AGE DES ROCHES ÉRUPTIYES. M

L'endomorphisme dû aux émanations qui aecompagnenl Térupiion modifianl dès la première heure, et non après coup, les conditions de sa consolidation, a reçu de quelques auteurs les noms de diamorphisme et de promorphisme (1).

Lorsque deux grandes masses de roches acides se touchent, le plus souvent on observe une zone de passage à caractères mixtes. Si Ton admet, comme nous Tavons fait, que les roches acides anciennes doivent leur texture à Tinfluence de dissolvants, de miner ali»ateur$^ suivant Texpression d*Henri Sainte- Claire-Deville, il ne paraîtra pas étonnant que les éléments fluides qui accompagnaient la sortie d*une de ces roches aient pu réagir sur une roche similaire antérieurement consolidée. C'est ainsi que, dans le Morvan, M. Michel Lévy (2) a signalé des passages de la granulite au gneiss ou au granité, du porphyre microgranulitique à la granulite, du porphyre pélrosiliceux aux tufs porphyriques, etc.

DÉTERHIflATIOfI DE L*AOE DES ROCBE8 ÉRUPTIVE8

Ace relatif. — De même que Fâge relatif des couches sédimentaires se déduit de leur ordre de superposition, de même Vâge relatif des roches éruptives pourrait être, jusqu'à un certain point, déterminé par l'observation de leui*s relations mutuelles de pénétration, toute roche étant nécessairement plus ancienne que celles qui se sont fait jour au milieu de

sa masse par des fissures. Mais si ce mode de déter-

mination est parfois employé, ce ne peut être que 5 pour les roches d'un même massif et, la plupart du temps, les centres d'éruption sont trop éloignés les uns des autres pour que les rapports mutuels puissent être observés. Quand il s'agit de roches qui s'entrecroisent dans un massif donné, l'âge relatif se conclut des rejets que les filons subissent aux points de croisement. 11 est rare, en effet, qu'une cassure */ */'

se produise sans qu'il y ait un déplacemeni, horizontal f^'^- ^i- — ^«J^^ <*'"" **'<»" «•«"»-

*^ • 1 lique g g', par des croiseurs por-

ou vertical, de l'une des parois relativement à l'autre. pUyriques ff. rf* la roche en- Dans ce cas (fig. 56i), un filon anciennement conso- <^»i^nt« ^^n* "« P^y^iade s. lidé, tel que ggf, se trouve morcelé, par la production des filons plus récents ff, /*'/*', en plusieurs tronçons dont chacun est rejeté sur le côté relativement à celui auquel il faisait originairement suite. Le dérangement éprouvé par le filon g permet donc d'affirmer que son éruption a précédé celle des filons f. Détenniiiatlon 4e l'A^e par les terralas traversés. — On a plus souvent

(1) Consulter, pour l'étude générale du métamorphisme, les travaux de M. Delesse et notamment : Etudes sur le métamorphUnie^ Paris, 1858.

(2) BulL de la Soc. géoL de France, 3* série, VII, p. 852.

Toccasion de constater la relation des roches éruptives avec les terrains sédimentaires encaissants. Or, grâce au concoui*s de la paléontologie et de la stratigraphie, la succession de ces derniers a pu être, à peu près partout, établie avec précision. Le critérium qu'ils fournissent est donc d*une application très générale, et de plus il offre Tavantage de procurer des données, non seulement sur l'âge relatif, mais encore sur Vâge absolu des roches éruptives. Ce n'est pas que cet âge absolu puisse être exprimé en mesure de temps ; mais du moins, connaissant la série complète des assises, c'est-à-dire des époques sédimentaires, on peut, dans certains cas, préciser, pour une roche éruptive donnée, celle de ces époques où la roche s'est épanchée, à l'état fluide ou pâteux, à travers l'écorce solide. Cette recherche réside dans l'interprétation d'un certain nombre de circonstances qui, bien souvent, ne se prêtent qu'à une détermination approximative, tandis que, d'autres fois, elles permettent de resserrer l'incertitude entre des limites très étroites.

Toute roche éruptive est plus jeune que les terrains, stratifiés ou non, qu'elle traverse en filons. Mais le fait que de tels filons ne pénètrent pas dans un terrain déterminé ne suffit pas, en général, pour faire admettre que le dépôt de ce dernier ait eu lieu postérieurement à la sortie de la roche éruptive. Certaines natures de lorrains se prêtent mal à la production des fentes, et d'ailleurs l'expérience prouve que les filons ne s'étendent pas au delà d'une certaine distance du massif principal dont ils ne sont que des ramifications.

