CHAPITRE XIX

Fumerolles. — Émanations d'hydrocarbures. — Sources hypogènes. — Métamorphisme produit par les fumerolles et les sources thermales. — Gîtes métallifères hydrothermaux.

FuMEiwLLEs. — Une étude spéciale de la composition des produits volcaniques doit envisager tout d'abord les émanations gazeuses des volcans. Comme la récolte des gaz et des vapeurs rejetés par le cratère au moment des paroxysmes rencontre des difficultés {H*esque insurmontables, il est naturel que les géologues aient surtout porté leur attaintion sur les fumeroUeSy c'est-à-dire sur les émanations gazeuseê qui ont pour lieu d'origine les flancs des volcans ou leurs abords. Les recherches de Charles Sainte-Claire-Deville [2, 3] et de F. Fouqué [4] sur les fumerolles du Vésuve et de l'Etna sont classiques, elles ont conduit leurs auteurs à des conclusions qui projettent une vive lumière sur la succession des phénomènes volcaniques dans une région déterminée.

Fouqué a pu établir, par de nombreuses prises de gaz et par des mesures de température, que la composition chimique des fumerolles est fonction de leur température, les plus chaudes renfermant tous les gaz qui sont également contenus dans les moins chaudes et celles-ci se distinguant de celles-là uniquement par des caractères négatifs, par la disparition graduelle de certains gaz. La seule classification rationnelle des fumerolles est donc basée sur leur température.

Les fumerolles les plus chaudes sont à peu près à la température du rouge. On les a appelées les fumerolles sèches, car on les a crues entièrement anhydres; mais, en réalité, elles renferment presque toujours de la vapeur d'eau en plus ou moins grande quantité. Elles se dégagent des petits c-ônes adventifs, dont sont parsèmes les flancs

PUHBftOLLES Et SOURCES THERMALES 28i

de beaucoup de volcans, en fumées blanches et déposent des produits de sublimation, qui nous renseignent sur leur composition. Les mêmes substances se rencontrent encore en abondance et quelquefois en gros cristaux sur les blocs projetés par les volcans lors des explosions. Lacroix [XVII, 12] a pu recueillir ainsi, sur des blocs projetés lors de la dernière éruption du Vésuve, de beaux cristaux de chlorure de potassium ou sylvite, de chlorure de sodium, d'un chlorure double de potassium et de manganèse. A côté des chlorures alcalins et de sulfates en moindre quantité, les fumerolles sèches déposent encore de l'oxyde de cuivre ou ténorite. L'analyse des gaz indique également de très fortes proportions de chlorure à l'état de vapeurs, associés à de faibles quantités d'eau, d'acide carbonique, d'azote, etc.

Les fumerolles qui sont constituées par des gaz à une température comprise entre 500* et 100° sont désignées sous le nom de fumerolles acides. Elles renferment surtout en grande quantité de la vapeur d'eau, de l'acide carbonique, de l'anhydride sulfureux. Leurs sublimations sont principalement des chlorures métalliques, en particulier de fer et de cuivre, remarquables par leurs couleurs vives. L'oligiste (Fe'O*), résultant de la réaction à haute température de la vapeur d'eau sur le chlorure de fer, se rencontre surtout en amas cristallins sur les bords du cratère du Vésuve et dans le cratère lui-même. Les enduits de chlorures métalliques sont abondants sur les parties hautes des coulées, tandis que les parties plus basses sont couvertes de chlorure d'ammonium, déposé par sublimation à une température inférieure à 400^

Les fumerolles dont la température est comprise entre 100® et 40° ne renferment plus de chlorures, si ce n'est le chlorure d'ammonium, associé au carbonate d'ammonium. On les a appelées fumerolles alcalines. Elles contiennent de la vapeur d'eau en quantité formidable et de l'acide sulfhydrique, qui, en se décomposant à l'air, donne naissance à des dépôts de soufre.

