CHAPITRE I

DÉFiaiTIOa DU TSRRAia PRIMITIF

■ode probable de formation de la eroùte prladtlYe. — Le nom de terrain primitif conyieni 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'écume $iliceuse ne pouvait manquer de se solidifier par parties. Il est vrai que la solidification des matières pierreuses ayant en général pour effet d'accroître leur densité, les premières plaques solides étaient destinées à 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 masses 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 sphérîque, composée du mélange des matériaux les plus légers avec d'autres ayant appartenu à des nappes un peu moins superficielles.

Réaction exercée par i*oeéan 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 500 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 alcalinç.

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 là, 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. De plus, les minéraux de l'écorce, maintenus en quelque sorte en suspension ou tout au moins à l'état de pâles 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 stiiiclure à la fois cristalline et stratifomie^ 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'écorce produites 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 aesquelles a dû se constituer cette écorce destinée à servir de soubassement à toute la série sédimentaire, en même temps qu'elle emmagasinait, en quelque sorte, à l'abiî des influences extérieures, les matériaux des futures formations

6U CROljTE PRIMITIVE.

éruijtives. Il nous reste à voir si réellement Tobservation nous montre quelcpje chose qui corresponde à cette conception.

Examen de «iielqves objections. — Tout d'aboixl, il est vrai, nous rencontrons sur notre chemin des objections préjudicielles auxquelles il convient de répondre. Aux yeux d'un certain nombre de géologues, il serait impossible aujourd'hui d'arriver directement à la connaissance de la croûte fondamentale sur laquelle reposent les formations d'origine externe.

Les uns, mettant en doute la fluidité originelle du globe, posent en principe que le mode de formation des roches solides a été le même dans tous les temps et que les différences actuellement observées entre les sédiments modernes et les masses cristallines anciennes ne peuvent résulter que du métamorphisme^ c'est-à-dire de Tenserable des modifications chimiques sui-venues postérieurement au dépôt des sédiments. Les idées que nous avons exposées à diverses reprises et notamment dans Y Introduction de cet ouvrage disent assez combien nous sommes éloigné de cette manière de voir, dont il est juste de reconnaître que les partisans deviennent chaque jour moins nombreux.

Les autres concèdent l'existence d'une première écorce formée par refroidissement ; mais à leurs yeux, cette écorce, enfouie, dans la suite des âges, sous de grandes épaisseurs de terrains et partout ramenée sous l'influence de la chaleur interne, a dû se modifier, ?<î refondre même, au point de pouvoir être ullérieu- «raent injectée, à titre de roches éruptives, dans les fissures des masses surîh- <'>ombantes; de la sorte il n'y aurait pas aujourd'hui un seul point du globe 'où l'on pût se flatter de rencontrer, à l'état inaltéré, une portion quelconque de la croûte de première consolidation.

11 nous parait que rien n'est moins probable qu'une seconde fusion imposée à des roches résultant d'un refroidissement commun à toute la surface du globe. Non seulement il est des portions de la primitive écoix^e qui, émergées dés le début et ser>'ant de point d'appui aux premiers sédiments d'origine externe, n'ont jamais dû subir aucune action réchauffante de ce genre. Mais sous quelque épaisseur de sédiments que certaines parties aient été enfouies, comme il est extrêmement vraisemblable que, pendant le dépôt de ces masses, en vertu des progrès du refroidissement, l'écorce solide devait continuer à s'accroître de proche en proche par le bas, l'ascension supposée des isogéothermes n'a jamais dû aller jusqu'à produire la température nécessaire à la fusion des silicates acides depuis longtemps consolidés.

Donc, en principe, pour quiconque admet la fluidité primitive du globe, l'existence d'une croûte de consolidation, base des premiers sédi^ients, accessible à l'observation directe au moins dans les parties de l'écorce qui ont subi de grands bouleversements, ne semble pas susceptible d'être mise en doute. Il s'agit seulement de déterminer, parmi les formations aujourd'hui visibles, celles qui doivent être rapportées à la croûte originelle, tâche particulièrement difficile en vertu du caractère mixte qu'on ne peut manquer d'y reconnaître. En effet.

celle 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 aux 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 (riompher 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. Dès 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 du 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 sui generis^ qui le distingue aussi bien des masses éruptives que des formations d'origine externe.

Cet ensemble a été justement qualifié de formation fondamentale (Griindgebirge) et est décrit sous ce titre dans les publications les plus récentes des auteurs allemands ou suédois (1). Quelques géologues, à l'exemple de M. Dana, ont adopté la dénomination de système ou groupe archéen. 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 sôdimentaire. C'est pourquoi nous nous en tiendrons à l'ancienne désignation de terrain primitif.

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

(1) Voir notamment les publications dç MM. Benecke et Cohen sur l'Odenwald et celles de M. Kjerulf sur la Norvège.

