COMPOSITION CHIMIQUE

végétation d'une année. La tourbe compacte est solide^ homogène^ à cassure tantôt terreuse^ tantôt résinoide; elle résulte d'une transformation plus ou moins complète des deux variétés précédentes. Le bois fossile se rapproctîe beaucoup du bois vivant par sa couleur et l'état de conservation de ses tissus. La terre de Cologne est du ligneux ramené a l'état pulvérulent. Le bois ligniteux marque le passage des combustibles imparfaits aux combustibles parfaits.

Les combustibles parfaits constituent des substances compactes^ homogènes, où les différences de texture sont mises en évidence par la cassure qui donne des surfaces conchoides, anguleuses, lamelleuses, scbistoides» etc. Lorsque la texture est Bchistoîde , on voit des feuillets brillants alterner avec des feuillets d'un aspect mat. Ces alternances peuvent provenir de deux causes et ces deux causes sont susceptibles d'avoir agi^ tantôt séparément , tantôt d'une manière concomittante. Il est possible que chaque double feuillet corresponde à une crois* sance annuelle, ou, lorsqu'ils atteignent dans la houille une certaine épaisseur, à une couche de racines stigmariées. Mais, dans tous les cas, il est naturel de penser que les causes qui ont déterminé la schistosité de certaines roches (tome I, page 513) 80Dt également intervenues pour donner à la houille une structure feuilletée ou , tout au moins , pour régulariser cette structure. Nous savons , en effet, que la houille est loin de se inontrer dépourvue de toute plasticité (tome II, pages IU14 et suivantes).

. — - Le tableau de la page 235 indique lesquantités moyennes de carbone, d'oxygène et d'hydrogène cootenues dans les principaux combustibles abstraction faite des cendres. J'ai déjà signalé les conclusions auxquelles on est

2i8 PRODROMB DE GÉOLOGIB.

conduit par TexameD de ce tableau. La quantité d'hydrogène varie peu et ne tend à diminuer d'une manière sensible que pour Tanthracite; l'hydrogène n'existe qu'accidentelle mentet en très faible proportion dans le graphite ; il manque totalemeat dans le diamant. C'est dans les combustibles bitumineux, dans le cannel coal, par exemple, que l'hydrogène se montre en plus forte proportion. La quantité d'oxygène Ta en diminuant et celle du carbone en augmentant, jusqu'au graphite et au diamant, où cette dernière substance se trouve à l'état de pureté.

Les résultats que je viens de rappeler sont ceux que fournit l'analyse élémentaire. En soumettant les combustibles à la dis* tillation, on est conduit à représenter leur composition d'une autre manière et à reconnaître qu'ils sont formés de trois parties: i"» les matières volatiles qui disparaissent pendant la distillation et dont la nature varie suivant la qualité et le degré de transformation des combustibles; 2* le charbon; 3^ les cendres que l'on obtient en brûlant le résidu charbonneux laissé après la distillation. La quantité de cendres contenue dans un combustible est importante à connaître au point de vue industriel ; la valeur d'un combustible est évidemment en raison inverse de sa teneur en cendres. Au point de vue purement scientifique, ce caractère a moins de signification et ne saurait entrer comme élément essentiel dans le diagnostic des combustibles. Le même gisement montre un passage insen^ sible entre le combustible à peu près pur ou ne renfermant que lescendres qui proviennent de la partie inorganique du tissu ligneux et les roches terreuses dont ce combustible est accompagné ; évidemment la quantité de cendres renfermées dans un échantillon varie avec le point où cet échantillon a été recueilli plutôt qu'avec la nature du combustible.

COMPOSITION CHIUIQUE. 3 '29

La nature des combustibles dépend non seulement des quantités lelatiYes d'oxygène, de carbone et d'hydrogène , mais aussi des diverses combinaisons que ces éléments forment entre eux. Deux combustibles pourront contenir les mêmes proportions d'hydrogène et de carbone ; mais ces deux éléments détermineront^ par leur combinaison, tantôt des hydrogènes carbonés gazeux, tantôt des carbures d'hydrogène li(|uidcs ou solides, c'est à dire des bitumes; dans le premier cas, on aura une houille sèche à longue flamme, dans le second, une houille grasse ou collante.