Enfin, les fumerolles à la température ordinaire, connues sous le nom de mofetie^ sont constituées principalement par de l'acide carbonique, associé à des quantités plus ou moins grandes d'azote, d'hydrogène et de carbures d'hydrogène, tels que l'acétylène et le méthane. Les mofelte ne se rencontrent que vers la base du cône et aux abords du volcan.

Lacroix a décrit, sous la dénomination de fumerolles secondaires [XVII, 11], des fumerolles sans racines profondes qui s'échappent des brèches volcaniques peu de temps après la formation de celles-ci et

pendant la durée de leur refroidissement très lent ou accéléré par l'intervention des eaux pluviales. Les nuées ardentes de la Montagne. Pelée ont accumulé sur leur trajet des brèches très épaisses, d'où s'échappaient des gaz exactement comme sur les coulées.

On voit par ce qui précède que les fumerolles sont d'autant plus froides qu'elles sont plus distantes du cratère. La même décroissance de la température s'observe à partir des fissures du cône volcanique. Ainsi Fouqué a pu rencontrer, en partant d'une fente, d'où s'échappaient des fumerolles acides, d'abord des fumerolles alcalines, puis, à plus grande distance, des mofette.

Ch. Sainte-Claire Deville a constaté la même diminution de température, non plus dans l'espace, mais dans le temps, en établissant que les fumerolles sèches, qui caractérisent la phase paroxysmale d'une éruption, font place, aussitôt que l'activité du volcan se ralentit, à des fumerolles acides, celles-ci se transformant ensuite en fumerolles alcalines, puis en fumerolles froides, lorsque le volcan rentre peu à peu à l'état de repos. Longtemps après un paroxysme les flancs d'un volcan peuvent encore être le théâtre d'émissions de la catégorie des fumerolles alcalines et des solfatares.

On a appelé/)Aase solfatarienne cette phase de l'activité volcanique. Les émanations d'acide sulfhydrique des solfatares coexistent avec des émanations thermales, dont il sera question tout à l'heure.

Les solfatares disparaissent à leur tour, mais les dégagements d'acide carbonique et d'hydrocarbures persistent dans la région qui avoisine le volcan.

Lorsqu'une nouvelle éruption se prépare, l'activité solfatarienne des flancs du cône se manifeste à nouveau, précédant les explosions et les épanchements, qui sont accompagnés d'émanations de fumerolles acides et sèches. Les diverses catégories reparaissent donc dans l'ordre même où elles avaient successivement disparu. L'apparition de dégagements d'acide carbonique et d'hydrocarbures, dans des régions où ces manifestations du volcanisme faisaient défaut; celle de fumerolles, sur les flancs de volcans éteints, sont souvent des signes prémonitoires de la recrudescence de l'activité volcanique et de prochaines éruptions.

D'un autre côté, il existe aussi des volcans qui sont entrés, d'une manière pour ainsi dire permanente, dans la phase solfatarienne. Telles sont la solfatare de Pouzzoles, qui n'a pas eu d'éruption depuis 1198. Celle de Vulcano, par contre, où le soufre et l'acide borique font l'objet d'une exploitation assez intense, est un volcan qui, dans les derniers siècles, a repassé plusieurs fois par des phases

d'activité. Quant aux émanations d'acide carbonique des mofette, elles sont très communes dans des régions d'anciens volcans telles que le Plateau Central, l'Eifel, le Yellowstone. Elles ont la propriété d'asphyxier les animaux qui y sontexposés, d'où les noms de vallée de la mort, goufre de lamorty grotte du chien donnés aux dépressions ou cavités envahies par ces émanations.

Émanations d'hydrocarbures. — Les carbures d'hydrogène accompagnent fréquemment les émanations d'acide carbonique des mofette, maïs leurs venues peuvent être localisées dans des appareils spéciaux, connus sous le nom de volcans de boue ou de salses. Ce sont de petits cônes édifiés par l'argile que soulèvent les dégagements de gaz en arrivant à la surface, dans des terrains meubles. Les gaz qui s'échappent des salses sont principalement des carbures d'hydrogène, associés à de l'acide carbonique et à de l'acide sulfhydrique. L'eau qui imprègne l'argile semble être en grande partie d'origine météorique. Souvent les émanations gazeuses sont accompagnées de venues d'huile de naphte ou de pétroles, qui s'épanchent à la surface ou qui imprègnent les terrains perméables qu'elles traversent.

