RÉSULTATS DES ÉTUDES MICROSCOPIQUES

sous la forme cristalline et ceux qu*on a nommés colloïdes parce qu'ils conservent toujours l'état amorphe.

On donne quelquefois le nom de dévitrification au phénomène par suite duquel des cristallites apparaissent dans ime masse vitreuse. Tantôt la pâte est parsemée de granulations, tantôt (fig. H5) elle laisse apercevoir une foule d'aiguilles ramifiées, aux formes dendritiques, comme celles cpie le refroidissement fait quelquefois naître dans le verre après sa coulée. Ce nom de dévilj'ification peut être accepté pourvu qu'il ne préjuge rien quant à l'époque où s'est accompli le phénomène qui, le plus souvent, a dû être immédiatement contemporain de la solidification de la pâte.

■icroUthcfi. — Outre les cristallites, qui ne sont encore que des essais de cristaux, le microscope montre dans les roches de nombreux microlithes, c'està-dire des cristaux microscopiques, mais déjà spécifiés et dont la détermination est parfois possible d'après leur forme et leurs caractères optiques. Quelquefois un cristal de dimensions notables se montre entièrement constitué d'un agrégat de microlithes, comme le cristal d'hornblende de la figure 116. D'autres fois

Fig. 116. — Ciistal d'hornblende constitué par un agrégat de microlithes (d'après Zirkel).

Fig. 117. — Texture d'écoulement de la pâte d'un pechsteio, accusée par les microlithes (d'après Zirkel).

les microlithes demeurent isolés dans la pâte, mais ils y prennent un alignement sous forme de traînées qui ont le grand avantage de mettre en évidence les mouvements intérieurs que la roche a subis après un premier commencement de consolidation. Ainsi, dans la figure 117, on voit, dans une pâte vitreuse de pechstein, des traînées de microlithes accusant une texture d'écoulement orientée et contournant de gros cristaux, solidifiés avant le reste de la masse.

laelvsloiifl vltrensea et gazeuses. — Hais le phénomène le plus remarquable et peut-être aussi le plus instructif parmi ceux à la connaissance desquels le microscope nous conduit est celui des inclusions^ c'est-à-dire des parcelles de matières étrangères qui demeurent enclavées dans des cristaux bien définis, apportant bien souvent le témoignage des conditions au milieu desquelles la cristallisation s'est effectuée. On en distingue de plusieurs sortes, suivant qu'elles sont vitreuses, gazeuses ou liquides, sans parler des inclusions solides fbrmées par la pénétration mutuelle tte cristiiux d'espèces diverses;

548 COMPOSITION DE LtœRCE TERRESTRE.

Les inclusions vitreuses (fig. 118) sont les restes de la matière amorphe au milieu de laquelle les cristaux ont pris naissance; elles sont nécessairement isotropes, c'est-à-dire sans action sur la lumière polarisée. Leur coloration, plus vive dans les roches modernes que dans les roches anciennes, est celle de la pâte vitreuse entourant les grands cristaux (cjuand cette pâte ne fait pas défaut); elle est généralement brune, violacée ou rougeâtre, tandis que les inclusions liquides sont incolores. Fig. 118. — inciusionTvi- ^oïw™^ ^^ Y ^ d'ordinaire mie grande différence entre treuses (d'après Zirkei). Tindice de réfraction du cristal et celui de l'inclusion, les contours de cette dernière sont nets et sans pénombre. Les bulles qu'elle peut contenir et qui ont évidemment été produites par des gaz entraînés avec la pâte vitreuse sont immobiles et à contours fortement ombrés.

Quelquefois les inclusions vitreuses, au lieu d être arrondies, occupent une cavité à contours polyédriques; mais on les distingue aisément des microlitlies ^lui pouvaient être enclavés dans le cristal, parce que la forme polyédrique est celle qui convient au corps enveioppanl, au sein duquel elle forme ce qu'on appelle un crvital négatifs tandis que le contour des vrais microlithes en est tout à fait indépendant. D'ailleurs, la coloration brunâtre avertit, en général, de la nature de l'inclusion, sans parler de l'examen optique qui, en pareil cas, est décisif.