La distillation indique quelques unes des substances qui entrent dans la composition d'u'.i combustible, mais elle ne les fait pas connaître toutes ; d'dilleurs quelques uns des corps qui se dégagent pendant l'opération n'existent pas naturellement dans les combustibles et sont un produit de la distillalion elle même.

M. E. Fremy a publié sur les caractères chimique» des combustibles fossiles un mémoire important dont je vais reproduire un résumé. «En admettant que la tourbe, le bois fossile, le limite, la bouille et l'anthracite se sont formés dans des circonstances différentes et qu'ils appartiennent à des terrains d'âges variables, j'ai voulu suivre, dans ces variétés de combustibles, le degré d'altération du tissu organique. — L'étude de la tourbe nean'a présenté aucun fait réellement nouveau : à côté des organes élémentaires non altérés que l'on rencontro en si grande quantité dans la tourbe fibreuse, j'ai trouvé, suivant l'altération de ce combustible, des proportions variables de ces composés bruns, neutres ou acides, azotés ou non azotes, que nous désignons sous le nom général de composés ulmiqucs; la présence de ces corps vient, du reste, établir une distinction ncUc enti'e la tourbe et les tissus organiques non altérés. — Quoique

le lignite xyloîde ou ligneux ait souTent la ténacité et l'apparence du bois ordinaire, j'ai reconnu que^ dans ce produit, le tissu ligneux a éprouvé une profonde modification; il se réduit en poudre fine par la trituration ; soumis i Taction d'une dissolution étendue de potasse, il cède à Talcali une quantitéconsidérable d'acide uimique. Lesdeux réactions suivantes viennent établir une difiérence bien tranchée entre le bois ordinaire et le lignite xyloîde. Lorsque l'acide azotique réagit à chaud sur le bois^ il dissout une partie seulement des fibres et rayons médullaires et laisse la matière cellulosique très pure qui se dissout sans coloration dans l'acide sulfurique concentré. Dans les mêmes circonstances^ le lignite xyloîde est attaqué avec une grande énergie et transformé complètement en une résine jaune , soluble dans les alcalis et dans un excès d'acide azotique. Les hypochlorites dissolvent rapidement une partie des fibres et des rayons médullaires, mais ils laissent la matière cellulosique à l'état de pureté ; le lignite xyloîde se dissout presque entièrement dans ces réactifs en ne laissant que des traces impondérables de fibres et de rayons médullaires incolores. Par conséquent, lorsque les tissus ligneux sont arrivés à l'état de lignite xyloîde, ils ont éprouvé dans leur substance une modification profonde ; ils contiennent alors des principes immédiats nouveaux caractérisés par leur solubilité complète dans l'acide azotique et dans les hypochlorites.— Lorsqu'on soumet un lignite compacte à l'action de la potasse concentrée, on voit quelquefois la liqueur se colorer en brun et dissoudre une petite quantité diacide uimique; mais ordinairement la liqueur alcaline ne réagit pas sur le combustible, ce qui établit une distinction entre le lignite xyloîde et le lignite compacte. J'ai toujours reconnu que les lignites qui résistent à l'action de la potasse sont ceux qui par leur gisement se rapprochent le plus

COMPOAinOK OOMIQUB. t3l

d68 tenraios houillera. Les lignites compactes noirs et brillanis comme la bouille se dissoWent entièrement dans les bypochlorites alcalins^ jsaai attaqués avec la {dus grande rapt* dite par racide aiotîque/en produisant cette résine jaune dont j'ai parlé en traitant du lignite xyloide. Ces deux caractères ne permettent pas de confondre les lignites et ks houilles. — des derniers combustibles ne se dissolyent pas dans les bypoeblorites et ne sont attaqués que lentement par Facide azotique. La bouille et l'anthracite se disBolvent d'une manière complète dans un mélange d'adde sulfurique monohydralé et d'acide aiotique ; la liqueur prend une coloration brune très foncée, et tient en dissolution un composé ulmique que Ton peut pré* eipiter complètement »

