CHAPITRE I

DÉriHITIOH DU TERRA» PRIMITir

Mode probable do formation do la croûte primitive. — Le nom de terrain primitif convient à l'ensemble des roches que le refroidissement a dû faire naître à la surface du globe, lorsque la terre, passant de la phase stellaire à la phase planétaire, s'est recouverte d'une écorce solide.

On peut se représenter ainsi qu'il suit le mécanisme probable de la formation de cette écorce. Les parties les plus légères de la masse fondue, celles que leur poids spécifique obligeait à venir à la surface, étaient en même temps composées des substances les plus réfractaires et si quelques métaux légers s'y mêlaient aux éléments du groupe des pierres, c'étaient des métaux facilement oxydables et destinés à se transformer immédiatement en bases pour s'unir à la silice et à l'alumine. A mesure donc que la perte de chaleur par rayonnement faisait des progrès, cette espèce d'ecwme siliceuse ne pouvait manquer de se solidifier par parties. 11 est vrai que la solidification des matières pierreuses ayant en général pour effet d'accroître leur densité, les premières plaques solides étaient destinées a s'enfoncer d'abord, au lieu de surnager sur le bain liquide. Mais cette descente ne pouvait les entraîner très loin : car les matières en fusion étant superposées par ordre de densités, un moment arrivait bien vite où chaque plaque solide trouvait autour d'elle une nappe fondue de même poids spécifique. Alors sans doute elle subissait une nouvelle fusion, partielle ou même totale ; mais c'était nécessairement aux dépens de la chaleur latente des niasses avoisinantes et cet effet, se reproduisant sur toute la surface du globe à la fois, ne pouvait manquer de produire, à un certain moment, la prise en masse d'une écorce sphérique, composée du mélange des matériaux les plus légers avec d'autres ayant apjiartenu à des nappes un peu moins superficielles.

Réaction exercée par l'océan primitif. Phénomènes divers. — Avant

que cette écorce fût consolidée, toute l'eau de nos océans existait certainement à

l'état de vapeur dans l'atmosphère primitive, dont la pression était, pour ce motif, 250 ou 300 fois ce qu'elle est aujourd'hui, influant à coup sûr, d'une manière marquée, sur le mode de solidification de l'écume siliceuse. Avec l'eau se trouvaient aussi en vapeurs plusieurs substances volatiles, actuellement fixées dans la nappe océanique ou dans l'écorce, notamment des chlorures et des fluorures alcalins.

Or à peine la croûte était-elle formée que les éléments volatils, désormais privés de toute communication avec le foyer de chaleur qui les maintenait à l'état gazeux, ont dû commencer à se condenser. On soupçonne aisément ce que pouvaient être la puissance de cristallisation et celle de dégradation dans ce premier océan, si riche en principes actifs et porté à une température voisine de l'ébullition. De la, sans doute, un remaniement surtout chimique, mais en partie aussi mécanique, des éléments de la croûte à peine consolidée; ce remaniement s'effectuant dans un liquide mobile, l'action de la pesanteur y devait déterminer une stratification, dont il est possible d'ailleurs que des traces aient existé déjà dans les premières plaques solides, en raison des efforts de tension qu'elles pouvaient avoir à supporter avant la prise en masse, T)e plus, les minéraux* de l'écorce, maintenus en quelque sorte en suspension ou tout au moins à l'état de pâtes visqueuses, ne pouvaient échapper aux phénomènes de concentration moléculaire qui se manifestent dans toutes les masses hétérogènes douées d'une certaine mobilité. Il semble donc admissible qu'il s'y soit fait une séparation plus ou moins complète des divers éléments, et cela, de préférence, suivant des amas lenticulaires allongés dans le sens horizontal. Enfin cette première croûte devait offrir, au début, une très faible résistance et, à chaque instant, les masses demeurées par dessous à l'état liquide ou pâteux y pouvaient être injectées en veines ou en massifs, prenant part à la constitution de l'ensemble et modifiant par leur contact les parties encaissantes.

La réunion assez complexe de ces diverses circonstances a dû imprimer aux parties fondamentales de l'écorce une structure à la fois cristalline et stratiforme, avec prédominance des éléments acides. Mais les parties supérieures étaient de plus en plus exposées à l'influence des puissances externes et la dégradation des assises déjà consolidées s'y ajoutait vraisemblablement, dans une mesure toujours croissante, comme cause de dépôt, à la cristallisation du milieu liquide ambiant. La transition devait donc se préparer peu à peu entre les portions de l'écorceproduites surtout par refroidissement et cristallisation, d'une part et les véritables formations sédimentaires, d'autre part; ces dernières, œuvre exclusive des agents de la dynamique externe, étant composées de matériaux détritiques dans le premier arrangement desquels la pesanteur a été seule en jeu.