Losque les filons d'une roche éiuptive atteignent la surface du sol, comme, en général, leur.cristallinité les défend mieux contre les agents atmosphénques, ils se détachent en saillie, formant une sorte de mur irrégulier, qu'on appelle un dyke. Le même nom s'applique d'ailleurs aussi aux filons que l'on rencontre dans la profondeur, par exemple à ceux qui parfois viennent interrompre la continuité des strates du terrain houiller.

Conglomérats et tufs. — La présence, au milieu d'un conglomérat d'âge connu, de cailloux, roulés ou non, d'une roche d'origine interne, permet d'affhrmer que la sortie de celte roche a précédé le dépêt du conglomérat. C'est ainsi que les poudingues houi 11ers contiennent souvent des galets porphyriques, dont l'identité est absolue avec certains porphyres observés en place dans le voisinage, où d'ailleurs ils coupent en filons les couches de l'étage anthracifère. On peut donc affirmer que ces porphyres, postérieurs comme éruption à cette dernière époque, étaient néanmoins épanchés et consolidés quand s'est produit le dépêt des poudingues en question.

Les tufs, quand il s'en rencontre, fournissent aussi un élément de détermination très précis, à cause de leur intercalation entre des assises sédimentaires bien définies, ou parfois, mieux encore, à cause des restes fossiles qu'ils renferment eux-mêmes.

Dans le Mansfeld, par exemple, des tufs mélaphyriques alternent plusieurs fois (fig. 562) avec les assises régulièrement stratifiées du grès rouge permien. On

AGE MS ROCHES ÉRUPTIVES. iiSl

peut donc affirmer que la sortie des mélaphyres a été contemporaine du dépôt de ce grés, au milieu duquel des morceaux de la roche éruptive, sans doute projetés par des explosions, sont venus se sti^atifier en quelques points. Dans les Vosges et dans d^autres districts occupés par les sédiments antbraciféres et houillers, ce sont des tufs boueux qui ont accompagné la sortie de certaines roches porphyriques ou trappéennes, de telle sorte que des morceaux de la roche éruptive franche, entraînés dans ces tufs, s*y trouvent associés à des végétaux fossiles, arrachés à ses rives par le courant boueux.

Ame des coulées. — L^â^e d^une nappe ou coulée ne laisse „. ^^^

• o rr Pig. 562. — Coui)e rele-

pas de prise au doute, si Ton peut prouver que la nappe s* est ^ée dans le Mansfeid

,,,„.,., „ j , . par H. Credner (hau-

epanchee, a lair libre ou sous leau, par-dessus les assises tcnrdeia coupe, lo-). qu'elle recouvre. Mais cette démonstration n*est pas toujours a, grés rouge brun, aTec

4» ., . , 1» i» . . J . . quelques fi-agracnts

facile et plus dune fois on a pris pour des nappes certains deméiaphyre;^grés ëpanchements horizontaux qui s'étaient insinués entre les saM^méiaph^rè^'^c, surfaces de séparation d'assises sédimentaires depuis long- grès* morceaux nom

*^ . «. j 1 breux de niélapliyre;

temps consolidées. On conçoit en effet que, dans les mouve- </, amas de morceaux ments de dislocation qui précèdent la sortie des matières ™« ^p lynques. éruptives, de telles surfaces puissent offrir des joints de facile division, dont profite la roche fondue. En pareil cas, comme ces intercalations ou intrusions supposent, chez la roche épanchée, une fluidité qui n*est guère réalisée que par la fusion ignée, on peut quelquefois constater que les assises encaissantes ont été modifiées, par le contact de la nappe chaude, à la fois au-dessus et au dessous de la coulée.

Bréehes de frietloii. — Certaines roches d origine interne affleurent en massifs étendus, dont le contact avec les terrains encaissants a les allures d'une faille. Souvent la paroi de cette faille est tapissée par un garnissage, se composant de fragments anguleux et froissés des deux terrains en contact et qualifié de conglomérat ou brèche de friction. En général, l'existence d'une telle brèche témoigne que la roche éruptive s'était déjà consolidée dans la profondeur, avant qu'une di>Iocationde l'écorce l'amenât au milieu des roches qui l'encaissent aujourd'hui. Mais il y a des épanchements de nature boueuse qui peuvent aussi donner lieu à des zones bréchiformes de contact. De là résultent souvent de grandes difficultés d'appréciation. Le plus sûr est toujours d'attendre, pour se prononcer, que de véritables filons de la roche éruptive aient été constatés. Sinon l'on s'exposerait à confondre, comme on l'a fait autrefois pour les Alpes, la venue au jour de certains massifs cristallins avec leur éruption proprement dite.