616 CROÛTE PRIMlTnT.

au Canada et dans toute l'Europe, aussi bien qu'au Brésil, en Chine et dags l'Afrique australe, sans qu'on puisse y remarquer rien qui ressemble à une division en ba&sins séparés. Un tel fait est capital et suffit à lui seul pour établir une différence de premier ordre entre le terrain qui nous occupe et ceux dont il constitue le soubassement. Mais il y a plus : V ordre général de succession des roches primitives se montre aussi très constant et indépendant du lieu où on l'observe. Ces deux caractères réunis impriment au substratum cristallin des terrains sédimentaires un cachet tout spécial d'homogénéité. Nous aurons plus loin l'occasion d'en fournir les preuves; pour le moment, contentons-nous d'avoir posé le principe à titre de résultat d'expérience et, profitant de cette notion, étudions d'abord, pour simplifier les descriptions à venir, les diverses variétés pétrographiques dont l'ensemble constitue le terrain primitif.

£l.ÉMMTS PÉTROaRAPHIQUSS DU TERRAIM PRIMITIF

Cineiss. — Le Gneiss est un agrégat à texture rubanée, formé des éléments constituants du granité, quartz, feldspath et mica. 11 ne se distingue du granité que par le parallélisme des lamelles de mica et aussi, en général, par l'allongement des grains de quartz, qui affectent une forme lenticulaire. C'est l'alignement du mica et sa concentration suivant des surfaces planes ou légèrement ondulées qui déterminent la schistosité et la fissilité plus ou moins parfaites du gneiss.

Au microscope, le gneiss se montre entièrement cristallin et n'offre aucun élément que sa forme permette de considérer comme élastique ou détritique.

Le qimrtz y contient des inclusions liquides; mais elles sont sensiblement plus petites et aussi plus rares que celles du quartz des granités. De plus, ainsi que l'ont remarqué MM. Zirkel (1) et Kalkowsky (2), les files d'inclusions s'arrêtent avant d'avoir atteint la surface des grains de quartz. Le liquide des inclusions est quelquefois 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 décliiquetées, qui ne présentent presque jamais de contours hexagonaux. Les choses se passent comme si le mica, disposé d'abord en couches régulières, avait été dérangé par le développement ultérieur des cristaux de feldspath et de quartz. A part ce fait, la distinction des éléments anciens et nouveaux ne s'applique pas au gneiss et il y a beaucoup de variétés où la cristallisation du feldspath et celle du quartz paraissent avoir été simultanées.

(1) U. S. Exploration of Ihe 40'^ Parallel, Microêcopical Petrography, p. 58,

(2) Neues Jaktbuch, 1880, I, p. 14.

Potasse 5,00

Soude 2,10

Eau i,20

Eti fait de minéraux accessoires, on obsene le grenat, le sphène, la tourmaline, répidote, Tapalite et Toligiste.

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

Silice 70,80

Alumine 14,20

Oxyde ferreux 6,10

Chaux 2,60

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 des roches d'origine interne, formant une modification schisteuse des granulites à 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 (3) 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 épanchements 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 fondamental 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 gneiss granitxnde (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 (Flasergneiss, Hohgneiss, Stengelgneiss). Souvent le quartz et le feldspath se concentrent en gros noyaux lenticulaires, d'où résulte un gneiss glanduleux ou gneiss œillé (Augengneiss). Mais 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 composées de quartz et de feldspath en grains qui ne manifestent aucune tendance h l'allongement lenticulaire.

(1) Voy. anle, p. 568.

(2) Neues Jahrbuch, 1873, p. 600.

(3) Minéralogie micrographique , p. 175.

Le gneiss de la Bretagne, notamment à Pontivy et à Plourin (Finistère) a ses éléments constituants réunis par des prismes très allongés de fibrolitbe (1).

De môme qu'il existe des variétés amphiboliques ou chloriteuses de granité, de même la substitution, totale ou partielle, de Tamphibole ou de la chlorite au mica donne un gneiss amphiholique ou un gneiss chloriteux [gneiss protoginique).

D'autres fois c'est la cordiérite qui est l'élément dominant, comme dans le gneiss à cordiérite de Bavière. Plus souvent le grapbite est abondant au point de constituer des gneiss graphitetix. Enfin il y a des gneiss au milieu desquels la magnélite est régulièrement disséminée en petits octaèdres.

Le gneiss a reçu, enlre autres noms, ceux de protéolithe, à cause de la variabilité de sa composition et de cornubianite parce qu'il est abondant en Cornouailles. Mais cette dernière désignation paraît devoir être réservée à une roche métamorphique qui prend, par le développement et l'alignement du mica, un aspect gneissique assez caractérisé. Signalons aussi, parmi les roches ayant l'apparence du gneiss, ce que M. Gùmbel a appelé les pkyUades gneissiques iphyllitgneiss).