Les combustibles sont fréquemment pénétrés de sulfure de fer, tantôt en quantité à peine appréciable, tantôt en proportion loIBsante pour ne pas être empbyés dans l'industrie. On peut poser en principe que les pyrites ferrugineuses sont ordinairement moins abondantes dans les combustibles formés sur place, tels que la houille et la tourbe, que dans les combustibles formés par charriage. Parmi les combustibles qui se rangent dans cette dernière catégorie, les plus pyriteux sont ceux qui ont pris origine dans les eaux marines. C2e que j'ai dit sur le rAle joué par le fer dans les phénomènes géologiques d'ordre organique explique pourquoi les combustibles sont plus ou moins chargés de sulfure de fer suivant le 'milieu où ils se sont formés; je crois inutile d'insister davantage à ce sujet.

Tous les combustibles ne sont pas employés aux mêmes

Uttges dans l'industrie et l'économie d<miestique. Si les diverses

qualités que l'on reconnaît dans les combustibles en employant

les procédés dont le métallurgiste dispose permettent d'indiquer

à l'avance les usages auxquels ils peuvent être afTectés, d'un

autre côté, la manière dont ils se comportent lorsqu'on les emploie fournit de nouveaux caractères que le géologue met à profit pour achever de les distinguer les uns des autres.

Le pouyoir calorifique des combustibles fossiles est- en relation avec leur richesse en carbone. L'anthracite est celui dont le pouvoir calorifique est le plus . considérable, mais il s'enflamme difficilement et brûle avec une flamme courte et bleuâtre ; sa combustion exige une ventilation très active. A mesure que Ton se rapproche des combustibles de l'époque actuelle, le pouvoir calorifique diminue rapidement.

La propriété collante n'existe que dans la bouille et quelques lignites parfaits qui s'en rapprochent beaucoup par tous leurs caractères. Ces combustibles ont la faculté de se ramollir.et de se coller sous l'infiuence de la chaleur; cette faculté dépend des rapports entre l'oxygène et Thydrogène. Plus il y a d'hy* drogène en excès sur l'oxygène, plus la houille est collante i quand la proportion d'hydrogène devient considérable^ comme dans les bitumes, il ne reste presque pas de coke à la distilla-^ tion ; presque tout le carbone se vol{itilise à l'état d'hydrogène carboné.

D'après ce qui vient d'être dit sur la composition des houilles collantes et sur leur manière de se comporter . pendant la distillation explique pourquoi elles sont employées pour la fabrication du gaz d'éclairage. Les principes qui concourent à la formation de ce gaz étant le carbone et l'hydrogène, on conçoit que les meilleures sont celles qui renferment lé plus d'hydrogène libre, c'est à dire d'hydrogène en excès lorsciu'on a fait abstraction de celui qui est employé par la combustioD de l'oxygène.

L'anthracite change peu d'aspect par la calcination ; ses fragments conservent leurç arêtes et ne se collent pas entre eux.

GROUPE DU GRAPHITB. 333

Le cokeeèt le produit de la calcination de la bouille ; c'est une substance poreuse comme la pierre ponce, d'autant pins dure que les pores sont moins grands et présentant une couleur gris de fer. Les bouilles ne donnent pas toutes la même quantité de.coke, et ce coke n'a pas toujours le même aspect. Les boui)les grasses et fortes donnent un coke métalloïde peu boursouflé^ dense et doué d'une forle cohésion ; elles fournissent le meilleur coke pour les bauts fourneaux. Les bouilles grasses maréchales produisent un coke métalloïde très boursouflé , et les houilles grasses à longue flamme un coke très boursouflé ; les premières sont les plus estimées pour la forge et les secondes, pour la fabrication du gaz d'éclairage. Les bouilles maigres et les houilles sèches à longue flanune donnent un coke métalloïde non boursouflé et à peine fritte. .Les li^ gniles laissent tantôt un charbon brillant^ qui conserve la forme des fragments employés, tantôt un coke métalloïde tritté ou non collé ; ce coke^ est boursouflé dans quelques variétés qui ressemblent assez à la houille pour que les^éologues les plus exercés puissent s'y tromper. Le bois fossile laisse, après la combustion, un charbon semblable à la braise; il en est de même pour la tourbe , mais les fragments de charbon éprouvent alors un retrait considérable.