Diffieoliés éa sujet. — 11 résulte de cet exposé que la détermination de l'âge des roches éniplives se heurte à de sérieuses difficultés. Ajoutons que, le plus souvent, le contact de ces roches avec les terrains encaissants échappe û l'observation directe, les agents atmosphériques ayant profité de la différence de dureté

DE LAPPàREKT, traita SB GtOUMlE. 71

an ROCHES ÉRUPTIVES.

de deux massifs voisins pour y creuser des dépressions plus ou moins recouvertes de dépôts superficiels. Enfin nous avons reconnu plus haut (1) que la spécification lithologiquc des roches internes prétait encore à plus d'une controverse. Aussi ne devra-t-on pas s*étonner si, dans les descriptions qui vont suivre» nous nous bornons à quelc[ues types principaux, laissant au progrés des observations de détail le soin de résoudre bien des questions encore pendantes. Notre but est d'ailleurs moins de décrire les circonstances de gisement de chaque nature de roches que de montrer comment les éruptions se sont coordonnées dans le temps. A cet égard, les géologues sont parvenus, dans ces dernières années, à des résultats assez importants, qui nous permettent de faire précéder la description des massifs éruptifs de quelques notions générales sur la succession des phases de Tactivité interne.

GBROirOIiOaiE DES ÉRUFTIOMS

Série «Bdeiuiei série moderne. — L'activité éruptive ne s'est pas manifestée d'une manière constante pendant toute la durée des temps géologiques. Non seulement l'abondance des épanchements et la nature des produits ont varié avec les époques, mais il y a eu des phases de repos absolu. C'est ainsi qu'à Tbeure actuelle on pourrait à peine «iter un exemple bien authentique d'une éruption ayant interrompu le dépôt des sédiments jurassic[ues ou crétacés. Nous distinguerons donc (ainsi que nous l'avons déjà indiqué en traitant de la composition des roches) deux séries d^éruptionSy l'une ancienne^ dont les manifestations, fréquentes durant les temps primaires, ont généralement pris fin avec l'époque permienne, sauf dans certains districts, où elles ont continué jusqu'au déclin du trias ; l'autre moderne^ dont les débuts paraissent dater de l'éocéne et qui se poursuit encore de nos jours.

Ces deux séries ne sont pas distinctes seulement par leur âge; elles le sont surtout par la nature des émissions. La première est caractérisée par la prédominance des types acides, ainsi que par l'état franchement cristallin des roches, où les éléments vitreux sont rares ou absents.. Dans la seconde dominent les types basiques et neutres ; la texture granitoïde y est d'une extrême rareté et partout intervient une proportion plus ou moins forte de pâte amorphe ou d'inclusions vitreuses, en même temps que les roches se montrent souvent criblées de vacuoles, comme celles que peuvent produire des dégagements gazeux au sein d'une masse en fusion. Il est donc visible que les éruptions de la première série, du moins les plus anciennes, ont dû s'accomplir en général sous une pression qui permettait l'existence de l'eau à l'état liquide et en présence de dissolvants, de nature à favoriser la cristallisation. Au contraire, dans la série moderne, la sortie des matières ayant eu lieu à l'air libre ou sous une faible 1) Voir ante, Deuxième Partie, Livre I, Section I.

CHRONOLOGIE DES ÉRUPTIONS. diâ5

pression, dans des conditions analogues à celles des volcans actuels, les gaz et la vapeur d'eau ont joué un rôle dans la constitution définitive des produits. Le caractère igné s*y accuse d'ailleurs beaucoup plus franchement et se traduit quelquefois de la manière la plus nette par la cuisson que les roches encaissantes ont subie. Ainsi des sables ont été vitrifiés et des ailles ont été transformées en porcelanites ou thermantides au contact de nappes ou de filons basaltiques.

Durércaces oriipliiellea étu dewK •érie». — G*est pourquoi, sans nier que les dernières éruptions de la série ancienne, celles qui correspondent au trias et au permien, peut-être même au carbonifère, aient pu, jusqu'à un certain point, revêtir le caractère volcanique^ nous pensons que cette épithète, qui implique ridée d'émissions subaériennes et de projections violentes, convient surtout à la série moderne. C'est sans aucun droit qu'on voudrait l'appliquer aux épanchements granitiques, en attribuant à un métamorphisme ultérieur les différences si tranchées qui séparent leurs produits de ceux que rejettent les volcans actiifils. Les cailloux de granité, dans quelque assise sédimentaire qu'on les rencontre» offrent toujours une composition et une texture identiques avec celles de la même roche, dans les grands massifs où on l'observe en place. A cet égard, les conglomérats siluriens, dévoniens ou carbonifères ne se distinguent en rien des brèches et des poudingues tertiaires, ce qui permet d'affirmer qu'à part quelques phénomènes superficiels d'altération, les roches granitiques n'ont subi, depuis leur sortie, aucune modification. Leur constitution est donc originelle et date du moment même où les masses épanchées ont pris l'état solide. Par suite, les circonstances de la consolidation, combinées avec la nature propre des émissions, peuvent seules rendre compte des différences constatées, et c'est vraisemblablement parce «pie ces deux sortes d'éléments ont différé ^ suivant les périodes, que les roches de la série ancienne se distinguent si corn* plètement de celles qui sont venues plus tard (1). A vrai dire, la genèse de ces roches est encore un mystère. Jusqu'ici les essais de reproduction artificielle n'ont jamais réussi à donner quoi que ce soit d^analogue à un granité ou à un porphyre, tandis que, par la voie ignée et à la faveur d'un refroidissement gradué, MM. Fouqué et Michel-Lévy ont pu obtenir du basalte, de la dolérite et de l'ophite. L'étude des inclusions liquides du quartz, dans les roches anciennes, n'indique pas que la température de leur consolidation ait dû être extrêmement élevée. Les caractères optiques du feldspath y sont ceux des espèces formées par la voie humide et s'altèrent sensiblement si on soumet le minéral à une cuisson. On doit donc penser que les types acides et neutres de la série ancienne ont pris naissance dans des conditions tout à fait spéciales, où, comme nous le disions plus haut, la pression et, sans doute aussi, les dissol-