Mtca8clilst«. — Le Micaschiste (Glimmerschirfer) est essentiellement formé de quartz et de mica, le plus souvent biotite, disposés en zones alternantes. Le quartz est fréquemment lenticulaire et, suivant la proportion de ce minéral, la teneur en silice de la roche varie entre 40 et 80 ^/o-

Le grenat almandine abonde généralement dans les micaschistes. On y obser\e aussi le feldspath, la tourmaline, l'aiophibole, la staurotide, le disthène, l'épidote, la chlorite, le talc, l'oligiste , la magnétite et la pyrite. Parfois le micaschiste est, comme le gneiss, chargé de graphite. Du reste, le micaschiste passe au gneiss en se chargeant de feldspath, comme aussi, par l'absence de cette espèce et la disparition du mica, il peut passer au quartzife. Mais le premier passage est de beaucoup le plus fréquent et il existe un tel nombre de variétés intermédiaires qu'il serait impossible de les distinguer sur une carte. Aussi la séparation du gneiss et du micaschiste n'est-elle possible que sur des échantillons isolés et, dans la nature, il convient généralement de les réunir en un même groupe.

Au microscope, le quartz des micaschistes se montre riche en inclusions liquides; autour des grains de quartz et des lamelles de mica se groupent l'oligiste, le graphite et des microlithes aciculaires, probablement de staurotide.

On connaît en Saxe, en Styrie, dans le Pays de Galles et en Massachusetts des micaschistes où le mica est remplacé par des paillettes de graphite. D'autres fois, ce rôle est rempli par de l'oligiste écailleux dit aussi, improprement, oligiste micacé. Les micaschistes oligistifères sont très répandus au Brésil, dans la pi*ovince de Minas Geraes et dans la Caroline du Sud.

Lepiynite. — La Leptynite (2) est un mélange cristallin, à grain fin ou

(1) Ch. Barrois. Ann. de la Soc, géol. du Nord, YIll, p. 95.

(2) Du grec leplot, à cause de la finesse de son grain; nom créé par Ilaûy.

inoyen, d'orlhose et de quartz avec du grenat disséminé. La tourmaline et le mica blanc y sont fréquents; le plagioclase est rare. En somme, la leptynite n'est rien autre chose qu'une granulite stratiforme et c'est, en effet, sous le nom de granulite qu'elle est décrite par les auteurs allemands. A l'exemple de M. Michel-Lévy, il nous a paru convenable de réserver cette dernière dénomination aux roches d'origine franchement interne.

La teneur en silice des leptynites eât fort élevée et atteint quelquefois 75 et môme 74,70 «/o. Leur densité est de 2,6. Dans le Plateau central et dans les Vosges, le grenat y abonde et ses petits cristaux ressortent en rouge sur une pâte d'un rose-chair très clair (1).

11 y a des leptpites micacées, qui ne se distinguent des gneiss que par l'état granulitique de leur quartz. Ces variétés se rencontrent en Saxe et dans le Morvan, où on les observe souvent à l'état de fragments enclavés dans le granité ou la granulite.

Certaines variétés de leptjiiites sont assez chargées de diallage pour constituer une variété spéciale, celle des leptynites à diallage (partie du trapp granulit des Saxons). Leur couleur est foncée et la fmesse des éléments leur donne un aspect compact ; mais le microscope révèle une texture schistoïde accusée par l'alignement des minéraux (2). Les éléments sont le quartz, le plagioclase, le diallage, la magnétite et le grenat. Ces roches sont beaucoup plus basiques que la granulite et leur teneur moyenne en silice dépasse à peine 62 7o« Les alcalis y font presque complètement défaut.

PétrosUex, Haliefllnta. — On donne en Suède le nom d'Hâlleflinta à une variété de leptynite tellement compacte que sa structure cristalline ne se révèle que sous le microscope ; aussi le nom d'Hâlleflinta est-il devenu presque synonyme de celui de pétrmlex. Cette roche, que Talternance des éléments diversement colorés fait paraître rubanée sur ses cassures, est surtout formée de quartz et de feldspath; mais quelquefois elle contient de petites écailles de mica et l'on peut alors la considérer comme un gneiss devenu aphanitique. Du reste, il ne saurait y avoir de limites tranchées entre le gneiss et la leptynite, car il serait à la rigueur permis de donner ce dernier nom aux couches de feldspath et de quartz qui, dans le gneiss, séparent les surfaces micacées.

Quartzlte. — Les Quartzites sont des agrégats cristallins et compacts de quartz en grains irréguliers ou en cristaux bien formés. Quelques-uns affectent une texture schisteuse, due à la présence de petites lamelles de mica; ces quartzites schisteux peuvent être regardés comme des micaschistes pauvres en mica.

Parmi les quartzites micacés, il convient de citer le grès flexible du Brésil, où le mica blanc et le quartz sont enchevêtrés de telle sorte que les plaques de la roche sont complètement flexibles. On peut constater avec l'aide du micros-

(1) D'où le nom de WeissietUf pierre blanche, souvent donné à la leptynite.

(2) Dathe in La vallée-Poussin, Revue de$ Questions scientifiques, Bruxelles, 1878, III, p. 695.

cope que les couches de mica ne forment pas des membranes continues, niah des rubans plus ou moins longs et qu'en outre, à travers la masse quartzeuse, le mica est disséminé en petites paillettes souvent hexagonales. Les grains de quartz, remarquables par leur limpidité, sont, par endroits, très riches en inclusions liquides et parfois en microlithes. Des particules feldspathiques peuvent être mélangées au quartz.