La nature de cet ouvrage ne comporte pas, sur les usages des combustibles, plus de détails que ceux que je viens de donner. Je me bornerai à mentionner encore la terre de Cologne dont on se sert quelquefois comme matière colorante et le jayet; cette dernière substance possède une certaine dureté, et comme elle est susceptible de prendre le poli , on s'en est servi pour en faire des parures de deuil.

frapiiiM. — J'ai déjà indiqué quelle est l'origine

t34 PHODROME DB GtOUMB.

du graphite, da diamant et des hydrocarlmrea; j'ai dH qud rôle ces substances jouent dans la série des roches caitonées et à quel titre je plaçais leur étude à côté de celle des eombustibles fossiles. Il me reste à compléta les détails dans lesquels je suis entré à ce sujet en plaçant ici quelques coofldérations sur les caractères de ces dlTorses substances.

Le graphiie (yp^ , j'écris) est ainsi nommé à cause de la propriété qu'il a de laisser sur le papier des taches gria de plomb; la couleur de ces taches lui a yaln les noms de p/ombagine et de mine de jdomb qu'on lui a donnés, quoiqu'il ne renferme aucune trace de ce métal. On a longtemps considéré le graphite comme un carbure de far; mais le graphite de Borrossrdale contient à peine un demi pour cent de ter et on en a rencontré au Brésil qui laissait à peine des traces de cendres après sa combustion. Le graphite est, après le diamant , le corps qui contient le carbone à l'état le plus pur, mais on aurait tort de le considérer comme un diamant altéré. Le graphite renferme toujours des substances Tohtiles qui oontri<huent à lui imprimer ses caractères distinctift.

Le graphite est une substance d'un éclat métallique , d'un gris noirâtre passant au gris d'ader, onctueuse au toudier, cristalline , quelquefois en petites paillettes à six oMés , oe qui permet de penser qu'il cristallise dans le système hexagonal Sa densité varie entre S,08Q et i,M5. n est infusible et inattaquable par les acides; il brûle très difficilement par l'action de la flamme extérieure ou oxydante du chalumeau.

Le graphite appartient au temin stratocristallin, où H se i^noontre fréquemment, mais asses rarement en nmases exploitables ; il y forme quelquefois de petits amas et des noduto qui se suivent en chapelet ; on le trouve en lamelles disséminées dans les schistes cristallins et le calcaire sacdiamide. Il

6R0UPB DU DIAMANT. t3S

semble remplacer le mica ou le talc dans ces roches , qu'il reoDiiTre quelquefois d'une matière noire tachant les doigts. D'autres fois, il se confond avec la substance de certains schistes auxquels il communique une couleur noire et la propriété de tracer.

Vœnpéliie ou crûi^ des charpentiers est un schiste orgi^ leux, noirci par le mélange d'une matière charbonneuse; son nom Tient de ce qu'une variété aluminifère était employée par les anciens dans l'amendement des vignes (afAiceXoc, vigne). Le lias des Alpes renferme > sur certains points^ et notamment au col du Ghardonqet^ près Briançon , une matière charbonneuse^ accompagnée d'empreintes végétales; cette matière i conâdérée quelquefois comme graphite , est un anthracite graphiteux qui s'est métamorphisé au contact d'un porphyre amphibolique.

amqpc ém Munni. — Le diamant ( àU\MLç , indomptable ) est du carbone à l'état de pureté à peu près complète; les sub* stances qui le colorent quelquefois s'y trouvent en quantités presque inappréciables. Le diamant présente divers caractères qui en font pour ainsi dire une substance à part : il est infusible, insoluble même dans l'eau régale^ incombustible à Tair; c'est le plus dur de tous les corps : il les raie tous, sans être rayé par aucun ; sa rareté est extrême; enfin , on ne peut se foire une idée exacte de son mode de formation et son gisement primitif est encore inconnu.