Il arrive souvent, par exemple dans les laves modernes, que la matiéin; atnorphe a subi un commencement d'individualisation; aloi's il s'y développe* (llg. 119) des cristallites de couleur plus foncée. Ces cristallites sont ordinairement plus abondants au centre de l'inclusion, dont le bord apparaît comme un liséré limpide, et autour des bulles, quand il en existe (1). Les inclusions gazeuses, le plus souvent arron-

Fig. lirl Inclusions vitreuse par- ^'^^^ P^"^^"^ «"^^i occuper un cristal négatif; tieUement individualisées (d'après leur contour est limité par Une laree bande

Zirkel). ^ ^

noire, à cause de la différence de réfrangibilité entre le gaz de l'inclusion et la matière ^ui l'environne et des réflexions totales qui en sont la conséquence. Leur distribution dans un cristal est tantôt irrégulière et tantôt concentrique aux zones d'accroissement.

Le gaz qui s'y trouve renfermé, la plupart du temps sous faible pression, consiste en général en azote avec traces d'oxygène et d'acide carbonique ; quand la pression est un peu élevée, on observe ordinairement de l'acide carbonique, de l'hydrogène et des carbures d'hydrogène.

Inclaslons llqitlden. — Les inclusions li((uidos |)ouvent avoir des formes,

(1) Fouquû el Michel-Lévy, Minéralogie micvographiijue^ p. liô.

RÉSULTATS DES ÉTUDES MICROSCOPIQUES. 5i0

soit irrégulières, soil polyédriques. Leui*s contours ont une pénombre moins accentuée que celle des inclusions gazeuses, parce qu'il y a moins de différence entre Tindice de réfraction du cristal et celui du liquide enveloppé. La plupart contiennent une bulle de gaz, à contour fortement ombré (fîg. 120).

Dans le quartz, qui est de tous les minéraux le plus riche en inclusions de ce genre, elles affectent la forme de traînées tortueuses. Les plus grandes *"'»* * ubelielT'd'a'iî^s lïi^X """" ont 0"»*",06 ; les plus petites ne sont visibles qu'avec

un grossissement de 700 ou 800 diamètres. On compte parfois, dans le quartz, plus de 120 inclusions sur un centième de millimètre carré, et M. Sorby admet qu'un centimètre cube de quartz de granité en peut contenir plus de 60 millions. M. Zirkel en a observé dont le diamètre était inférieur à 5 millionièmes de millimètre. Il y a des quartz granitiques où ces inclusions forment le vingtième de la masse.

Llbellen. — La bulle mobile ou libelle est le caractère distinctif des inclusions liquides, bien que parfois elle puisse faire défaut. Sa forme est le plus souvent arrondie; mais elle peut aussi être ellipsoïdale et même cylindrique avec deux calottes terminales. Il arrive quelquefois que le liquide ne mouille pas les parois de l'inclusion et est alors enveloppé par la bulle.

Toutes les fois que la dimension des libelles est inférieure à 2 millièmes de millimètre, on observe cpi'elles sont sujettes à une trépidation constante, tout h fait semblable à ces mouvements de corpuscules dits mouvements broumieiis, du nom du botaniste anglais Brown, qui les a étudiés le premier en 1827. La trépidation des libelles se montrant complètement indépendante des circonstances extérieures, telles que la stabilité plus ou moins grande du support et la variation de la température, la cause doit en être cherchée dans un phénomène d'un ordre plus intime. Aucune explication ne paraît plus admissible que celle qui, à la suite des expériences du R. P. A. Renard, a été proposée par les PP. Carbonnelle et Thirion (1). La thermodynamique nous enseigne que la surface de contact d'un liquide et de la vapeur qui le baigne est le siège d'un échange incessant entre les molécules qui reprennent l'étal' liquide et celles qui se résolvent en vapeur; de. là résulte, dans les deux portions de l'inclusion, une variation continuelle de leurs dimensions relatives. Si la libelle est grande, ces variations se compensent et échappent aux regards; mais quand la dimension devient comparable à celle des espaces intermoléculaires, elles peuvent devenir sensibles à l'observation. Ordinairement le mouvement brownien des libelles apparaît avec des grossissements de 1500 et de 1800 diamètres.

MA^nîémH des laeiasions. — Parmi les liquides des inclusions, les uns possèdent la transparence, la réfrangibilité et la dilatabililité de l'eau; ce sont ou

(1) Hnme den Qtieêtion* fcienU figues, VII, 43, Bruxelles, 1880.

550 COMPOSITION DE LtGORGE TERRESTRE.

de Feau pure, ou des dissolutions salines aqueuses. D'autres sont légèrement jaunâtres ou verdâtres, moins réfringents que Teau, beaucoup plus dilatables et très volatils. Vogelsang a imaginé d*ingènieux appareils pour étudier l'action de la chaleur sur les liquides des inclusions. On voit tantôt le liquide se dilater en absorbant la libelle, sauf à se réduire bientôt lui-même en vapeur, ce qu'on reconnaît à l'apparition d'une forte pénombre; tantôt la libelle augmenter progressivement aux dépens du liquide qui se vaporise.