Il y a des quartzites qui sont schisteux bien qu'ils ne contiennent pas de mica; leur schistosité est due à la disposition rubanée des éléments, alors diversement colorés.

Les quartzites compacts sont formés de petits grains cristallins de quartz, en contact immédiat sans ciment visible. Quelquefois la présence, dans cette pâte, de gros cristaux de quartz ou de feldspath, leur donne un aspect porphyroïde, comme au GoustaQeld, en Norvège.

AnphIboloachUte, Amphibollte, Pyroxénlte. — V Amphiboloschiste OU schiste amphibolique est au micaschiste ce que le gneiss à amphibole est au gneiss ordinaire. C'est un agrégat schisteux de quartz et d'amphibole, parfois avec feldspath. Le quartz est toujours visible au microscope entre les prismes d'hornblende et la teneur en silice varie de 50 à 52 Vo*

Le nom d^Amphibolite convient surtout aux schistes à amphibole contenant peu ou pas de quartz, comme ceux qu'on observe en Bretagne et où l'amphibole est associée, tantôt au plagioclase, tantôt au pyroxène, et toujours au fer titane.

Dans la Loire-Inférieure, l'amphibole des amphibolites appartient à la variété actinote et leur a fait donner le nom de schistes actinolithiques. Quelques-uns de ces schistes sont grenatifères.

Les Pyroxénites sont des roches de plagioclase et de pyroxène, qui forment des couches de quelques centimètres jusqu'à plusieurs mètres, régulièrement interstratifiées dans les gneiss. Près de Vannes, à Roguédas, les pyroxénites contiennent un peu de quartz, ainsi que du fer titane, de Tapatite, de la pyrite et des agrégats de grenat et d'idocrase (1). Le p^TOxène y est voisin du diallage. La roche est souvent attaquée et le plagioclase transformé en calcite et en wollastonite ; on ne voit plus alors que les grains de pyroxène vert-clair, noyés dans une masse blanche fibreuse de wollastonite.

La roche de Roguédas a été employée par les anciens habitants de l'Annorique, comme le prouvent les nombreuses haches trouvées sous les dolmens et souvent attribuées à la jadéite.

Au nombre des roches qui peuvent former des couches subordonnées dans les gneiss, il faut encore citer des associations de plagioclase et de mica biotite comme celles des environs de Roguédas. C'est à cette espèce que paraît devoir être rapportée la Vauguerite de Fournet, véritable kersanton gneissique intercalé dans le terrain primitif aux Vauguerais, près de Lyon.

;1) Wbitman Cross, in Barrois, Ann, de la Soc. gfo\ du Nord, VIII, p. 94.

'Chlorlto»ehlate, Talcschlate, etc. — Le Chloritoschiste ou schiste chlorileux, dit aussi chloroschistej est formé dune accumulation de lamelles et d*écailles de chloritc, variété ripidolithe. Généralement il contient du quartz ainsi que du feldspath, du mica et du talc. Le microscope y révèle la magnétite ; mais il y a des gisements où ce minéral est assez dominant pour que la roche constitue un véritable minerai de fer. Le grenat abonde généralement dans les chloritoschistes, où il forme des dodécaèdres rhomboïdaux, parfois très gros et très réguliers.

Aux chloritoschistes se rattachent étroitement les schistes à séricite, autrefois appelés TalcschisteSy laïcités ou Stéaschistes, à Tépoque où Ton prenait pour du talc, à cause de son toucher onctueux, le minéral en paillettes dont ces schistes sont constitués et qui est généralement de la séricitej c'est-à-dire un mica hydraté et fluorifère, verdâtre ou vert-jaunâtre. Les schistes à séricite sont luisants, satinés, et deviennent souvent micacés au voisinage des massifs granitiques. Leur fissilité peut être très grande. La séricite y est parfois remplacée par la damourite, la margarite et une variété de chlorite. Parmi les éléments accessoires figurent le quartz, le feldspath, le grenat et le disthéne.

Cette catégorie comprend le schiste à paragonile du Saint-Gothard, ainsi nommé de la prédominance de la paragonite, espèce de mica sodiqueet hydraté. Il existe deux variétés de ce schiste : l'une blanche et soyeuse, avec de beaux cristaux de slaurotide et de disthéne, l'autre de couleur foncée, avec un mica vert ou jaunâtre. Les microlithes abondent dans les deux variétés.