Le diamant cristallise dans le système cubique ; il se montre en cristaux dont les facettes, contrairement a ce que l'on constate toujours, sont arrondies ; pour rendre compte de cette disposition si exceptionnelle, les uns admettent que ces facettes sont composées d'un grand nombre de facettes plus petites ; les

fS6 PRODROMC DE GÉOLOGIB.

autres pensent que le diamant a subi un commenœroent d fusion. On sait que le diamant présente un éclat particulier d adamantin. Sa densité est de 3,55.

Le diamant a son principal gisement dans les mêmes allii Tions anciennes qui , dans Tlnde , le Brésil et llle de Bornée renferment Tor et le platine ; des sables diamantifères ont tt également découverts dans le gouvernement de Perm , sur h pentes de TOural. Dans le Brésil, Talluvion diamantifère e^ désignée sous le nom de cascalho ; elle est formée de gaK quarlzcux réunis par un ciment ferrugineux. Dans la provin de Minas Geraës, au Brésil , le diamant existe dans une mit désignée sous les noms Hyacotinga^ itacolumite et iiabén> cette roche est un schiste cristallin dans lequel le fer oliui^! se mêle au mica et le remplace ; elle est intercalée entre '■ gneiss et un grès incoatcstablement d'origine détritique, lii columite renferme des diamants; mais cette roche , quelle qn soit Topinion que Ton adopte sur son origine, qu'elle {u • vienne d'une sédimentation chimique ou mécanique^ a e! considérée à tort comme le gisement primitif du diamaiv. Selon nous, cette pierre précieuse date au moins de répoqi: qui a vu la formation du magma granitique; sa dureté, s^ infusibilité et son insensibilité aux divers réacUfs lui ont permis, une fois constituée , de résister aux actions chimiques < i aux agents de transport , intérieurs ou superficiels , qui oiu détruit les autres substances ; son gisement primitif se trouverait dans cette partie de la zone granitique ou primitive on nous ne pouvons pénétrer par l'observation directe.

. — On connaît deux hydrocarbures gazeux bien définis: V hydrogêne protocarboné o\\ gai des marais et Vhydrogene bicarboni ou gaz oléifiant. C'est le

GROUPE DU NAPHTB^ DU PÂTROLB^ DU MALTHB| BTC. 237

premier que Ton rencontre surtout dans la nature. Ils se distinguent facilement entre eux par leurs propriétés physiques et chimiques. L'hydrogène protocarboné est un gaz incolore, sans odeur ni saveur, presque insoluble dans Teau, brûlant avec une flamme jaunâtre; sa densité est égale à 0,559. L'hydrogène bicarboné est un gaz incolore, d'une odeur empyreumatiqoe, très peu soluble dans Teau, brûlant avec une flamme blanche fuligineuse; il a pour densité 0,986.

L'hydrogène protocarboné se dégage avec abondance, sui^ tout pendant les chaleurs, de la vase des eaux stagnantes; il résulte alors de la décomposition des matières animales et végétales. Il se dégage également de certaines houilles. Le gaz d'éclairage en est formé en majeure partie. Il produit avec l'air atmosphérique un mélange explosif qui a reçu le nom de gri" sou ou terrau et qui occasionne chaque année la mort d'un grand nombre d'ouvriers. Enfin, il est un des résultats indirects de l'action volcanique ; il se dégage alors de l'intérieur de l'écorce terrestre en donnant origine à divers phénomènes que j'ai déjà décrits (tome U, page 189).

t« Mplil«» ém pétrole, êm mallbe M «• raq^teltc ; MtnnM.

