B. EMPLOI DU MICROSCOPE POLARISANT

Examen a la lumière convergente. — La lumière polarisée (2) est susceptible d'être appliquée de deux façons différentes aux besoins de la pétrographie. La première consiste à se servir de l'appareil à lumière convergente (3) pour étudier individuellement les petits grains dont se compose le produit de la pulvérisation d'une roche. Parmi ces grains, il peut y en avoir où l'orientation des surfaces soit telle qu'ils laissent apercevoir une figure d'interférence. D'ailleurs, des dispositions ingénieuses, notamment celle qui a été imaginée par M. Em. Bertrand (4), permettent de mesurer les angles que font entre elles les faces naturelles des cristaux microscopiques. L'étude raisonnée de ces divers éléments n'est plus alors qu'une question de pure minéralogie, sur laquelle nous n'avons pas à insister ici.

Examen en lumière parallèle. — Préparation de» plaque» mince». —

C'est surtout le microscope à lumière parallèle qui est précieux pour le pétrographe. L'emploi de cet instrument exige des lames cristallines transparentes, préparées par un procédé spécial, devenu d'une application très usuelle et dont il convient de dire quelques mots.

Pour l'étude des phénomènes de polarisation,- il importe que les plaques de roches soient extrêmement minces et, de plus, terminées autant que possible par deux faces bien parallèles. On détache donc au marteau une esquille, convenablement choisie, de la roche à examiner et l'on y fait naître une face plane par polissage sur une meule horizontale à l'émeri. Cette face plane est alors appliquée, à l'aide du baume de Canada, sur un petit bloc de verre qui lui sert de soutien, et l'on procède, comme auparavant, au polissage de la face opposée. On arrive ainsi, avec quelque habitude, à préparer des lames dont l'épaisseur, d'ailleurs bien uniforme, ne dépasse pas deux ou trois centièmes de millimètre. Ces plaques sont collées avec du baume de Canada entre deux lames de verre, les précautions étant prises pour qu'il ne reste pas de bulles d'air interposées, et il n'y a plus qu'à introduire la préparation entre les niçois (4) croisés de l'appareil de pola-

(1) Un cristal de spath d'Islande est fortement biréfringent et décompose chaque rayon lumineux incident en deux rayons réfractés, l'un et l'autre polarisés. On peut, par un artifice convenable, disposer un prisme de spath de telle sorte que l'un des deux rayons réfractés soit éliminé. On obtient de cette manière un seul rayon polarisé et l'on sait d'avance que les vibrations de ce dernier sont orientées d'une façon déterminée. Un prisme de ce genre s'appelle un nicol, et quand il est adapté au-dessous du porte-objet du microscope, recevant directement la lumière naturelle à l'aide d'un réflecteur, on lui donne le nom de polariseur. Si, entre l'oculaire et l'objectif du microscope, ou simplement au-dessus du premier, on place un second ni col, celui-ci prend le nom ^analyseur.

