VI. TERRAINS MASSIFS, OU PLUTONIQUES

Outre les terrains dont nous venons de parler, qui sont régulièrenent stratifiés et gardent entre eux uu ordre invariable de superposition, on distingue encore, ainsi que nous l’avons dit, une autre classe de terrains produits par des causes toutes différentes : ce sont les terrains composés de roches massives et éruptives, appelés souvent terrains plutoniques, et comprenant parmi

eux les terrains volcaniques proprement dits. Ils sont formés de roches à structure cristalline ou vitreuse, qui ne renferment ni cailloux roulés, ni débris organiques. La matière de ces roches paraît être venue de dessous les terrains stratifiés, d’où elle a été soulevée, à diverses époques, soit en masse presque solide ou ramollie par les actions combinées de la chaleur, de l’eau et de la pression, soit en masse à demi-fondue, ou bien à l’état de fusion complète : elle s’est intercalée entre les couches des terrains stratifiés, ou s’est épanchée à leur surface, en sortant tantôt par de grandes fentes, tantôt par les cheminées des volcans, espèces de canaux terminés par des ouvertures circulaires, en forme de cratères où de coupes. Avec M. Elie de Beaumont, nous partagerons ces terrains en quatre groupes principaux : ° les Roches plutoniques acides (ou sursilicatées), telles que les granites, les syénites et porphyres quarzifères ; 2° les Roches plutoniques basiques, telles que les serpentines et les trapps; 3° les Roches volcaniques anciennes (les trachytes et les basaltes); 4° les Roches volcaniques modernes (les laves Peppers dites et leurs accessoires). |

1° Groupe. Roches plutoniques acides. Les roches plutoniques

acides ou sursaturées de silice, sont généralement composées des espèces feldspathiques les plus riches en silice (orthose, albite ou oligoclase), associées à du mica, du talc ou de Pamphi- ‘bole hornblende, et souvent à des cristaux ou grains de quarz libre :elles ont presque toujours la structure granitoïde ou por- phyrique. Ce groupe comprend le granite, la protogine, la pegmatite, le greisen, la syénite, le diorite, et les porphyres rouges et isriniques,

Le granite est une roche cristalline à structure grenue, composée de grains de feldspath orthose, de quarz hyalin et de mica. Elle devient la pegmuatite, quand le mica disparaît, le greisen ou

hyalomicte, quand le feldspath vient à manquer, la protvgine, quand le mica est remplacé par une matière qui ressemble à du talc ou de la stéatite. Si le mica est remplacé par de l'amphibole hornblende, et que le quarz disparaisse presque entièrement, on a la syénite. Le diorite est une roche analogue par sa composition à la syénite, mais elle est plus riche en hornblende noire ou verte, et son élément feldspathique est presque compacte, en sorte qu’elle offre souvent comme une pâte blanche avec des parties vertes ou noires disséminées.

Le granite est très-répandu à la surface du globe; dans les

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chaînes de montagnes, il sert presque constamment de support ou d appui aux terrains schisteux métamorphiques, et se lie intimement aux gneiss, qui forment le fond de ces derniers terrains. Ïl perce en une multitude d’endroits le sol de sédiment, le pénètre sous forme d’amas ou de filons, se fait jour tu milieu de lui en formant des espèces d’ilots ou de noyaux massifs, et s’élevant en dômes à de grandes hauteurs.Il passe souvent insensiblement au porphyre quarzifère.Les éruptions de granite, trèsfréquentes aux premières époques de la formation du globe, ont été en diminuant jusqu’à la fin de la période secondaire.

Le porphyre rouge quarzifère est une roche composée d’une pâte feldspathique rouge, contenant des cristaux de feldspath et des grains vitreux de quarz. Elle se lie intimement d’une part avec les granites, et d’une autre part avec les grès rouges dés terrains de sédiment inférieurs. Quelquefois, elle passe à de véritables roches vitreuses (les rétinites), et est accompagnée souvent de conglomérats, amas de débris poussés de bas en haut par la sortie des porphyres. Les éruptions Le ont eu lieu depuis lPépoque dan te à celle des terrains crétacés.