Phylladea. — Les Phyllodes ou schistes argileux primitifs (Urthonschiefer) sont des schistes durs dont la couleur dominante est le gris foncé, tirant sur le bleu ou sur le vert, avec éclat micacé sur les faces de clivage. Ces schistes ont une origine essentiellement détritique, mais la cristallisation s*y est manifestée concurrenunent avec le phénomène sédimentaire du dépôt. Ils se composent de menus débris de quartz, avec des paillettes invisibles à Tœil nu, d'un minéral micacé qui peut varier beaucoup, depuis le mica proprement dit jusqu'à la séricite, à la pyrophyllile et à la chlorite. D'après M. Kalkowsky (1), la staurotide, en prismes microscopiques, abonde généralement dans les phyllades. M. Anger (2) y a également constaté la présence fréquente de la tourmaline. Presque toujoui*» le quartz, en fines veinules, parcourt la roche en tous sens. Les variétés les plus fines et les plus schisteuses des phyllades fournissent des ardoises ; d'autres se débitent en grandes dalles. Souvent il s'est développé dans la masse des phyllades, soit de véritables cristaux de chiastolithe ou mâcle et d'andalousite, soit de simples concentrations noduleuses d'un silicate alumineux noirâtre. Cette transformation peut résulter de l'influence exercée par le voisinage d'un massif granitique et c'est ainsi que des Schistes mâcîifères ont pu se constituer aux dépens de formations relativement modernes, telles que les

(1) Neues Jahrbuch, août 1870.

(2) irf., 1876, p. 215.

schistes siluriens. Mais ce qui se présente dans ces derniers à l'état d'exceptîîhi, parait avoir été plus habituel pendant la période primitive et d'ailleui^ il est bien des cas où Ton n'aperçoit aucune roche éruptive à Tinfluence de laquelle le développement des mâcles puisse être attribué. La formation des phyllades mâclifères semble donc alors devoir être considérée comme un fait normal, déterminé par l'ensemble des conditions physiques de la période.

Les Phyllades gneissiques proviennent du développement de noyaux quarlzeux ou feldspatliiques entre les feuillets d'un phyllade. Cette variété, fréquente en Bavière et en Saxe, a souvent été confondue avec le gneiss proprement dit. Souvent aussi, du reste, on a pris pour du feldspath ce qui n'était qu'un silicate alumineux de la famille de Fandalousite.

clpoUns. — Les Cipolins sont des calcaires cristallins et schisteux, généralement micacés, talcifères ou chloriteux et où les phyllites sont disposées en bandes comme dans le gneiss. Souvent des paillettes cristallisées de graphite sont répandues dans la masse à la manière du mica.

Le passage des cipolins aux micaschistes peut s'effectuer par des calcschistes micacés, consistant en calcaire grenu, avec mica et quafrtz. Le calcaire forme généralement des lentilles et le mica est le plus souvent blanc et potassique. Sous le microscope, le calcaire grenu offre les stries qui caractérisent la calcite des marbres et qui proviennent d'une association de lamelles mâclées. Un caleschiste de ce genre, de Prettau, en Tyrol, contient 48 % de silice et 22,67 ^o de chaux avec 15,53 % d'alumine (1).

«renatlte, Ecio^t«. — Le grenat forme, comme nous venons de le voir, un élément très répandu dans les gneiss et les micaschistes. Quelquefois il y doime naissance à de véritables roches, parmi lesquelles il convient de citer :

La Grenatitey formée par un agrégat cristallin de grenat et d'amphibole hornblende. Le grenat est l'élément dominant et appartient, en général, à la variété calcaro-ferreuse.

La Kinzigite, où le grenat manganésifère est associé au mica magnésien, à l'oligoclase et à la fibrolithe.

LEiUyzitey roche de grenat brun-rouge et de pyroxéne augite, associés à un élément dominant qui est la variété de péridot connue sous le nom de fayalite.

LEclogite, mélange de grenat et d'omphazi te (variété de pyroxéne vert d'herbe), pouvant contenir de la smaragdite, de l'hornblende, du disthéne, avec mica blanc, quartz, olivine, zircon, apatite, sphène, oligoclase, etc. L'éclogite d'Eppenreuth contient 70,5 % d'omphazite, 25 % de grenat et 4,5 Vo de quartz, disthéne et mica. Les variétés du Fichtelgebirge et de la Forét-Noire sont riches en ampliibole et il y a, par exemple dans l'île de Syra, des éclogites qui contiennent assez de disthéne, associé au mica et au quartz, pour avoir mérité le nom de roches à disthéne.

(i) A. V. Hubert in von Lasaulx, Pelrographie, p. 362.

pinerals de fer. — Nous avons signalé, à plusieurs reprises, la présence de ta magnétite das les roches primitives. VoUgiste y est quelquefois aussi abondant. Ces deux minerais s'associent fréquemment, en amas ou en couches puissantes, aux schistes chloriteux et amphiboliques. Tel est le cas du fer oxydulé de Dannemora, en Dalécarlie, qui forme une couche de 200 mètres de puissance dans un ensemble de chloritoschistes, de gneiss et de calcaires cristallins.

Bemarquea généwmleu sur les roches prhnltlves. — L'énuméralion qui vient d'être faite donne lieu à quelques remarques intéressantes. M. Sterry Hunt(t) a fait observer que les roches du terrain primitif forment deux séries, Tune acide, l'autre basique, cette dernière caractérisée par des silicates de la famille araphibolique. On peut aller plus loin et poser en principe, avec M. Kalkowsky (2), que le terrain primitif renferme, sous une apparence stratiforme ou au moins nibanée, les équivalents de toutes les roches granitdides anciennes d'origine interne.