Cela posé, quand les deux niçois sont orientés de la môme façon et qu'aucun objet n'est placé dans l'intervalle, la lumière les traverse librement. Mais si on les croise de telle sorte que ce qu'on appelle leurs sections principales soient à angle droit l'une sur l'autre, les rayons qui sortent du polariseur ne sont plus aptes à traverser l'analyseur et il y a obscurité. Cette obscurité persiste si l'on vient à placer sur le porte-objet une plaque monoréfringente, telle que du verre ou un cristal cubique, parce qu'un tel corps est isotrope et ne change rien aux conditions de la lumière qui le traverse. Il en est de même si le cristal interposé est un cristal quadratique, rhouiboêdrique ou hexagonal, taillé perpendiculairement à son axe principal. Dans tout autre cas, un cristal biréfringent modifiant l'orientation des vibrations dans le rayon transmis par le polariseur, ce rayon n'arrive plus à l'analyseur dans les mômes conditions que précédemment et il n'est plus que partiellement arrêté. L'interposition d'un cristal de ce genre entre les niçois croisés rétablit donc en partie le passage de la lumière. Toutefois ce rétablissement ne s'effectue pas indifféremment dans toutes les directions. Une plaque cristalline étant donnée, si on l'interpose entre les niçois croisés et qu'on la fasse tourner dans son plan, il y a deux positions, à angle droit l'une sur l'autre, pour lesquelles elle s éteint, c'est-à-dire rétablit l'obscurité produite par le croisement des niçois. Ces positions sont celles qui rendent les axes d'élasticité optique de la plaque parallèles à l'une des sections principales des deux niçois. Or ces axes d'élasticité optique, toujours rectangulaires entre eux, ont une relation déterminée avec les éléments cristallographiques de la substance. Tel minéral, coupé par le plan de la plaque suivant un rectangle, s'éteindra quand les côtés de ce rectangle seront parallèles aux sections principales des niçois, tandis que dans un autre, les directions d'extinction feront un angle avec les cotés du rectangle.

En considérant les diverses formes que peut revêtir la section d'un minéral donné, il est possible de calculer a priori, pour chaque espèce, les valeurs les plus habituelles des angles d extinction. C'est ce qu'a fait M. Michel-Lévy (voir Fouqué et Hichel-Lévy, op. cit., p. 59). Ainsi, supposons de petits cristaux de feldspath, allongés, comme c'est le cas le plus ordinaire, suivant le plan de symétrie, parallèlement à l'arête d'intersection de ce plan g1 avec la base pf c'est-à-dire parallèlement à pgl. Toute section plane du cristal menée par cette direction, c'est-à-dire comprise dans

i dis-

risation pour voir se manifester toutes les apparences qui doivent li liguer les minéraux constituants.

— Pour bien faire comprendre ces apparences.

8, orthose en grandes plages.

supposons qu'on ail affaire à une plaqi

mince de granité, telle que celle dont la

partie visible dans le champ du microscope, par un grossissement de 80 diamètre, est représentée dans la figure 110, d'après M. Miehel-Lévy (I). Si l'on enlève

ce qu'on appelle en cristallographie la mnc pg', rencontrera te plus souvent les quatre faces du Prisme fondamental et les deux faces g'; elle donnera donc un hexagone dont deux cotés, beau- Coup plus allongea que les autres, seront parallèles i pg1. Cela posé, su moment où, dans ta isolation de la plaque entre les niçois croisés, cet hexagone viendra à s'éteindre, la direction «l'extinction, parallèle i la section principale de l'un des niçois, fera, S cet instant, un angle facile 4 mesurer avec celle de l'arête pg1. Or, cet angle, pour les diverses faces d'une meule une. varie entre certaines limites qui ne sont pas les mêmes pour les dilférents feldspath s et qu'on peut Calculer d'avance en partant des données optiques propres à chacun d'eus. C'est ainsi qu'on peut arriver i déterminer avec asseï de vraisemblance la nature de petits cristaux, coupés par le plan des lames minces suivant des contours polyédriques recon naissantes. Pour les feldspaihs du dernier système cristallin, qui se présentent en lamelles hémiiropes, un très bon procédé de détermination. indiqué par U. des Cloizeaux, consiste s mesurer l'angle, variable avec chaque espèce, que font entre elles les directions d'extinction de deux lamelles consécutives. Ajoutons que ces notions peuvent être combinées avec celles que fournissent les clivages, qui souvent se manifestent sur les lames minces par un entre-croisement de lignes parallèles, se coupant sous des angles déterminés. Mail ce qui rend le microscope i lumière parallèle singulièrement utile pour fa reconnaissance des minéraux, c'est la production des phénomène* chromatique». Lorsqu'un rayon polarisé traverse une lame extrêmement mince, il se divise a l'entrée en deux rayons qui cheminent dans 1] laine avec des vitesses inégales. Confondus à la sortie, puisque tous deux sont normaux à la plaque, ces rayons interfère raient s'ils n'étaient pas polarises à angle droit. L'emploi de l'analyseur, en ne laissant passer de leur vibrations que les composantes de même sens, rend cette interférence possible. I) y a donc affaiblissement d'une couleur de préférence aux autres et, par suite, production d'une teinte de polariMatioii qui varie avec l'épaisseur de la lame, la nature de fa substance et le sens dans lequel elle se trouve taillée relativement à ses éléments cristallographiques. (I) Bulletin de la Soc. gM. de France. 3- série, III, planche IV, p. 19*.