2° Groupe. Roches plutoniques basiques. Les euphotides, Îles sérpentines, 1e trapps et les mélaphvres (ou porphyres noirs), appartiennent à gette division, Les euphotides sont des roches analogues aux diorites, mais dans lesquelles Pamphibole est remplacé par de la diallage métalloïde et Palbite par du labrador compacte. Les serpentines, les trapps sont des roches à texture compacte ou terreuse, dont il a été déjà question précédemment. Toutes ces roches, composées de silicates basiques, sont généralement dépourvues de quarz libre. Les serpentines se sont produites dès l’époque de transition, et leurs épanchements ont continué jusqu'à celle du terrain tertiaire supérieur. Les trapps ont commencé à paraître vers l’époque du terrain permien, et se sont montrés jusqu’à l’époque tertiaire inférieure. Les mélaphyres se présentent en grandes bandes à la surface du sol, le long du pied des grandes chaînes de montagnes, au soulèvement desquelles ils semblent se rattacher. La plus grande émission de ces roches a eu lieu vers la fin de la période secondaire.

3° Groupe. Roches volcaniques anciennes. Les trachytes ne sont, pour ainsi dire, que les porphyres de l’époque tertiaire. ils ont été soulevés, tantôt à travers des fentes allongées et dans un état de fluidité assez avancé, et alors ils se présentent en grandes

MANIÈRE D'ÊTRE DES MINÉRAUX. | ŒrL

Pepe à la surface du sol (Mont-Dore et Cantal); tantôt ils ont surgi à l'état de masses pâteuses et par des ouvertures plus circonscrites, et ils ont formé alors des montagnes arrondies ou des dômes (chaîne des monts Dômes d’Auvergne). Beaucoup de eonglomérats, des scories ou pierres ponces et des roches vitreuses ou obsidiennes, les accompagnent. Les trachytes, comme les basaltes, ont été soulevés depuis le commencement de l’époque tertiaire jusqu’à nos jours. Ces deux sortes de roches ont paru alternativement et à diverses époques; en Auvergne, où elles sont en relation les unes avec les autres, ce sont les trachytes qui ont paru les premiers, car leurs nappes sont recouvertes par celles des basaltes.

Les basaltes se presentent ordinairement sous la foie dé bateaux ou de terrasses à escarpements en colonnades, de larges Nappes, souvent morcelées et inclinées, composées de prismes de basalte, et enfin sous la forme de dykes ou d’énormes filons, sortant du sol comme des murailles, par suite de la destruction des couches qui les encaissaient primitivement. Ils paraissent être sortis en général par des fentes ou de larges crevasses, à la manière des trachytes : mais, comme ceux-ci, ils se sont fait jour quelquefois par des ouvertures étroites; et, comme ils étaient sans doute plus fluides, ils présentent dans ce cas les caractères de véritables coulées, à la manière des laves de nos volcans. Lorsqu’ il est étendu en nappes, ses assises alternent, comme celles des trachytes et des trapps, avec des conglomérats et des scories. Les basaltes sont communs dans le Vivarais et le Cantal en France; dans l’Eifel, sur les bords du Rhin; en Irlande, et dans les îles Hébrides ; etc.

4° Groupe. Roches volcaniques modernes. Ces roches comprennent les laves des volcans à cratère, soit éteinte, soit en activité. Les produits des volcans sont tels, qu’on peut, dans le plus grand nombre des cas, les considérer comme du basalte ou du tra-. chyte fondu. Ce sont des roches lithoïdes, quelquefois vitreuses, souvent poreuses et scoriacées, qui sont sorties de bouches ignivomes, en forme d’entonnoirs renversés, et situées à l’extrémité de cônes tronqués, que composent en partie des déjections accumulées. Ces cônes ont leur bord supérieur échancré d’un côté, et leurs flancs recouverts de bandes étroites de scories, sorte d’écumes abandonnées par les courants de laves qui, vomis par le cratère, ont coulé sur le cône, en suivant les lignes de plus grande pente. Les laves sont souvent tapissées d’efflorescences

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salines ou de sublimés métallifères, et associées à des tufs volca-

niques. On distingue des laves de deux périodes très- différentes : celles qui se rattachent à des cratères éteints non-seulement de-

puis les temps historiques, mais très-probablement depuis l’épo-

que diluvienne (volcans de l'Auvergne et de l’Eifel}, et celles

qui, étant sorties de volcans encore en activité, doivent être con-

sidérées comme appartenant à la période actuelle,

Ô 6. Des divers modes de formation des espèces minérales. — Production artificielle de cristaux et de minéraux.