Telle est l'idée qu'il semble permis de se faire des conditions au milieu desquelles a dû se constituer cette écorce destinée à servir de soubassement à toute la série sédimenlaire, en même temps qu'elle emmagasinait, en quelque sorte, à l'abri des influences extérieures, les matériaux des futures formations

cotte croule est, en quelque sorte, le produit d'une lutte entre la cristallisation directe et la sédimentation mécanique; elle doit donc se relier à la fois auK masses d'origine interne et aux produits des actions extérieures sans que, de part ni d'autre, on puisse s'attendre à trouver des lignes de démarcation tranchées.

Ajoutons que les régions où se rencontrent les roches qu'on peut attribuer à la croûte primitive sont, en général, remarquables par leur état de morcellement et de dislocation ; car tous les efforts mécaniques que l'écorce a subis depuis l'origine y ont laissé leur empreinte. Les difficultés de l'observation viennent donc se joindre à celles qui sont inhérentes au sujet même et l'on ne peut espérer d'en triompher que par de patientes recherches, où l'exploration minutieuse du terrain doit être combinée avec les délicates investigations de la pétrographie moderne. Cette phase de l'étude des terrains primitifs vient à peine de s'ouvrir. Dés lors, il n'est pas étonnant que bien des vues divergentes régnent encore à cet égard dans la science et que l'accord soit loin d'être fait aussi bien sur l'interprétation de certaines structures compliquées que sur l'origine probable de chaque variété de roches.

Homogénéité 4u terrain primitif. — Toutefois il est quelques notions générales qu'on peut déjà considérer comme acquises et que nous tenons à mettre de suite en lumière, parce qu'elles justifient, selon nous, la place spéciale qu'il nous a paru légitime de faire à l'étude de la croûte de première consolidation.

D'abord, partout où les circonstances du sol permettent de remonter à travers la série des terrains certainement sédimentaires, on les voit reposer sur un ensemble à la fois cristallin et stratiforme, présentant un arrangement net generis, qui le distingue aussi bien des masses éruptives que des formations d'origine externe.

Cet ensemble a été justement qualifié de formation fondamentale (Grundgebirge) et est décrit sous ce titre dans les publications les plus récentes des auteurs allemands ou suédois (1). Quelques géologues, à l'exemple de H. Dana, ont adopté la dénomination de système ou groupe arche en. Mais cette expression ne fait que déguiser, sous un mot d'origine grecque, un sens identique avec celui du mot primitif. Il nous semble d'ailleurs qu'en raison des conditions très spéciales qui ont présidé à la formation de ce groupe, il convient de lui donner un nom qui, par sa désinence, s'éloigne des termes habituellement employés pour la série sèdimentaire. C'est pourquoi nous nous en tiendrons à l'ancienne désignation de terrain primilif.

Or malgré l'apparente multiplicité des roches qui le constituent, ce terrain offre, en quelque lieu du globe qu'il parvienne au jour, une frappante uniformité de composition. C'est par excellence, le terrain àe gneiss et de micaschistes et ces deux types pétrographiques, avec les diverses variétés qu'ils comportent, se montrent partout, constituant les assises profondes -de Técorce, au Groenland,

(1) Voir notamment les publications de MM. Benacfce et Cehemtyu* fOctanraM et cèik* de M. Kjerulf sur la Norvège.

41* UfcJlTE MUWmt

an Canada et dans toute l'Europe, aussi b^fl qu'au ftrèki. m •!&■* e* l'Afrique australe, «an» qu'on près* y remarquer rien qui r*"es:bfe à drrisiou en bassins séparés. In tel hit rst capital et suffit a lui seul pMréfafclir une différence de premier ordre entre le terrain qui nous occupe et ceux tfttot il constitue le soubassement. Mais il y a pies : lord/r ytmml *? j^ujmjui 4k roches primitives se montre aussi très constant et indépendant «in ben m «o l'observe. Ce» deux caractères réunis impriment au substritum cristallin nés terrains sédimenlaires un cachet tout spécial ulwuweênêité. \o«s avws plus loin rœcaaon d'en fournir les preuves : pour le moment, contentons-nous d'avoir posé le principe à titre de résultat d'expérience «t. profitant de cette notion, étudions d'abord, pour simplifier les descriptions à Tenir, les diverse*» variétés pétrographiques dont l'ensemble constitue le terrain primitif.