— Je vais passer rapidement en revue les hydrocarbures liquides et solides qui se présentent dans la nature.

Le naphte (du grec vafOa, qui a la même signification ) est ane substance fluide comme l'alcooL, incolore ou présentant une teinte jaunâtre peu prononcée, ne laissant à la distillation aucun résidu lorsqu'il est pur, d'une odeur faiblement bitumineuse, très inflammable, insoluble dans l'eau. U dissout l'asphalte et passe ainsi de la liquidité la plus complète aux espèces visqueuses et solides. 11 se trouve notamment dans les Pyrénées, à Salies; dans le duché de Parme, à Amiano; à

238 PRODROME DB G&OLOGIB.

Baku , sur les bords de la mer Gaspîeniie. Dans cette dernière localité y il imbibe an terrain argileni et il suffit d'y creuser des puits pour que Thuile s'y dépose.

Le pétrole (xvrpoc, pierre; oleum, huile) est considère comme du naphte contenant de Tasphalte en dissolution. C es: une substance d'un jaune brunfttre plus ou moins foncé, moiis fluide que le naphte et passant à Télat sirupeux ; possédant uur odeur plus forte que celle du naphte. Il en existe à Brookdalt. en Angleterre} à Gabian (Hérault) ; à Amîano et autres localités dea Apennins; il surnage quelquefob sur la mer près dt> lies du Cap Vert ; les enTirons de Rainanghong^ dans le pay des Birmans ^ offrent plus de cinq cents sources de pétrole ; nais c'est dans TAmérique du Nord que se trouTO le gisement le plue considérable de cette substance.

Le nwlihe (du grec (AoXOa) est aussi désigné sous les non\> de pisêëlphaliej de gandron minéral, de pétrole tnequetta. C'est un pétrole qui passe à l'asphalte ; mais il reçoit un caractère particnlier de la présence de l'aBote qui manque dans le> autres roches bitumineuses; il fond dans l'eau bouillante.

Vasphalte (du grec ao^aXToç, bitume) est solide, d'un noii brunâtre^ très fragile^ à cassure Titreuse largement conchoîdale. Il fond à la température de l'eau bouillante > s'enflamme avec facilité , répand une fumée épaisse et laisse un résidu de cendres asset considérable. 11 présente dans sa composition de Toxy gène et non de l'asote. M. Boussingault a donné le nom à'o^phàUèmk une variété qu'il a recueillie à Coxitambo (Amériqui méridionale) et qu'il regarde comme étant de l'asphalte trê> pur.

Les gisements de malthe et d'asphalte sont communs a la surface du globe. Le malUie forme des gîtes asses importants à Orthez, près de Dax; à Seyssel^ près de la perte du

GROUPE DU NAPHTS^ OU P^ROLB, DU BfALTHB^ ETC. t99

Bhàm; au Val de Tmfan (Suisse) ; a Lobsann (Bas-Rhin) ; à Pool du Ctiftteau et au Poy de la Poix , près de Clermont Pef^ mnd. L'asidialte proprement dit abonde particulièrement en Judée : il s'élève continuellement du fond de la Mer Morte ou lao Aiphaltite à k surface dea eaux ; les Tents le poussent ensuite sur le riyage où , par sen exposition à Tair^ il prend une certaine dureté. Le plus remarquable gisement d'asphalte est le lac qui occupe le point culminant de 111e àe la Trinité ( AottUet) ; ce lae est à peu près circulaire et a entiron 5 kilomètres de tour ; sa surface est recouYerte d'une couche d'asphalte.

Le malthe et l'asphalte sont ordinairement en relation par leur origine avec les phénomènes volcaniques proprement dits ; c'est pour cela qu'on les rencontre presque toiyours dans les terrains secondaire et tertiaire.

Les diverses substances dont il vient d'être question W imprègnent fréquemment les roches de toute nature qui reçoivent, dans les descriptions géologiques, i'épithète de bitumi"

(1) Je reproduis daos ce tableau les résultats de quelques unes des analyses qui ont été faites de ces substances.