Beaucoup d'inclusions renferment de l'acide carbonique liquide. La plupart donnent des traces nettes de chlore et parfois même de fluor (1); ce dernier cas se présente, non seulement avec les minéraux fluorés, tels que la topaze, mais encore avec le quartz de la plupart des granités. Le chlore et le fluor des inclusions paraissent être à l'état de chlorure de sodium, de fluorure de calcium et de fluorures alcalins.

CrisiMiz «oimMe». — Souvent, du reste, des cristaux cubiques s'observent dans les inclusions liquides (fig. 121), ainsi dans le quartz de la syénite zirconienne de Laurvig et dans les blocs rejetés de la Somma, au Vésuve, à l'état d'inclusions dans la néphéline. M. Sorby a vu plusieurs de ces cubes, contenus dans une même inclusion, se redissoudre sous l'action de la chaleur pour se re- Fi 121 — Inclusion ^^^^^stituer eusuito par le refroidissement, mais, cette fois, en liquide avec crisui un cristal uuique; c'était du chlorure de sodium, en quantité

cubique (d'après Zir- „ . , , i. j ». jaa«

kci). quatre fois supérieure à ce que l eau peut en dissoudre a linr.

Ce sel est de beaucoup le plus fréquent, et on en démontre

directement l'existence par le précipité blanc, soluble dans Fammoniaque,

que donne, avec le nitrate d'argent, la liqueur obtenue par le lavage des

cristaux à inclusions, préalablement réduits en poudre.

Avec le chlorure de sodium, on constate, dans les solutions, la présence de sulfates et de carbonates alcalins; quelquefois il s'y trouve des cristaux de fluorine et même du sulfate de baryte.

En cherchant à évaluer, par des expériences de dilatabilité, la température et la pression sous l'empire desquelles avait dû se dissoudre le sel marin contenu dans les inclusions liquides du quartz des porphyrites de Quenast, HM. le R. P* Renard et de Lavallée-Poussin (2) sont arrivés aux chiffres de 307^ et de 87 atmosphères.

La cavité qui a servi à la mesure avait 0«»",00964 de grand axe et 0"»«»,0066 de petit axe. Le côté du cube de sel marin était de 0"»",00214, et la libelle avait 0»«,00187 de diamètre. De son côté, M. Sorby a évalué à 356® la température à laquelle avait dû se consolider le quartz du trachyte des îles Ponza.

inciHsloiift secondaires — Toutefois il importe de faire, à l'égard des inclusions liquides, une remarque importante ; elles peuvent quelquefois se dévelop-

(1) Fouqué et Hichel-Lévy, Minéralogie micrographique, p. 140.

(2) Mémoire sur les rocheê plulonienne» de la Belgique et de VArdenne.

GUSSIFIGÂTION DES ROCHES. 551 '

per, postériewrement à la consolidation des roches, par suite d'un phénomène d'altération. Ainsi il résulte des études de M. Whitman-Gross (i) que, dans la décomposition du gneiss de la Bretagne, le feldspath plagioclase apparaît d*abord au microscope comme rempli d aiguilles cristallines qui, sous un fort grossissement, se résolvent en files alignées d'inclusions liquides; dans les parties très décomposées, ces files d'inclusions sont remplacées par de véritables aiguilles d*une substance solide, qui n*est autre que la wollastonite ou silicate de chaux. De même, dans beaucoup de roches, à côté de cristaux de quartz d'ancienne consolidation, on voit d'autres masses de quartz formé par décomposition des minéraux silicates voisins, et ce quartz, dit quartz de corrosion^ contient aussi de petites inclusions. Il est évident que le liquide de ces dernières peut fournir des indications sur les circonstances de Valtéra4ion de la roche, mais non sur celle de sa formation.

n.ÉMBVTS DE LA GLAStIFICATIOH BES ROCHES

Composition chimique. — Toute roche d'origine interne résulte de la solidification d'un magma, primitivement liquide ou pâteux, cette solidification s'étant opérée d'ailleurs, dans chaque cas particulier, sous l'empire d'un ensemble détemdné de conditions physiques extérieures. Si ces conditions peuvent modifier puissamment la forme et, jusqu'à un certain point, l'espèce des miné* raux constituants, il n'en est pas moins vrai que leur action s'exerce uniquement dans les limites permises par la nature même du magma. C'est donc cette nature, c'est-à-dire la composition chimique, qui mérite de former l'élément fondamental de la classification des roches.

