ES GABBHOS FAT 11 IDES
bros Uniques
ijolithes
missourites
augitites
GROUPE DES PiRIDOTITBS
péridotUes pyroxénolithes hornblendites
gabhrcs ^Uniques
ihrites téphrites
néphélinites Uucitites
mélUithites Umbur
picrites
formes cristallines spéciales. La leucUe cristallise en icositétraèdres, la néphéline ou élêolithe en prismes hexagonaux, la sodalithe, Vhaùyne, la noséane. en dodécaèdres rhomboïdaux.
Les feldspaths et les feldspathides sont désignés sous la dénomination générale d'éléments blancs et les roches dans lesquelles ils prédominent sont dites leucocrates.
Les pyroxènes elles amphiboles sont des bisilicates (MSiO*) plus ou moins complexes, où le potassium, le sodium, le calcium, le magnésium, le fer,
l'aluminium se rencontrent en proportions très diverses. Les deux groupes se distinguent par leurs angles de clivages; dans Tun et dans Tautre, il existe des espèces orthorhombiques, monocliniques et tricliniques. Dans les roches éruptives on rencontre surtout les pyroxènes rhombiques {ensialiie, bronziUy hypersthène), un pyroxène nionoclinique très riche en alumine, ïaugite, et une amphibole monoclinique, également très riche en alumine, la hornblende.
Les micas sont des silicates hydratés très complexes, se clivant en lamelles parallèles. Le mica blanc ou muscovile est un mica potassique, le mica noir ou biotite est un mica riche en magnésie et en oxyde ferreux.
L'augite, la hornblende, la biotite sont appelées communément les éléments noirs ou ferro-magnésiens et les roches dans lesquelles ces minéraux prédominent sont dites mélanocrates.
Lorsque les éléments blancs et les éléments noirs se trouvent dans une roche en quantités à peu près égales, la roche est dite mésocrate.
Parmi les silicates qui se rencontrent fréquemment dans les roches éruptives, il convient de citer encore le sphène, qui est un silico-titanate de chaux, la tourmaline, qui est un borosilicate très complexe, les grenats, etc. Les zéolitheSy Vépidole, la chloriie, la serpentine sont des produits de décomposition qui se trouvent principalement dans les roches altérées.
Parmi tous ces minéraux il en est que Ton a qualifiés d'essentiels^ puisque leur présence peut servir à caractériser une roche, à la distinguer de types voisins; il en est d'autres que l'on appelle par contre accessoires, puisque leur présence en petite quantité est en quelque sorte banale dans les roches les plus diverses. On peut placer dans cette deuxième catégorie Tapatite, le zircon, le sphène, la magnétite, le rutile, etc. Les minéraux qui constituent les roches d'origine interne se trouvent en
Fig. 124. — Cristallitos et trichites d'une obsidienne de Milo (Grèce), vus à un grossissement de 500 diamètres (d'après Fouqué et Michel Lévt).
90, b&tonnots de pyroxène ; 58, trichites ; 59, magma vitreux.
général soit à Tétat de phénocrUtaux, cristaux visibles à Tœil nu ou sous un faible grossissement, soit à l'état de cristaux de très petites dimensions, connus sous le nom de microlitheSy soit encore à l'état de baguettes ou de globules excessivement fins, que Ton a appelés crutallites ou trichites {fig. 124) et qui résistent à l'analyse microscopique.
Lorsque les éléments d'une roche montrent des formes cristallines propres, on dit qu'ils sont automorphes ou idiomorphes. Lorsqu'ils se moulent les uns sur les autres, sans pouvoir développer leurs formes normales, on dit qu'ils sont xénomorphes ou allolriomorphes.
Les sphérolithes sont des amas globulaires composés soit d'éléments amor-
Fig. 125. — Andésite (porphyrite) labradorique à pyroxène, Belfahy (Vospes), en lumière polarisée (dessin de M. Charles Vélain). Gross. 80 diam. Type de roche à deux temps de consolidation :
I. — 1, magnétite; 2, angite; 3, labrador. II. — 4, microlithes d'oligoclase ot do magnétito.
phes, colloïdes {sphérolithes à croix noire), soit d'éléments cristallins rayonnant autour d'un centre ou disposés avec une orientation unique {sphérolithes à extinctions totales), soit enfin d'un mélange d'éléments amorphes et d'éléments cristallins.
Outre les éléments cristallins, certaines roches comprennent en quantité plus ou moins grande une masse vitreuse amorphe, qui n'est autre chose qu'un verre résultant de la fusion de divers silicates, résidu du magma fondu.
Les roches constituées exclusivement par des éléments cristallins sont dites holocrislalliiies; on appelle roches hypocristallines celles qui renferment, outre des éléments cristallins, une certaine proportion de pâte amorphe; enfin, les roches vitreuses sont presque entièrement formées de verre amorphe.