Il y a une corrélation manifeste entre les volcans de boue et ces venues d'huile minérale. Et presque toujours, comme par exemple à Bakou, les deux phénomènes se trouvent localisés dans des régions d'activité volcanique. On doit donc supposer qu'il existe deux catégories de gîtes de pétrole d'origine toute différente : les pétroles d'origine organique, dont il a été question dans un précédent chapitre (ch. IX), et ceux qui ont une origine éruptive. Leur composition n'est d'ailleurs pas la même.

Les pétroles d'origine organique, tels que ceux de Pennsylvanie, sont formés principalement de carbures saturés, homologues supérieurs du méthane, ayant pour formule générale C"H*" + *. Engler a pu les reproduire, on s'en souvient, en chauffant en vase clos plusieurs centaines de kilogrammes d'huile de foie de morue.

Les pétroles d'origine éruptive, tels que ceux de Bakou, sont constitués surtout par des carbures non saturés, homologues supérieurs de l'éthylène, ayant pour formule générale C'*H*'*. On n'a jamais pu reproduire ces carbures en partant de tissus animaux ou végétaux*.

1. U n'y a rien d'étonnant, dans ces conditions, à ce que, suivant leur nationalité, les auteurs se soient prononcés soit en faveur de Torigine organique, soit en faveur de l'origine éruptive de tous les pétroles. Les auteurs russes et français sont généralement par- Uaans de Torigine éruptive, tandis que les auteurs allemands et américains admettent plus volontiers Une origine organique.

Il est évidemment inutile d'avoir recours, pour expliquer la formation de ions les carbures saturés, à l'hypothèse d'une accumulation, dans les couches profondes de l'écorce terrestre, de carbures métalliques, qui, en présence de l'eau, auraient donné naissance au méthane et à ses homologues. Mais cette hypothèse, émise d'abord par Berthelot, développée ensuite parMendelejeff et par Moissan, peut être invoquée pour expliquer les dégagements de méthane dans les régions volcaniques. Quant aux pétroles du type de Bakou, Paul Sabatier a pu les reproduire par synthèse en faisant agir vers 200* de l'hydrogène sur de l'acétylène en présence de divers métaux très divisés, tels que le fer, le cobalt et le nickel [6].

Il existe tous les passages entre les petites salses de 5 à 6 m de hauteur, telles qu'on les rencontre par exemple dans l'Apennin d'Emilie, et les grands volcans de boue de Taman, à l'extrémité occidentale du Caucase, et de Bakou, à l'extrémité orientale de la même chaîne. Certaines salses ont des manifestations paroxysmales, accompagnées de projections ; d'autres affectent un régime très régulier, qui leur a valu la dénomination de fontaines ardentes ou de sources de feu.

Sources hypogènes. — Nous verrons, dans un chapitre ultérieur, que les sources ordinaires sont des venues d'eau dont l'origine est toute superficielle. Ce sont des réapparitions d'eaux provenant de l'infiltration des eaux météoriques ou de la disparition momentanée d'eaux courantes dans les couches supérieures de l'écorce terrestre. Leur température est souvent assez élevée, car elles reviennent de profondeurs où régnent d'assez hautes températures. Elles sont souvent minéralisées, car elles ont emprunté en route des substances minérales aux couches qu'elles ont traversées. Par contre, il existe des sources d'origine profonde, généralement riches en gaz et en matières minérales en dissolution, dont les relations avec les phénomènes volcaniques sont évidentes, soit qu'elles se trouvent localisées dans des régions d'activité volcanique ancienne ou récente, soit que leur minéralisation ne puisse s'expliquer par la composition des terrains traversés. E. Suess [7] les appelle des sources hypogènes. Il indique, comme un de leurs caractères les plus fréquents, la pulsation^ l'intermittence dans leur débit, à longue ou à courte période, qui est un des traits distinctifs des phénomènes volcaniques.