Pour parvenir à reconnaître les phénomènes chimiques et physiques ‘à ont présidé à la formation des substances minérales, et à leur cristallisation, on a cherché à imiter artificiel-

lement la nature. Nous allons exposer les+principaux résultats . des expériences et des observations qui ont été faites sur ce double sujet, dans les usines et les laboratoires, parce qu ‘elles sont propres à jeter du jour sur Porigine de la plupart des minéraux dont nous aurons bientôt à me l’histoire. Les minéraux cristallisent, soit au moment même où se forment leurs molécules, soit après leur formation, et lorsque ces minéraux viennent seulement à changer d'état physique. Ce dernier cas, qui a été longtemps le seul qu’on eût observé, ne se rencontre que dans les corps fusibles ou solubles. Lorsqu'il ne s’agit que de faire cristalliser un corps, qui est déjà tout tt on le fait passer lentement de l’état liquide ou gazeux à l’état solide, après l'avoir mis dans le premier état à l’aide de la chaleur, ou par l'intermédiaire d’un dissolvant.. Quand on s’est servi de la chaleur pour produire la volatilisation, la fusion simple, ou bien la dissolution d'un corps. dans un fondant, on dit. que la cristallisation a eu lieu par la voie sèche ; elle a eu lieu au contraire par la voie humide, lorsqu’ on a eu recours à la simple action d’un dissolvant liquide, en opérant à une température peu élevée. |

1° Volatilisation et refroidissement. Un grand nombre de substances fusibles et volatiles peuvent cristalliser, lorsqu'on les soumet en vases clos à la température de leur ébullition ; les vapeurs qui se dégagent vont se déposer dans les parties supérieures du vase, qui sont froides, et elles cristallisent. Le soufre, les sulfures d’arsenic, le sulfure de mercure, nous offrent des exemples de ce cas. On donne ordinairement le nom de Sublimés à ces sortes de produits cristallins.

2° Fusion et refroidissement. Les corps fusibles, portés à la température de leur fusion, et abandonnés ensuite à un refroidissement lent, cristallisent dans l’intérieur de leur masse. Les parties de la substance fondue, qui sont en contact avec l'air ou avec les parois du creuset, se refroidissent les premières, tandis que les parties extérieures restent fluides beaucoup plus longtemps. Si l'on vient alors à briser la croûte supérieure, et qu’on décante les parties encore fluides, on trouve les parois du creuset tapissées de cristaux, qui forment comme une sorte de géode. Le soufre, le bismuth, l’antimoine, et un grand nombre de métaux ou d’alliages, cristallisent de cette manière.

3° Dissolution et refroidissement. Beaucoup de substances solubles se dissolvent plus facilement à chaud qu’à froid. On profite de cette circonstance pour dissoudre le corps dans le liquide chaud ou même bouillant (eau ou alcool) jusqu’à saturation, puis on laisse le liquide revenir lentement à la température ordinaire. À mesure qu’il se refroidit, son pouvoir dissolvant diminue, et il dépose sous forme de cristaux la portion de sel qui est en excès. Ex. : alun, salpêtre, sulfate de cuivre, etc.

4° Dissolution et évaporation. Ce procédé, pendant longtemps, a été restreint à la voie humide. Il consistait à dissoudre un corps dans un liquide, et à faire évaporer lentement le dissolvant, soit en l’abandounant à lui-même (évaporation spontanée), soit en déterminant son évaporation à l’aide d’une chaleur modérée. Ex, : le sel darin dissous dans l’eau ; le soufre dissous dans le sulfure de carbone ou dans la benzine. .

Ebelmen a eu l’heureuse idée d'étendre ce procédé à la voie sèche. Les fondants, que nous emplovons dans nos essais pyrognostiques, tels que Pacide borique et le borax, l'acide phosphorique et les phosphates alcalins, sont, à une haute température, de véritables dissolvants pour les oxydes métalliques, et ces dissolvants, comme ceux des basses températures, ont la propriété de se volatiliser à une température encore plus élevée. Il est donc possible d'opérer par la voie sèche, comme on opère par la voie humide. Après avoir dissous de l’alumine dans de l'acide borique, Ebelmen est parvenu à la faire cristalliser, en faisant évaporer lentement l'acide à la température des fours à porce- Jaine ; et il a obtenu ainsi du corindon cristallisé (1).

(0 On verra plus loin que ÿ. Gaudin était déjà parvenu, avant les expériences d'Ebelmen, à faire bistalliser l’alumine, et à fabriquer du corindon rubis, en foudant de l’alun Ammoniacal au feu du chalumeau à gaz détonnant. -