Structlrk des roches d'ouigine interne. — La structure ou texture d'une roche est déterminée par l'agencement des minéraux qui prennent' part à sa composition. Les travaux des trente dernières années ont conduit les pétrographes à distinguer un certain nombre de types de structure [1, 2], que nous allons passer sommairement en revue.
La STRUCTURE VITREUSE cst Caractérisée par la présence d'une pâte entièrement amorphe. 11 y a cependant des cristaux qui sont entraînés dans la masse; ils sont souvent en débris et n'atteignent que de petites dimensions.
ev
¥'v^. 126. — Basalte de Murat (Cantal), en lumière polarisée (dessin de M. Charles Vélain).
Gross. 60 diam.
I. — 1, magnétite; '2, péridol; 3, aiigite. II. — 4, microlithes granuleux d'augite ot de magnétito; 5, microlithes de labrador.
Le verre présente soit une texture /Tuidaie, qui se traduit par une orientation de tous les éléments suivant la direction de l'écoulement; soit une texture perlitique, due à de fines fissures grossièrement concentriques; soit une texture cristalUtique.
La structure vitreuse se rencontre exclusivement dans les roches d'épanchement et en général uniquement dans les parties superficielles des coulées.*
La STRUCTURE MiCROLiTHiQUE cst remarquable par l'existence de deux sortes de cristaux, appartenant à deux temps de consolidation successifs {Vig. 125-127). Les cristaux du premier temps sont les « gros cristaux »; on les a aussi appelés éléments intratelluriques. car on admet d'ordinaire qu'ils ont pris naissance en profondeur dans la masse encore fluide, qui les a entraînés dans son mouvement d'ascension. Les cristaux du second temps sont les microlithes, formés lors du refroidissement de la roche. Ils sont généra lement plus ou moins amorphes, d'ordinaire aplatis ou allongés.
Les feldspaths, les feldspath ides, la hornblende, l'augile, la magnélile prédominent parmi ces éléments. Il y a toujours une discontinuité très marquée dans les deux temps de cristallisation. Les roches microlithiques renferment souvent en outre un résidu vitreux.
La structure microlithique se rencontre aussi bien dans les roches d'épanchement que dans les roches intrusives. Elle est fréquente dans les dykes et c'est la structure caractéristique dos roches en laccolilhes.
La STRUCTURE opiiiTiQUE est uu type particulier, holocristallin, caractérisé par l'existence de plagioclases en crislaux aplatis ou allongés, que moulent
Fig. 127. — Labradorito d'Essey-1 a-Côte (MourtIie-et-Moselli'), en lumière polarisée (dessin inédit de M. Charles Vélain).
«1 type normal; b, texturo ophiiiquo, dans la zone «lo contact du âlon;'l, nia^nétito; 2, péridot; 3, augite; 4, labrador. Dans a les gros cristaux sont noyés dans uno association microlithique do labrador, d'augitc et do magnëtilo.
de grands cristaux de pyroxcne ou d'amphibole. Elle est fréquente dans les roches dlntrusion et se rencontre aussi dans les dykes des roches d'épanchement (fig. 127, 6).
La STRUCTURE MICROGRENUE esl une structure holocristalline, à deux temps de consolidation discontinus, le dernier slade ayant la structure grenue. Elle se rencontre surtout dans des roches fîloniennes ou comme faciès latéral de certaines roches de profondeur à structure grenue.
La STRUCTURE GRENUE est caractérisée par un seul temps de consolidation, donnant naissance à de gros cristaux, qui peuvent s'être formés dans un ordre déterminé, mais sans discontinuité dans leur formation, ou qui ont cristallisé simultanément. Dans ce dernier cas, on est en présence de la texture pegmatitiquey réalisée surtout dans les pegmatites gra[)hiques (fig. 128), où le quartz a cristallisé en iiiènie temps que le feldspath qu'il a emprisonné, tous ses cristaux présentant, avec l'aspect de caractères cunéiformes, la même orientation opti(|ue.
La structure grenue se rencontre aussi bien dans les roches de profondeur que dans les roches intrusives ou fîloniennes et elle s'observe quelquefois môme dans le centre de certaines coulées.
Classification des roches éruptives. — Depuis que Temploi du microscope polarisant a fait entrer l'étude des roches dans des voies nouvelles, les pétrographes se sont toujours efforcés de baser leurs classifications sur la composition minéralogique et sur la structure des roches; mais pendant longtemps la plupart d'entre eux ont fait intervenir, à côté de ces deux principes, soit la notion de gisement, soit la notion d'âge, soit la notion de composition chimique.
C'est ainsi qu'a pris naissance la classification de Rosenbusch [4],
Fig. 128. — Pegmatite, Saint-Nabor (Alsace), en lumière polarisée
(dessin de M. Charles Vélain). Gross. 'M) diam.