Soffioni ou soiifflards. — Une des catégories de sources hypogènes qui se rapproche le plus des fumerolles est celle de» soffioni ou soufflardSy jets de vapeur d'eau de hauteur variable, qui|[sortent du

sol à la température de 100 à 175* et se condensent dans des bassins appelés lagoni. La vapeur d'eau est accompagnée de gaz, tels que Tacide carbonique, Tacide sulfhydrique, le méthane. L'eau rejetée renfernie en dissolution deTacide borique, ou sassoline, qui se dépose dans les lagoni^

Les soffioni les plus connus sont ceux de la région de Volterra, en Toscane, et ceux de l'Ouest des États-Unis. On y rencontre fréquemment, à côté de l'acide borique, du borate de soude ou borax. Geysers. — Les geysers sont des sources jaillissantes intermittentes, dont l'origine volcanique n'est pas contestable, car ils sont reliés aux solfatares par des passages insensibles. La quantité d'eau y est plus grande et celle d'acide sulfhydrique y est moindre. L'eau renferme souvent en dissolution des silicates alcalins, qui, sous l'action des acides, donnent naissance à un précipité de silice hydratée, variété d'opale connue sous le nom de geysérite.

Les geysers ne constituent d'ailleurs qu'un cas particulier des sources chaudes alcalines et sulfureuses, dont la présence est surtout liée aux éruptions acides. Leur intermittence a été attribuée autrefois à une prétendue forme en siphon de leurs cheminées de sortie. Tyndall, par contre, a expliqué le phénomène par le passage brusque de l'eau chaude, qui s'élève dans la cheminée d'un point où sa température est un peu inférieure à sa température d'ébullition, à un point plus élevé, où cette température est égale à la température d'ébullition, de sorte que la vaporisation est instantanée et accompagnée d'une projection violente. Le jaillissement prend fin lorsque l'eau projetée, retombant dans la cheminée, a refroidi momentanément la colonne; puis le phénomène se reproduit avec les mêmes caractères.

Comme la température de l'eau, la hauteur de la cheminée de sortie et l'altitude du point d'émergence varient pour chaque geyser, il est naturel que la période de l'intermittence soit également sujette aux plus grandes variations.

Les geysers déposent de grandes quantités de silice, ils édifient quelquefois de véritables vasques autour de leurs orifices. Il existe d'ailleurs aussi des geysers qui forment un dépôt calcaire. Leur eau chargée d'acide carbonique renferme du carbonate de chaux en dissolution, qui se dépose lorsque l'acide carbonique s'échappe.

Les geysers les plus célèbres sont ceux d'Islande, du Yellowstone, aux États-Unis, de la Nouvelle-Zélande. Ces derniers ont été détruits en 1886 par une violente explosion volcanique. Sources iherr}%ales, — A côté des geysers, où la température de

Teau est en général supérieure à 100", il existe une série de types de sources thermales réalisant tous les passages aux sources à température ordinaire [8]. Il est souvent très difficile de faire le départ de celles de ces sources qui sont d'origine superficielle et de celles qui sont réellement hypogènes, mais il est permis de ranger dans cette deuxième catégorie toutes les sources minérales des régions volcaniques. Leurs points d'émergence, ou gri/fem^ se trouvent presque toujours sur des failles et elles se greffent quelquielois sur des dykes de roches éruptives.

Ed. Suess a montré [7] que les sources de Carlsbad, dont quelques-unes ont jusqu'à 75*, ne peuvent tirer leur minéralisation des roches granitiques qu'elles ont traversées avant de venir au jour. Elles renferment, en effet, de grandes quantités de sels alcalins, puisqu'elles en débitent environ un million de kilogrammes par an. La 30ude est de beaucoup prédominante et cependant le granité de la région renferme surtout de la potasse.

Les sources de Carlsbad édifient, à leurs points d'émergence, des masses puissantes de carbonate de chaux, sous la forme cristalline de l'aragonite. Il est probable qu'autrefois elles ont déposé de la silice, car les eai^x suivent, avant de venir au jour, des filons de quartz. Il s'y dépose également des pisolithes, que Lacroix a reconnus être constitués ps^f une forme spéciale du carbonate de chaux qu'il a appelée laktypéite.