— Le finoar est un agrégat à texture ruhanée, formé des éléments constituant* du granité, quartz, feldspath et mica. Il ne se distingue du granité que par le parallélisme des lamelles de mica et aussi, en général, par rallongement de* grains de quartz, qui affectent une forme lenticulaire. Ces! l'alignement du mica et sa concentration suivant des surfaces planes ou légèrement ondulées qui déterminent la sehistosité et la fiscalité plus ou mains parfaites du

Au mieroseof*?. le gneiss se montre entièrement cristallin et n'offre aucun élément que sa forme permette de considérer comme timstijuc ou iW; kiqwe.

Le quartz y con tient oV* inclusions liquides: mais elles svut sensiblement plus petites et auï>î plu? rares que celtes du quartz des granités. Iv plus, ainsi que l'ont remarqué 301. Zirfcel I et kalkovisky i . les tiles d inclusions s'arrêtent a^ânt d'avoir atteint la >ui£j«:e des grains de quartz. Le liquide des inclusions e*t quelquefoi*- de l'acide carbonique condensé. plus souvent une dissolution aqueuse contenant des chlorures et des sulfates.

Le plagioclase est associé à l'ortnose et le mica forme des amas de lamelles disloquées et déchiquetées, qui ne présentent presque jamais de contours hexagonaux, les choses se passent comme si le mica. disjosé d'abord en couches régulières, avait été dérangé par le développement ultérieur des cristaux de feld- >path et de quartz. A part ce fait, la distinction des éléments anciens et nouveaux ne rapplique pas au gneiss et il y a beaucoup de variétés où la cristallisation du feldspath et celle du quartz parai>sent avoir été simultanées.

1 C S. Expivretéon of /A< 4»* /'ci «:/.>/, Jfcrv*n. />*<-«/ PeiroçrcpJkif. p. 5*. -, .Vu** Jik. binh. Ivy. I. p. li.

En fait de minéraux accessoires, on observe le grenat, le sphène, la tourmaline, l'épidote, l'apatite et l'oligiste.

D'après M. von Lasaulx, la composition moyenne du gneiss comporte :

Silice 70,80

Alumine 14,20

Oxyde ferreux 6,10

Chaut 2,60

Potasse 3.00

Soude 2,10

Eau 1,20

La densité est de 2,6 à 2,7.

Les auteurs et spécialement ceux qui ont écrit sur la Saxe distinguent le gneiss gris et le gneiss rouge, ce dernier beaucoup plus riche en silice, moins compact, plus feuilleté et contenant du mica potassique. Nous avons déjà dit (I) que plusieurs auteurs considéraient les gneiss rouges comme dès roches d'origine interne, formant une modification schisteuse des granulites a mica blanc. M. Scheerer (2) regardait les gneiss rouges de la Saxe comme des gneiss gris refondus et plus ou moins déshydratés. De son côté, M. Michel-Lévy (5) a réuni, tant au Morvan qu'en Auvergne et en d'autres points de la France, de nombreuses observations, tendant à prouver que le gneiss rouge résulte d'une injection de granulite, par mille veinules, entre les feuillets d'un gneiss ou d'un micaschiste ancien, où cette injection a en même temps développé de la sillimanite. Il est certain que beaucoup de massifs de gneiss rouge se relient intimement à des épancliements granulitiques. La facilité avec laquelle les granulites se chargent de quartz expliquerait d'ailleurs la haute teneur en silice du gneiss rouge.

Quoi qu'il en soit, c'est le gneiss gris qui, par excellence, forme la masse du terrain primitif. C'est à ce type qu'appartiennent le gneiss fontlamentnl de l'Ecosse, VUrgneiss de la Scandinavie et des monts Hercyniens, le gneiss à grain fin si développé en divers points du Plateau-Central de la France.

Le gneiss est quelquefois très difficile à distinguer du granité, l'orientation des éléments étant à peine distincte. Il en résulte une variété mixte, dite gneit* granitoide (gneiss- granit) (voir Fig. 127) qui établit le passage de la croûte solide aux formations internes, car c'est toujours dans les parties les plus profondes du terrain primitif qu'on l'observe.

Quelquefois le feldspath forme dans le gneiss des espèces de. fibres allongées, d'où le nom gneiss fibreux (F laser gneiss, HoUgneisi, Stengel gneiss). Souvent le quartz et le feldspath se concentrent en gros noyaux lenticulaires, d'où résulte un gneiss glanduleux ou gneiss œillé (Augengneiu). Hais la forme habituelle de cette roche comporte un grain beaucoup plus fin et souvent, sur la cassure, plusieurs couches micacées apparaissent en fines traînées, séparées les unes des autres par des couches de quelques millimètres d'épaisseur, uniquement com- [tosées de quartz et de feldspath en grains qui ne manifestent aucune tendance à rallongement lenticulaire.

Il; Voy. anle% p. 568.

|2; Seueê Jahrbuch, 1873, p. 690.

['*) Minéralogie micrographique \ p. 175.