(1) On a quelquefois employé répilhète de plutoniques pour distinguer les roches érnptives anciennes, graniies, porphyres, eic. Mais ce mot, qui semble accorder la prééminence à Taclion ignée, ne nous parait pas heureusement choisi pour une classe de roches où l'influence Ihermiquo est en quelque sorte voilée par celle des dissolvants.

an ROCHES ÉRUPTITES.

vants, c'est-à-dire les alcalis, le chlore, le fluor, le phosphore, etc., ont joué un rôle dominant. Au contraire, dans la série moderne, Faction du feu se montre prépondérante et si les dissolvants n*ont pas fait entièrement défaut, comme en témoignent encore de nos jours les émanations acides et alcalines des fumerolles, du moins leur rôle a été singulièrement effacé. Le feldspath y est toujours vitreux, souvent fendillé et la valeur de Tangle de ses axes optiques atte>te Tintervention d*une température élevée. Le quartz est fréquemment à l'état de tridymite, c*est-à-dire avec la densité de la silice obtenue par voie sèche. Sans doute le quartz hyalin proprement dit se montre aussi, et souvent en abondance, dans certaines variétés. Mais il ne faut pas oublier qu'avant leur arrivée au jour les roches éruptives ont dû faire un séjour plus ou moins prolongé dans leurs canaux d'ascension. De la sorte, leur consolidation a été progressive et Ton y peut distinguer plusieurs stades, dont les premiers devaient être caractérisés par une pression beaucoup plus forte que celle qui a présidé à Tépaochement définitif. Une telle pression, en maintenant les dissolvants, était de nature à favoriser la cristallisation préalable de certains éléments, destinés à être entraînés avec le reste de la masse demeurée liquide. Ainsi les diverses particularités de la texture des roches doivent s'expliquer par les circonstances multiples que chacune d'elles a traversées avant sa consolidation totale.

Principe de la elasslfleatlon des éruptions «neleBiies. — Les rochcs éruptives anciennes forment une série remarquablement ordonnée, où la variation des types acides permet de constater une diminution progressive dans la puissance de cristallisation. Cet affaiblissement, qu'Élie de Beaumont a le premier mis en lumière (i), en dressant le catalogue des corps simples renfermés dans les émanations de dates diverses, se traduit, comme l'a montré M. Hichel-Lévy, par le mode, de moins en moins distinct, d'individualisation de la silice contenue en excès dans la pâte. Au début, cet excès cristallise largement dans les granités. Bientôt la silice s'isole en grains ou en cristaux dans les granulites et lespegmaiiies. Puis le grain de la pâte devient plus fin et les porphyres, d'abord grani- UndeSy passent à l'état de micropegmatites et de microgranulites, en attendant que la silice se contente de s'isoler, comme dans les eurites, en auréoles et en sphérolitlies ou, comme dans les derniers porphyres quartzifères, les pyromérides et les pechsteins, en traînées pétrosiliceuses et en veinules ccdcédonieuses, avec apparition de la texture fluidale. En conséquence, la série des éruptions anciennes peut se diviser en périodes de la manière suivante :

Périodes érapUwes. — i^ Période granitique^ essentiellement cambrienne, mais pouvant se poursuivre jusqu'au silurien inférieur et même au delà, comme en témoigne le métamorphisme de contact dû au granité. La syénite, la diorite et le gahhro sont les types neutres et basiques de cetie période, où il semble aussi que la texture porphyrique commence à s'essayer dans certaines roches problématiques, plutôt tufacées que franchement éruptives, les porphyrotdes,

(t Vote sur les émanations volcaniques et métallifères, ,