Les sources rpinérales du Plateau Central ont aussi des relations évidentes avec lei^ volcans éteints de la région. La richesse en acide carbonique de la plupart d'entre elles les rapproche des mofette que l'on rencontre encore dans le voisinage des volcans d'Auvergne. Par leur richesse souvent très grande en alcalis, elles rappellent les fumerolles alcalines. Plusieurs sources du Plateau Central sont assez riches en calcaire pour être incrustantes, telle la fameuse fontaine incrustante de Sainte- Allyre, dans un faubourg de Clermont-Ferrand. Souvent, dans leur ascension, les eaux thermales rencontrent une couche perméable, formée de sédiments poreux, tels que sables, grès, brèches. Elles s'y infiltrent et l'on peut alors les chercher et les faire venir au jour au moyen de sondages.

Métamorphisme pkoduit par les fumerolles et les sources thermales. — Les coulées exercent sur les roches voisines une action presque exclusivement calorifique, qui ne s'éten 1 qu'aux parties les plus voisines, surtout dans le cas des coulées formées de matériaux très fusil)les, tels que des basaltes. Les fumerolles altèrent, par contre,

profondément la composition minéralogique et chimique des roches qu'elles atteignent. Il ne peut être donné ici qu'un petit nombre d'exemples de ces modifications métamorphiques, qui intéressent surtout les minéralogistes.

Souvent, comme par exemple sur les flancs de la Montagne Pelée, raltération subie par les roches au voisinaj^e des fumerolles est due tout entière à l'action de l'acide sulfurique, produit par l'oxydation de l'hydrogène sulfuré au voisinage de l'air. La labradorite est transformée par places en une masse pâteuse formée par un mélange d'opale et d'une sorte d'halloysite, imprégné de sulfates solubles. Ceux-ci sont quelquefois associés à du gypse. Les roches attaquées sont souvent couvertes d'un enduit de silice hydratée [XVII, 11, p. 188].

C'est surtout dans les brèches édifiées autour des cratères que l'occasion est propice pour étudier les modifications qu'ont subies les roches sous l'action des gaz à haute température qui s'échappent des volcans. Au Vésuve, les blocs de roches leucitiques, qui constituent en grande partie ces brèches, sont fortement corrodés; la leucite y est remplacée par la microsommite ou la sodalithe, qui tapissent également les cavités de la roche, concurremment avec de beaux cristaux d'augite, de hornblende, de biotite, de magnétite, etc. [Lacroix, XVII, 12]. C'est certainement à l'action des chlorures et des sulfates à l'état de vapeurs qu'il convient d'attribuer ces minéraux de nouvelle formation. Le sodium de ces sels a généralement remplacé le potassium des silicates potassiques.

Les enclaves énallogènes contenues dans les roches volcaniques renferment les mêmes minéraux que les brèches des bords du cratère. 11 est manifeste qu'elles ont subi également l'action des fumerolles. Les enclaves calcaires sont particulièrement intéressantes à cet égard. Elles sont d'ailleurs en tous points semblables aux blocs calcaires que l'on rencontre parmi les projections de certains volcans, tels que le Vésuve, dont les blocs, que l'on peut recueillir à la Somma, sont justement célèbres à cause des beaux minéraux qu'ils renferment. Le calcaire est devenu tout à fait cristallin; il s'y est développé des silicates calcaires (grenats, idocrase, wollastonite, anorthite, etc.), généralement accompagnés de mica.