Ainsi le gneiss ordinaire correspond au granité commun, le gneiss à hornblende au granité amphibolique, le gneiss rouge au granité à mica blanc, la leptynite à la granulite, lepétrosilex à Telvan et au porphyre quartzifère, les amphibolites auxdioriles et aux syènites, les pyroxénitesauxdiabases, la leptynite diallagique au gabbro, le quartzite au greisen, la vauguérite au kersanton, les micaschistes feldspathiques à la minette. Il y a donc une extrême analogie dans la composition intrinsèque des deux groupes, dont la différence p<)rte surtout sur les conditions de gisement. .

M. Kalkowsky a également fait la remarque que Toligiste est fréquent dans les ^variétés gneissiques et micacées, tandis que c'est à l'état de magnétite que l'oxyde de fer se rencontre dans les amphiboloschistes. Ainsi les roches basiques du terrain primitif ont dû, comme leurs analogues de la série éruptive, se développer dans un milieu réducteur, tandis que les influences oxydantes prédominaient dans la formation des types acides.

Ce double rapprochement nous parait avoir une grande importance et nous y voyons encore un puissant motif de considérer la série primitive comme tout à fait en dehors des formations stratifiées et plus intimement liée aux produits de l'énergie intérieure qu'à ceux de la dynamique externe.

TYPES RÉaiONAUX DU TERRAIN PRIMITIF

A. LE TERRAiy PRIMITIF DANS LA RÉGION FRANÇAISE

Le terrain primitif forme en France plusieurs massifs, dont deux surtout ont une importance particulière : le premier est le massif armoricain ; le second

(1) Chemical and Geological Essaya, Boston, 1875.

(2) NeuesJahrbuch, 1880, 1, p. 1.

comprend le Plateau-Central avec le Morvan, d*un côté et les Cévennes, de l'autre, comme dépendances. En outre, les gneiss se montrent encore dans les Pyrénées* les Alpes dauphinoises et la région des Maures, enfin dans la chaîne des Vosges, formant un district commun à la France et à TAlsace.

Bretai^e,CoteBtiB. — Le gneiss de Bretagne peut se diviser en deux étages (1): L'étage inférieur, le plus développé des deux et le plus constant dans sa composition, est formé de gneiss granitoîdes, glanduleux, rubanés, que de nombreuses éruptions granitiques ont sensiblement modifiés à leur contact. La figure 142, dont nous devons la communication à M. Gh. Barrois et qui représente un état de choses très habituel dans Touest de la Bretagne, montre à quel point est

l'y', ni Cnci»«. \^:-'::\ Cramt*. f.f.f. Faillrs.

Fig. U3. — Coupe de la rivière de Donarnenex (d'après M. Ch. Barrois).

intime la pénétration du gneiss et du granité dans cette région, d^ailleurs très bouleversée.

L'étage supérieur, dont un bon type s'observe au sud de Roguédas, est formé par un gneiss feuilleté à mica noir, alternant avec des couches de pyroxênites, de kersantites stratiformes (associations de plagioclase et de mica biotite) et de roches composées d'un mélange intime de pyroxône, de grenat et d*idocrase.

Bien entendu, des micaschistes à biotite abondent parmi les gneiss. On peut même dire, d'après M. Barrois, que le micaschiste est, par excellence, la roche du terrain primitif en Bretagne; mais il passe fréquemment au gneiss et quelquefois au quartzite.

Les chloritoschistes sont très développés dans les falaises de la baie d'Audierne, où ils alternent avec les amphibolites et sont surmontés par des laïcités ou des schistes luisants à séricite. C'est sans doute à ce dernier étage qu'appartiennent les talcites phylladiformes, souvent chloritiques et noduleux, de la rade de Cherbourg, qui passent au stéaschiste. Ces schistes sont surtout formés de grains de quartz avec séricite rappelant le talc.

Dans le gneiss de la Paquelaie, près Montoir, M. Lory(2) a signalé un gisement de calcaii'e cristallin stratifié, traversé par des filons de pegmatite. ùe calcaire est semblable au cipolin blanchâtre ou gris bleuâtre que Rivière a indiqué aux environs des Sables d'Olonne.

Plateau central. — On observe dans le Limousin (5) la succession suivante : ù la base, un gneiss œillé ou glanduleux, que surmonte un gneiss rubané gris,

(l) Ch. Barrois, Ânn. de la Soc. géoU du Nord, VIIÏ. p. 94, C?.) BulL de la Soc. géoL de France, 2" série, XVII, p. 20. (3; Renseignements fournis à l'auieur par M. Dou ville.

coiil^iânt des couches de leplynile et traversé par un granité éruplif, avec pegnraiitesdans ia zone de contact. Au-dessus viennent des gneiss passant au\ micaschistes, souvent gi*aphiteiix, avec leptynites à grenat, amphibolites, cipoiins et serpentines. Le tout se termine par des micaschistes et est surmonté de talcites et de schistes micacés, comme ceux qui passent, par dégi*adations insensibles, aux ardoises de Travassac et d'Alassac, près de Brive.