Cours de Minéralogie. Tome Il. 8

. Les corps, pour cristalliser, n'ont pas toujours besoin d'être

fondus ou dissous. On voit quelquefois des corps solides qui subissént des modifications lentes dans leur structure intérieure, et qui finissent par acquérir une texture cristalline, Des mouvements vibratoires, des frottements ou des percussions souvent répétés, des flux continuels de chaleur, peuvent amener des changements dans la disposition des molécules au sein de la masse, sans dissolution préalable, et par conséquent sans chan-

gement dans la forme extérieure et dans l’état de consistance :

du corps (ex. : le fer forgé). Ce cas a eu lieu souvent dans la nature, et rentre dans la catégorie des phénomènes ax on désigne sous le nom de métamorphiques. Quelquefois même il arrive que, par suite de changements dans la RES ION et la température, sous l'empire desquelles un cristal s’est formé, ce cristalf peut changer intérieurement de structure cristalline, en sorte que celle qu'il acquiert par là, n est plus en rapport avec la forme qu'il conserve. C’est ainsi que le one cristallisé par fusion

sous la forme d’aiguilles prismatiques à base oblique, passe en se refroidissant à une autre structure, savoir celle qui appartient à la modification du soufre octaédrique ordinaire.

On doit à Leblanc, à Gay-Lussac et surtout à Beudant (1), un grand nombre d’ observations précieuses sur les cristallisations artificielles qui s'opérent dans les laboratoires par les moyens décrits précédemment. On a remarqué que, quand d cristallisation d’un corps a lieu dans des circonstances tout-à-fait identiques, les formes de tous les individus cristallins que l'on ob-

tient, sont parfaitement semblables entre elles. Il n’en est plus

ainsi, lorsqu” il yaun changement notable dans la nature du

milieu où la’ cristallisation s'opère, et dans Îles circonstances physiques qui président à à l’accomplissement du phénomène, On

obtient alors des formes secondaires différentes, chacune de ces

formes correspondant à un état particulier du milieu. Par des “expériences multipliées, faites sur la cristallisation des sels dans

les laboratoires, on a reconnu quelques-unes des circonstances

et des conditions qui influent ainsi sur leur forme extérieure, et par là on a été conduit à se faire une idée des causes qui, dans la nature, produisent les variations de forme que lon ob-

serve parmi les cristaux de même espèce.

(1) Sur les causes qui peuvent faire varier les formes cristallines d’une même substance, par Beudaut (Annales de Chimie et | bus É; vu p. she

Cés causes sont assez nombreuses : ce sont d’abord les différénts états de concentration de la dissolution, son degré de fempérature, ( comme aussi la Sp Arrture de l'air extérieur et la pression atmosphérique ; mais c’est par-dessus tout, la nature du dissolvant et celle des matières étrangères contenues dans l’eauiére, et dont les unes ont pu être entrainées et retenues dans la cristallisation du sel, tandis que les autres n’ont agi que par leur présence, et sont restées en dehors du cristal qui était en voie de formation. Parmi les substances que contiennent les eaux-mères, et qui peuvent s'incorporer au cristal qui se forme, on doit distinguer avec Beudant les mélanges mécaniques de particules pulvérulentes, en suspension dans le liquide, et les mélanges chimiques de molécules dissoutes dans ce même liquide. Les matières du premier genre peuvent se retrouver dans le ‘cristal en parties plus ou moins grossières ou plus ou moins fines, Simplement interposées par couches entre celles du réseau cristallin, ou bien retenues comme par une sorte d’affinité capillaire, dla les interstices des molécules. Celles du second genre sont des substances isomorphes, ou tout au moins plésiomorphes, avec la substance principale qui cristallise, qui peuvent éntrer, à l'état moléculaire, dans la compésition dé couches et des files de molécules du cristal mème, et qui concourent à former ainsi une cristallisation mixte.

L’influénce des mélanges mécaniques consiste à diminuer " transparence ca cristal, à lui donner souvent une couleur aécidentelle, ét à rendre généralement sa forme plus simple, et qüelquefois plus nette et plus régulière qu’elle ne le serait, si le Cristal était parfaitément pur. Cest ce que Beudant a constaté Sür l’alun et le sulfate de fer, en lés faisant cristalliser au milieu d’un précipité pulvéralent de sulfate de plomb. Dans la nature, on a remarqué depuis longtemps que les cristaux de quarz 4 “Es FAR de es de fer ocreux, jaune Surtout céux de ctelifé pénétrés dé $ grains dé dlble eut ont une forme des plus sim ples et des plus régulières.

L'influence des matières qui cristallisent HEBIR te: qui se mélangent dans une cristallisation commune, n’est pas moins manifeste « que celle des particules simplemeht interposées; elle ét même beaucoup plus sensible. En général, les mélanges chimiques et cristallins agissent moins pour troubler la transparéñce du Corps, mais ils contribuent aussi À modifier sa couleur,

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et, comme on l'a vu (rer vol., page Fan ils produisent quelque modification dans la valeur des angles du cristal. Enfin, la nature et les proportions des substances mélangées déterminent ordinairement des changements dans la ation extérieure, de telle sorte que les mêmes formes correspondent souvent à des conditions de mélange tout-à-fait semblables. On doit à Leblanc, à Beudant et à Mitscherlich, un très-grand nombre d'observations sur les mélanges cristallisés des sulfates hydratés de cuivre, de fer et de zinc. Nous avons déjà eu l’occasion de parler de ces mélanges, 1°° vol., page 518.