Lacroix a montré que ce métamorphisme des enclaves est beaucoup plus profond lorsque les roches englobantes sont des roches acides ou des roches leucitiques que dans le cas des roches basaltiques, où les modifications sont limitées à la zone même de contact. Les fumerolles à basse température sont susceptibles elles aussi

de provoquer la formation de minéraux nouveaux sur leur passage. Les sources thermales elles-mêmes peuvent donner lieu à des actions métamorphiques. Les observations faites par Daubrée [XV, 1] dans les maçonneries romaines de Plombières sont à cet égard tout à fait démonstratives. Des fouilles ont à diverses reprises entamé un béton composé de fragments de briques et de pierres, réunis par un ciment de chaux. Ces matériaux étaient immergés depuis des siècles dans une eau minérale alcaline peu minéralisée, qui surgit à la surface par plusieurs sources, dont les plus chaudes ne dépassent guère 60". Daubrée y a recueilli de nombreux cristaux de diverses zéolithes (chabasites, christianites, mésotype, apophyllite), qui tapissent les fissures du béton, y forment des géodes, ou en remplissent la pâte. Dans les parties plus profondes de la maçonnerie, qui sont exposées directement au jet de Teau thermale, il s'était formé une gelée minérale, composée d'un silicate de chaux hydraté mélangé à de Fopale, qui se rencontre aussi dans les fissures.

Des observations tout à fait analogues ont été faites, également par Daubrée, à Luxeuil, à Bourbonne-les-Bains, à Saint-Honoré (Nièvre). A Luxeuil, la température des sources ne dépasse pas 46'*. A Bourbonne-les-Bains, divers sulfures de cuivre ont pris naissance par l'action des sulfates alcalins sur des monnaies romaines et la réduction du sulfate de cuivre par des matières organiques.

Ces faits jettent une vive lumière, non seulement sur la formation des zéolithes et de l'opale dans les fissures et dans les vacuoles des roches volcaniques, postérieurement à leur consolidation, mais encore sur les phénomènes métamorphiques en général. On conçoit aisément qu'à des températures plus élevées il se forme, par la simple action de l'eau sous pression, des silicates anhydres et en particulier des feldspaths. Pour peu que l'eau renferme en dissolution des silicates alcalins, il peut se former, dans des calcaires argileux par exemple, des silicates doubles calcaires et notamment de l'albite. Dès lors le métamorphisme exercé en profondeur par les minéralisateurs peut être rapproché de l'action produite par les fumerolles sur les roches encaissantes. Nous sommes en présence d'un seul et même phénomène, qui a lieu dans des conditions différentes.

Gîtes métallifères hydrothermaux. — Les dépôts formés par les sources thermales nous éclairent sur l'origine d'un grand nombre de gîtes métallifères, dont le mode de formation a donné lieu à de longues discussions. On qualifie aujourd'hui d^ hydrothermaux ces gîtes, qu'il faut bien se garder de confondre avec les gîtes de ségré-

gation, inclus dans les roches éruptives, avec les gîtes d'altération et avec les gîtes sédimentaires [9-13].

Les gites métallifères hydrothermaux présentent presque toujours un caractère /Z/on?en, c'est-à-dire qu'ils correspondent à des remplissages de fissures de Técorce terrestre, — diaclases ou véritables failles, — auxquels on donne le nom de filons. Leur analogie avec les dykes des roches éruptives est souvent très grande. Les uns comme les autres sont en général délimités par deux surfaces parallèles plus ou moins planes, dont l'horizontale indique la direction^ dont la ligne de plus grande pente forme avec l'horizontale un angle qui donne l'inclinaison et dont la distance mesurée perpendiculairement permet d'évaluer Impuissance.

Le remplissage du filon comprend le minerai et la gangue. Les substances métalliques exploitables qui constituent le minerai sont ou des métaux natifs, tels que l'or et le bismuth; ou des oxydes, tels que l'hématite rouge (Fe'O'), la pyrolusite (MnO*), la cassitérite (SnO^); ou des sulfures, comme la pyrite (FeS^), l'argyrose (Ag-S), la galène (PbS), la blende (ZnS), la chalcosine (Cu^S), la chalcopyrite (CuFeS*), le cinabre (HgS), etc.; ou encore des arsénio-sulfuros et antimonio-sulfures et divers phosphates. On peut citer aussi le wolfram ou ferro-tungstate de manganèse et le carbonate de fer. Les autres carbonates métalliques sont des produits d'altération superlîcielle.