Dans ie Gantai, il existe quelques traînées de gneiss granitoïdes et, dans les vallées profondes du massif volcanique central, on peut, d'après M. Fouqué, constater la superposition, aux gneiss et micaschistes rubanés, d*un système gneissique avec amphibolites, pyroxénites et serpentines, que couronnent des mica« schistes.

En divers points du Plateau central, le gneiss schisteux, passant au micaschiste, contient des gisements de calcaire saccharoïde micacé ou cipolin. Ces gisements, qui constituent une précieuse ressource pour un pays essentiellement dépourvu de calcaire, s'observent à Sussac près Eymoutiers (Haute-Vienne), à Gioux (Corréze), àSavenne (Puy-de-Dôme) et à Ghalvignac prés Mauriac (Cantal).

A Sussac comme à Gioux, le calcaire est enclavé en amas, parallèles à la stratification, dans le gneiss, dont les couches sont verticales (i). A Savenne, les strates sont courbées en voûte et le calcaire partage exactement cette allure. Dans ces trois localités, le mélange du mica donne au calcaire une disposition rubanée. C'est surtout près du gneiss que le mica est abondant; aussi n'emploiet-on à la fabrication de la chaux que la partie centrale des amas calcaires.

A Ghalvignac, le calcaire saccharoïde forme deux amandes régulièrement intercalées dans le gneiss schisteux et séparées l'une de l'autre par plusieurs mètres de gneiss ; d'autres lentilles plus petites s'observent en descendant des fours à chaux vers la Dordogne. Le passage du marbre au gneiss schisteux, par la prédominance des veinules micacées, est insensiblej et loin de pouvoir considérer le calcaire comme une formation de filon, on ne saurait se refuser à y voir une HK'he absolument contemporaine du gneiss encaissant. Un filon de pegmatite tounnalinifère s'observe dans le massif qui sépare Ijj^ deux principales lentilles calcaires.

La même roche calcaire apparaît de nouveau, sur le cours de la Dordogne, à Archers et Roche-les-Peyroux.

La région du Plateau central ne paraît pas renfermer de roches pétrosiliceuses, analogues à l'Hâlleflinta. Cependant, à l'extrémité orientale de ce plateau, prés de Lyon, on observe, dans le voisinage du gisement de pyrite de Chessy et Sain- Bel, des roches compactes, dites cornes rouges et cornes vertes, qui pourraient appartenir à cette division, avac les schistes satinés blancs, micacés etstéatiteux. qui encaissent le filon pyriteux.

Morvan, Ci^vennea. — Dans le Morvan, M. Michel-Lévy (2) a reconnu l'oxis-

(1) Élie de Beaumont et Durréiioy, Explic. de la Carte géologique de la France^ I, p. 119.

(2) Compte rendu de l'excursion de la Société géologique de France dans le Morvan, eu 1879.

DE LAPPAAOT, IRAItË DE bEOLOGIE. 40

tence de deux étages de gneiss; l*inférieur, granitoîde, le supérieur grenu a\ec lepiynites amphiboliques, amphibolites interstratifiées et serpentines, ces dernières dues à la décomposition de roches à enstatite. En outre, aux environs d*Autun, le gneiss se montre intimement pénétré de granulite en filons, qui y a fait naître du mica blanc et de la sillimanito en le transformant en gneiss grantditique ou gneiss rouge. Mais cette transformation serait très postérieure à la consolidation de la roche, car dans leHorvan les granulites paraissent avoir été ii^ectées pendant la période dévonienne.

M. Michel-Lévy (1) a décrit des schistes sériciteux qui apparaissent aux environs de Saint-Léon, dans TAllier, et qui deviennent micacés et feldspathiques au voisinage du granité. Ces schistes, formés de grains brisés de quartz d*origine gueissique, avec ciment de chlorite et de séricite, paraissent se relier aux schistes mâcliféres de Luzy, dans la Nièvre, ainsi qu'aux schistes sériciteux, tachetés et glanduleux, de Villard, près Matour en Maçonnais.

Il est à remarquer que les schistes de Saint-Léon sont recouverts par une couclie de marbre, continue sur 10 kilomètres de longueur et séparée, par des schistes tachetés, d*un poudingue à galets de schiste micacé.

Le terrain primitif des Cévemies se compose, d'après M. G. Fabre (2), d'un

M ^ du Bougés

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Fig. lis. ^ Coupe à travers le mont Loxdre (d'apn^s M. G. Fabre). — i, granité; % gneisa granitolde ; 3, gneiss grenu; 4, micaschiste.

système, épais d'environ 6000 mètres, de gneiss et de micaschistes, que surmontent au moins 4000 mètres de talcschistes. Le gneiss, granitoîde loi*squ'il est en contact avec le granité du Jlont Lozère, devient ensuite glandulaire et alterne avec des couches de leptynite, auxquelles les micaschistes succèdent dans le haut. En fait de minéraux accidentels, on n'observe à l'œil nu que la tourmaline. La direction des couches oscilFe* en général, entre 45 et 55 degrés (3).

ChMult>>,'raguot ^Imirre im 1a OardiRt

Fig. iU. -> Coupe à travers les montagnes de Mercoire (d'après M. G. Fabre). 1, granité; 2, micaschiste; 3, gneiss

Les figures 145 et 144 représentent la succession obsenée aux abords du Mont Lozère ainsi que dans le massif de Mercoire.