liais en raison de la grande simplicité qui caractérise la plupart des minéraux du groupe des silicates, cette composition doit être envisagée à un point de vue très général. Or une masse fluide de forme originairement sphérique devant, si rien n'y met obstacle, se partager en couches homogènes de densité croissante à partir de la surface, il est naturel de chercher la caractéristique de la composition des couches dans l'élément qui détermine leur plus ou moins grande légèreté spécifique. Cet élément est la silice et comme, d'ailleurs, il joue, dans la constitution des silicates, le rôle d'un acide, nous sommes ainsi ramenés à la distinction, depuis longtemps formulée par Élie de Beaumont (2), des roches acides ou légères et des roches basiques ou lourdes, les premières étant caractérisées par l'existence de la silice en liberté, tandis que, dans les dernières, apparaissent les minéraux de grande densité, formés par l'union de la silice avec des bases métalliques, principalement avec les oxydes du fer.

(i) Tschennak'8 Mineralogiêche^Mittheilungen, 1880, p. 369. (2) Hoie sur Uà émanatiom volcaniquei et métallifères.

A cette division, nous en ajouterons une troisième, celle des roches que M. Micliel-Lévy a appelées intermédiaires (1) et que nous désignerons par répitlièle de neutres (2), qui concorde mieux avec le principe chimique de la classification. Si le groupe des roches neuires comporte dlnévitables incertitudes de délimitation, on verra, dans la suite, qu'il n'en constitue pas moins une famille très naturelle.

Roehes aeides, Boehes Jbaslqaes, ll<icheii nevtre»* — Une roche est adde lorsqu'elle contient, dans sa pâte fondamentale, de la silice en excès. Il suffit pour cela que la proportion de silice de cette pâte dépasse ce qui convient aux feldspaths les plus acides, c'est-à-dire à l'orthose (65 ou 66 Vo) ou à Talbite (68 ou 69 7o)* La silice en excès est obligée de s'individualiser et la manière dont elle le fait introduit, entre les roches de cette famille, de précieux éléments de distinction.

Une roche est basique quand sa teneur en silice est voisine de celle des silicates les plus basiques, c'est-à-dire comprise entre 40 et 55 Vo-

Enfin les roches neutres ou intermédiaires sont celles dont la pâte renferme de 55 à 65^0 de silice.

On remarquera que les qualifications qui précèdent ne sont appliquées qu'à la pâte des roches. En effet, l'expérience nous apprend que beaucoup de roches, au moment où elles arrivent au jour, peuvent entraîner avec elles des cristaux tout formés. De la sorte, il est possible qu'un' mélange, basique dans l'ensemble, se solidifie en conservant dans sa masse des cristaux de quartz d'ancienne formation. Évidemment ces minéraux entraînés ne doivent pas servir à caractériser la roche et c'est au magma de consolidation ^ c'est-à-dire à {apâte^ qu'il faut avoir égard pour démêler les circonstances chimiques de l'épanchement.

Il va de soi que les trois classes de roches qui viennent d'être définies ne sont pas séparées par des limites tranchées et que bien souvent il sera permis d'hésiter à l'égard de celles qui sont placées sur les confins de la série intermédiaire. Mais ce sont là des difTicultés inévitables dans toute classification, surtout quand il s'agit de roches, c'est-à-dire de pâtes composées, pour lesquelles la notion d'espèce ne saurait avoir la même rigueur que pour les minéraux isolés.

Il est bon de noter que la Magnétite ou Fer oxydulé et la Pyrite se rencontrent très fréquemment dans les roches basiques ; il en est môme qui contiennent du Fer à l'état natif, ainsi que du Chrome^ du Nickel et de la Pyrite de cuivre^ Ainsi, tandis que les roches acides, que leur légèreté amenait à la surface, s'y sont généralement saturées d'oxygène, les roches basiques, plus lourdes et maintenues dans des régions plus profondes, paraissent s'être développées au sein d'un milieu réducteur. La conséquence est que les roches acides offrent des teintes claires ou quelquefois brunes par suroxydation du fer, tandis que les roches basiques ont une couleur foncée qui varie du vert au noir.

(1) Bull, de la Soc. géol. de France, 3- série, III, p. 199.

(2) Déjà employée pnr Elie de Oeaumont dans sa îiole sur les émanations volcaniques et WÊétallifi'res