La gangue est formée de silice, de calcite, d'aragonite, de dolomie, de barytine, de fluorine, etc.

Ces divers minéraux sont souvent groupés, de manière à constituer des associations assez constantes. Ainsi les sulfures de fer, do plomb et de zinc sont presque toujours associés. Il en est de même d'un certain nombre de minéraux tels que le quartz, les micas blatics, Vapatite, l'émeraude, la tourmaline, etc., qui accompagnent partout la cassitérite et peuvent être considérés comme les éléments caractéristiques des gites stannifères. D'autres associations sont simplement des mélanges isomorphes, comme la galène argentifère.

Le mode de remplissage des filons métallifères a été expliqué au moyen de plusieurs hypothèses tout à fait contradictoires. La théorie de la sécrétion latérale, qui ne compte plus guère d'adeptes, suppose que les matières minérales remplissant le filon se rencontrent

i. Les mineurs appellent épontes les parois des roches stériles qui délimitent lo ftlon. Dans le cas où les épontes sont inclinées, la supérieure est dite toit, rinférieuro, mur. On appelle salbandes les matières argileuses ou bréchoïdes qui tapissent souvent les épontes elles séparent du remplissage métallique*

Hauo, Traité de Géologie. 19

également, mais à Tétat extrêmement divisé, dans les roches encaissantes. La circulation des eaux souterraines les aurait entraînées en dissolution dans les fissures, où elles auraient trouvé la place nécessaire pour cristalliser en masses plus ou moins considérables. Les analyses chimiques n'ont pas confirmé les données sur lesquelles F. Sandberger [14] s'était basé poiir généraliser cette interprétation, mais il semble néanmoins qu'elle puisse s'appliquer à quelques cas particuliers. Nous verrons notamment que les filonnets de calcite qui traversent diverses roches sédimentaires n'ont pas d'autre origine.

Actuellement les géologues sont unanimes à admettre que le remplissage des filons s'est effectué non par sécrétion latérale, mais suivant le plan des fissures, soit par en haut, soit par en bas, per descensum ou per ascensum.

D'après la théorie ;)er descensum, les substances minérales auraient été amenées en dissolution par les eaux superficielles dans des fentes béantes, où elles auraient cristallisé à la manière des sels précipités dans les bassins d'évaporation. On a invoqué en faveur de cette manière de voir le fait que presque tous les corps simples se trouvent dans les sels que l'eau de mer renferme en dissolution. Les eaux qui ruissellent à la surface des continents doivent donc contenir ces mêmes éléments, quoique dans de moindres proportions, et elles doivent jouir de la propriété de les emprunter aux roches d'origine interne. Cependant ces apports venus d'en haut auraient bientôt obstrué les fissures qui ne tarderaient pas à devenir entièrement stériles vers le bas, tandis qu'en réalité plusieurs filons, célèbres par la profondeur où l'exploitation les a poursuivis, ont conservé la même richesse qu'au voisinage de la surface. La théorie du remplissage par le haut, qui remonte à Werner et aux neptunistes du xvui* siècle, a toutefois encore quelques défenseurs. La théorie per ascensum, due à Klie de Beaumont [1], est aujourd'hui admise par la grande majorité des géologues. Elle suppose une origine profonde des matières minérales qui remplissent les filons et fait rentrer par conséquent la formation des filons métallifères dans la catégorie des phénomènes volcaniques.

Pour expliquer le remplissage de bas en haut des filons, on a fait appel tantôt à une injection de la fissure, c'est-à-dire à l'ascension de matières à l'état de fusion ignée ; tantôt à la sublimation des substances minérales qui se seraient élevées dans les fissures à l'état de gaz ou de vapeurs; tantôt, enfin, à la voie aqueuse, en supposant que les éléments d'origine interne se trouvaient en dissolution dans une eau à température plus ou moins élevée.

L'hypothèse de Yinjection, qui s applique très bien au remplissage des dykes volcaniques, ne peut rendre compte de la formation des filons métallifères, car ceux-ci ne présentent jamais la moindre trace de matières fondues.