5tt COMPOSITION DE L'ÉGORCE TERRESTRE.

le nicol analyseur, les différents minéraux constituants demeurent incolores, à l'exception du mica, qui reste teinté de brun, et Ton a beaucoup de peine à distinguer leurs contours mutuels des cassures élémentaires qui peuvent exister dans chacun d'eux.

Mais quand la plaque est introduite entre les niçois croisés, on voit apparaître de brillantes colorations, dont la figure 111 donnera une certaine idée si, par la pensée, on remplace les figurés conventionnels par les teintes correspondantes. Ainsi, tandis que le quartz 1 offre un mélange de jaune et de rose clair, les cristaux de quartz 2 ressortent en noir, les cristaux de quartz 3, différemment orientés, en jaune, le mica A en brun foncé, les deux oligoclases 5 en jaune bigarré de noir, l'oligoclase 6 en brun également bigarré de noir, l'orthose 7 en grisâtre, tandis que le fond général d'orthose 8 présente un mélange de bandes sinueuses d'un bleu foncé avec des taches brunes de même orientation. Du même coup, l'apparition des couleurs de polarisation introduit entre les minéraux contigus des différences tranchées qui aident à les distinguer et fait naître sur chacun d'eux des signes souvent caractéristiques des espèces.

Cela tient à ce que la couleur prise par une plaque mince d'un minéral donné, dans l'appareil à lumière parallèle, par suite de la décomposition qu'elle fait subir à la lumière blanche polarisée qui la traverse, dépend à la fois de la nature du minéral, de l'épaisseur de la plaque et du sens dans lequel cette plaque a été taillée relativement aux éléments cristallographiques de la substance. Ainsi le fond d'orthose 8, ayant cristallisé assez largement pour avoir partout la même orientation, conserve une seule teinte dans tout le champ du microscope ; les deux cristaux 2, coupés presque perpendiculairement à leur axe principal, s'éteignent l'un et l'autre en môme temps entre les niçois. Quant aux cristaux d'oligoclase 5 et 6, ils sont, comme presque tous les feldspaths tricliniques, composés de ce qu'on nomme des lamelles hémitropes, c'est-à-dire des plaques juxtaposées, dont chacune a tourné de 180° relativement à celle qui lui est contiguë. Ces lamelles, à peu près invisibles à cause de leur finesse quand l'analyseur était enlevé, doivent donc apparaître entre les niçois croisés, avec des couleurs alternantes bien tranchées, propres à faire reconnaître au premier coup d'œil les feldspaths du groupe des plagioclases.

Le quartz se fait remarquer d'ordinaire par la vivacité de ses teintes de polarisation, parmi lesquelles dominent le rose, le bleu, le jaune et le violet. Si plusieurs cristaux de quartz, différemment orientés, se rencontrent dans le champ d'une même plaque, ils offriront des teintes diverses ; mais en général la vivacité de ces teintes, jointe à des contours de forme sensiblement hexagonale, aidera à reconnaître l'espèce.

Si la roche contient des substances vitreuses, c'est-à-dire amorphes, ou encore des minéraux du système cubique, comme ces substances sont ùotropcs ou, autrement dit, sans action sur la lumière polarisée, elles seront toujours éteintes entre les niçois croisés.