures inférieures à celle de la fusion de l’or, des culots fondus et bulleux, tandis qu’à cette même température, en creuset ouvert, le verre de granité no s’agglutine même pas. Les culots fondus contiennent d’innombrables microlites d’orthose et de mica noir, accompagnés de spinelle dans un restant vitreux. Malheureusement l’action de l’eau surchauffée n’est pas durable, à eause de la porosité du métal.
11 n’en est pas moins acquis qu’un magma granitique, très acide, est susceptible de fondre et même de recristalliser à une température voisine de 1000°, en présence de l’eau surchauffée. On a vu précédemment (quatrième Partie) l’importance théorique d’un pareil résultat, qui diminue de plus de moitié la profondeur que l’on attribuait au niveau de l’écorce terrestre, dans lequel granités et terrains cristallophylliens peuvent prendre naissance.