Certains gîtes filoniens doivent certainement leur origine à des phénomènes de sublimation dans les fentes. On a vu plus haut que, dans les fumerolles les plus chaudes, des oxydes métalliques pouvaient prendre naissance par la réaction de la vapeur d'eau sur des chlorures à Tétat gazeux. Daubrée a obtenu des petits cristaux de cassitérite en faisant agir de la vapeur d'eau surchauffée sur des vapeurs de chlorure d'étain. Les gîtes stannifères, où la ca.ssilérite est presque toujours accompagnée de micas fluorés, peuvent s'expliquer par l'action de la vapeur d'eau sur des vapeurs de fluorures d'étain originaires de la profondeur. Il est probable que l'orthose des pegmatites qui renferment la cassitérite est elle-même un produit de sublimation, car elle se forme quelquefois dans ces conditions dans les hauts fourneaux. Quant au quartz, Lacroix a constaté sa formation en présence de la vapeur d'eau surchauffée dans les laves andésiti([ues de la dernière éruption de la Montagne Pelée. La tourmaline, la topaze, l'éineraude, l'apatite, doivent également être envisagés coinine des produits de réaction de vapeurs, car le rôle des minéralisateurs y est non moins évident. Les filons métallifères et les roches éruptives où interviennent des vapeurs à haute température ont reçu le nom de formations pneuniatoly ligues.

La plupart des gîtes filoniens ont pris naissance toutefois par voie aqueuse, dans des conditions analogues aux dépôts formés par les eaux thermales; on les a qualifiés de gîtes hydrothermaux. Beaucoup d'entre eux ont une allure concrétionnée, c'est-à-dire qu'ils

Fig. 122. — Filon concrétion né,

fosse Churpriuz près Freiberfr, Saxe

(d'après Weissbnbach).

a, blende; b, quarts; c, flaorine; d, blende; e, barytine ; f, strahlkies ; g, barytino =: e ; h, fiaorine = c; i, strahlkies = f; k, calcito blanche; 1, calcito jaune formant de petites drusos au contre.

sont constitués par des couches successives de composition différente, parallèles aux épontes du filon et se reproduisant de part et d'autre. Ce sont les filons concrétionnés (fig. 122). Leur gangue habituelle se compose de calcite, de barytine, de fluorine, minéraux qui cristallisent facilement par voie aqueuse. Le quartz qui les accompagne est souvent riche en inclusions liquides qui se vaporisent déjà à 27". Tous ces faits excluent l'intervention de hautes températures

Fig. 123. — Plan d'ensemble des filons de Freiberg (Saxe). Kclielle de 1 : 1/15000 (figure extraite de L. De Launat, la Science géologique).

et permettent de rapprocher les gîtes hydrothermaux des sources minérales qu'ils accompagnent fréquemment. Ainsi les sources chaudes de Lamalou, dans l'Hérault, celles d'Ems, dans le Nassau, de Ilammam Kira, en Algérie, et bien d'autres sortent de filons de sulfure de plomb ou de cuivre. Il ne peut être question d'indiquer ici, même sommairement, les types extrêmement variés de remplissages filoniens. (les d iinées sont exposées dans des traités spéciaux [9-13], où l'on trouvera également des renseignements sur les remplissages successifs d'un même filon, sur la succession des venues métallifères dans une région déterminée, sur le mode de terminaison des filons, sur leurs variations d'épaisseur, leurs croisements (fig. 123), etc.

De même que les émanations de carbures d'hydrogène et les

sonrcos thermales, les venues minérales peuvent se répandre dans (les couches perméables qu'elles rencontrent et impré«j:ner ces couches en en remplissant les pores. On est alors en présence de gîtes d'imprégnation. Beaucoup de grès renferment ainsi des minerais de cuivre; d'autres, plus rares, sont imprégnés de cinabre. Mais l'exemple le plus célèbre de gîtes d'imprégnation est celui des conglomérats aurifères du Witwatersrand, au Transvaal, où les vides d'un conglomérat incontestablement sédimentaire sont remplis par de la pyrite aurifère, généralement considérée comme d'origine profonde.

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