La nature particulière du liquide, au lie duquel le cristal s’est formé, produit souvent une modification de forme dans ce cristal, bien que celui-ci ne lui ait emprunté aucun élément étranger. Des sels, dissous dans le liquide, et qui ont refusé de s'incorporer au cristal, ont pu agir par leur présence seule. Le sel commun, qui cristallise en cubes dans l’eau pure, cristallise dans l'urine en octaèdres réguliers, et dans une solution d’acide borique en cubo-octaèdres. De telles causes modifiantes doivent avoir agi fréquemment dans la nature, où presque toujours les substances minérales ont cristallisé en, présence de corps d'espèces différentes. Aussi, remarque-t-on qu'un même minéral offre constamment la même forme partout où 1l se trouve associé aux mêmes substances ; la forme secondaire, sous laquelle on observe une substance, suffit en pareil cas pour en faire reconnaître le gisement. Tous les échantillons d’un même minéral, qui proviennent d’un gisement bien déterminé, ont tous la même forme; et ceux qui proviennent de gisements divers, ont en général des configurations différentes. Le calcaire spathique est cristallisé en prismes hexagonaux dans les filons de plomb du Harz; il l'est en scalénoëdres dans ceux du Derbyshire : c’est que le minerai de plomb, dans ces deux pays, est accompagné de gangues qui diffèrent notablement, et la diversité des milieux a occasionné une variation dans les formes cristallines du calcaire. Là, au contraire, où les circonstances géologiques se retrouvent les mêmes, les mêmes formes reparaissent dans les cristaux du même minéral. Le calcaire spathique quarzifère, qu'on observe en rhomboèdres aigus, de la variété dite inverse, dans les sables de Fontainebleau, se retrouve avec la même forme et dans des circonstances toutes semblables, au milieu des sables tertiaires des landes de Gascogne.

Dans les laboratoires, on a remarqué que la nature des pa

rois des vases qui contiennent les dissolutions salines, a une ‘influence marquée sur le phénomène de la cristallisation : une solution cristallise plus promptement dans un vase de terre pooi reuse, que dans un vase de verre. Le plus ou moins de poli des surfaces, leur porosité ou perméabilité plus ou moins grande, paraissent être les causes auxquelles on peut attribuer ces différences. Ces deux causes se reproduisent aussi dans la nature : on remarque que, dans les filons, les cristaux ne s’attachent pas sur les parties ire des épontes, et lorsque ces gîtes de minéraux viennent à traverser des couches dont la composition est différente, on observe très-souvent que les substances qui composent les diverses parties d’un même filon, varient selon la nature des couches auxquelles elles correspondent. À Kongsberg en Norwège, le filon argentifère est beaucoup plus riche dans les Le se trouvent encaissées par certaines couches pyri- teuses. La même circonstance se reproduit en Angleterre, pour les filons de galène et de blende d’Alston-Moor, en Westmore- land.

La position particulière du cristaux déjà formés, et que l'on vient à introduire dans une dissolution saline, influe sur le plus ou moins d'extension relative ou de développement deleurs faces. Leblanc est parvenu à faire grossir des cristaux à volonté dans un sens ou dans un autre, en changeant convenablement et à plusieurs reprises leur position au fond du vase. Les cristaux naturels, qui ne peuvent pas ainsi être retournés pendant toute la durée de leur accroissement, présentent souvent, dans certaines de leurs parties, des extensions démesurées qui les déforment, et leur donnent une apparence d’irrégularité ou de dissymétrie. Nous avons dit que, toutes choses égales d’ ete une même solution tendait toujours à produire une même forme secondaire dans le sel qui cristallise. Cette tendance est si prononcée, que, si on enlève un fragment du cristal qui est en voie de formation, la partie enlevée se reproduit facilement, et bientôt le cristal est redevenu complet. Si d’une dissolution d’alun, qui a donné des cristaux cubiques, on retire un de ces cristaux pour le porter dans une autre solution, capable de donner des cristaux octaédriques, on verra le premier cristal se modifier pre- gressivement par des décroissements sur les angles, d’une manière conforme à la théorie de Haüy, et parvenir bientôt à la seconde forme, en passant par la forme intermédiaire, le cubooctaèdre.