(i) Bull, de la Soc. géoL de France, 3* série. IX. p. 18i .

(2) BulL de la Soc. géol, de France, 3* série, V, p. 399.

(3) Les degrés sont comptés à partir du nord >Tai, dans le sens de la marche des aiguille» d'une montre*

Les laïcités ou schistes luisants des Cévennes forment, immédiatement au-dessus du terrain de gneiss et de micaschistes, un système doué d'ime très grande uniformité, auquel M. G. Fabre (1) attribue une épaisseur d'au moins 4000 mètres. On, y trouve des noyaux de quartz. Vers louest, près du Vigan, ces schistes painissent se prolonger sous la forme d'une puissante série de talcites phylladiformes et de stéaschistes satinés, alternant avec des couches de calcaire saccharoîde. Plusieui*s de ces talcites sont mâclifères ou graphiteux.

ryrénée*. — Dans le pays de Labourd (Basses-Pyrénées), on voit s'intercaler dans le gneiss et alterner en veines avec lui des 'calcaires saccharoïdes, signalés pour la première fois par de Charpentier, qui les avait parfaitement reconnus comme faisant partie du terrain primitif. Ces marbres, qui contiennent un minéral micacé d'un vert émeraude, renferment du graphite et exhalent, quand on les casse, une odeur fétide. Tel est, en particulier, le cas du cipolin de Louhoussoa prés d'Ilasparren, où l'amphibole blanche, la fluorine, Toligiste et la pyrite s'associent au talc ou au mica et au graphite en paillettes hexagonales.

Une belle pegmatite graphique, avec kaolin, accompagne le gisement du cipolin de Loulioussoa.

il est probable qu'il convient de rapporter à la même formation le niîfrhre blanc de Saint-Béat, qui alterne avec des gneiss et contient de la pyrite, de la fluorine, du soufre natif et de la tourmaline d'un beau vert.

Quant aux schistes micacés, à structure gneissique, qui s'observent en de nombreux points du massif central, notamment à la montée du lac d'Oo, ils pourraient fomier la partie supérieure du terrain primitif pyrénéen; mais cette attribution doit demeurer douteuse et il est possible que ces schistes, pénétrés de filons de granité euritique, soient des phyllades cambrions métamorphiques.

Oiaana, Maares. — Dans l'Oisans, d'après M. Lory, le gneiss granitoïde de les Étages est surmonté à^St-Christophe par des gneiss et micaschistes grenus, qui supportent, à Pont-St-Guillerme, un système contenant des amphibolites et des couches calcaires. L'ensemble est couronné par les chloritoschistes, servant de base aux talcschistes et aux phyllades.

Sur les bords de la Méditerranée, près de Cannes, on observe, dans la région des Maures, une formation de gneiss que surmontent des micaschistes avec grenat, staurotide et andalousiste. Le gneiss est parfois araphibolique et d'autres fois graphiteux ; au sommet de la série, dans la presqu'île de Giens, se trouvent des lentilles de calcaire cristallin contenant souvent du mica et un minéral talcoîde.

Cette région est l'une de celles où l'on peut le mieux observer l'intime pénétration des gneiss et des micaschistes par une granulite rosée qui tantôt s'intercale parallèlement aux feuillets de mica, tantôt les coupe sous des angles très variables.

L'ensemble est couronné par un phyllade satiné.

Alsace, ¥os^s. — Le terrain de gneiss de la Haute-Alsace se compose (2)

(!) Bull, Soc. géol. de France, 3- série, V. p. 402.

(2) Groth, Ahhandlungen %ui' geoL Sfjecialkarle von EUass, — titues Ja/ubuch^ 1878, p. 851.

CROUTE PRIMITIVE.

d*un gneiss ancien, tantôt à grain grossier et noduleux, tantôt riche en mica et passant au micaschiste et d un gneiss plus récent, ou gneiss à grenat, parfois graphiteux et accompagné de leptynite. A cet étage supérieur sont subordonnée des gneiss amphiboliques, des serpentines et des calcaires cristallins. Le calcaire du Saint-Philippe, décrit par Delesse (1) en fait partie; il y est intercalé sou$ la forme de trois assises concordantes et des pyroxénites raccompagnent. Parmi les nombreux minéraux du calcaire du Saint-Philippe, on doit citer le mica phlogopite, la pyi*osclérite, la magnélite, le spinelle et le graphite.

Le cipolin s*observe encore dans le gneiss des Vosges au Chippal, prés de Fraise, et à Laveline, aux environs deSt-Dié; le calcaire du Chippal est grenu ou subla-r mellaire et parcouru par des filets de serpentine. Le mica y affecte un éclat cuivreux. Le giieiss encaissant est chargé de chaux carbonatée au point de faire avec les acides une vive effervescence.

A Laveline, le calcaire, qui forme plusieurs amas, est gris et micacé, surtout dans le voisinage du gneiss. Le centre de la masse est traversé par des filons de quartz.