1, microcline; 9, quartz pegmatoïde.
OÙ les roches éruptives sont u:roupéos en roches dCépanchement, roches fî Ioniennes et roches de profondeur, chacune de ces classes comprenant un certain nombre de familles basées sur la composition minéralogique et sur la structure. On a vu plus haut les inconvénients de ce système.
Fendant longtemps un grand nombre de pétrographes, tout en attribuant un rôle prépondérant à la composition et à la structure, divisaient les roches en deux grands groupes, les roches prétertiaires ou série ancienne et les roches tertiaires et post-tertiaires ou série récente ; ils distinguaient tout au moins dans les roches mîcrolithiques une série paléovolcanique et une série néovolcanique. Aujourd'hui, et principalement sous l'influence des pétrographes anglais, on a reconnu
rimpossibilité de conserver des noms distincts aux roches récentes et à leurs équivalents anciens, qui présentent même composition, même structure et souvent même mode de gisement. On ne sépare plus des basaltes leurs équivalents anciens, les mélaphyres. Les orthophyres ont été réunis aux trachytes ; les porphyrites, aux andésites; les porphyres pétrosiliceux, aux rhyolithes; etc.
De même, l'ancienne division en roches acides et basiques, ou acides^ neutres et basiques a été à peu près abandonnée, car il n'est guère pratique de placer aU premier rang un caractère qui ne peut être contrôlé que par l'analyse chimique. Cependant, tout récemment encore, plusieurs pétrographes américains ont fondé une nouvelle classification des roches « ignées » sur l'unique caractère de la composition chimique. Il est inGniment préférable de baser la classification des roches éruptives exclusivement sur les deux caractères combinés de la composition minéralogique et de la structure, qui permettent une détermination rapide de chaque roche par les seuls procédés optiques, sans qu'il soit nécessaire de connaître ses conditions de gisement ou sa composition chimique. Le tableau p. 296 reproduit à peu près la classification élaborée en 1900 par le Comité français de Pétrographie sous la présidence de M. Michel-Lévy [5]. Il est à double entrée, les colonnes verticales correspondant aux diverses compositions minéralogiques, les colonnes horizontales aux structures.
Tandis que l'Ecole allemande fait intervenir surtout dans la classification les gros cristaux, l'Ecole française caractérise les divers groupes de roches microlithiques exclusivement par les microlithes, car les gros cristaux peuvent avoir été entraînés dans un magma difTérent de composition de celui où ils ont pris naissance.
La présence ou l'absence de silice libre n'est plus invoquée qu'en seconde ligne dans la définition des groupes. En revanche, il est fait appel avant tout à la nature des éléments blancs. On distingue des roches à feldspath, des roches sans feldspath mais à feldspathides et des roches sans éléments blancs. Dans les roches à feldspath on peut se trouver en présence soit de roches à feldspath sans feldspathides, soit de roches à feldspath et feldspathides. La nature des feldspaths intervient également dans la définition des familles, les unes étant caractérisées par des feldspaths alcalins, les autres, par des feldspaths calcosodiques.
Il se trouve ainsi que les roches comprises dans une même colonne verticale appartiennent à une même famille naturelle, remarquable par une assez grande homogénéité dans la composition chi-
inique de ses divers termes grenus, microgrenus, microlithiques, etc.
Si, au lieu de baser ces familles naturelles uniquement sur la présence ou Tabsence de certains éléments blancs, on fait intervenir en outre la notion de quantité, on peut créer une famille spéciale pour l'ensemble des roches grenues, microgrenues et microlithiques caractérisées par une grande abondance d'éléments ferro-magnésiens (et en particulier de la biotite et de la hornblende) associés à des feldspaths ou à des feldspathides. Ces roches ont reçu le nom de lamprophyres. Fouqué les envisageait simplement comme un faciès particulier des syénites, des diorites, des trachy tes, des andésites, des basaltites, tandis que Michel-Lévy restreint la famille à celles de ces roches qui renferment une grande quantité d'éléments ferro-magnésiens, associée à des feldspaths alcalins {minettes et microminetles) ou calco-sodiques acides {kersanliies et microkersanlites).
Les noms de roches employés ont souvent une existence très ancienne, dans tous les cas bien antérieure à l'emploi du microscope polarisant. Il n'y a donc rien d'étonnant à ce que leur acception actuelle varie suivant les divers pétrographes. On tend aujourd'hui à employer de préférence des noms géographiques, mais les noms composés parlent davantage à l'esprit et ont l'avantage d'encombrer moins la mémoire.
CoMPOsmoN CHIMIQUE DES ROCHES. — Dcpuis longtemps les pétrographes attachent une grande importance à Yaiialyse chimique en bloc ou analyse globale des roches éruptives, qui met immédiatement en évidence la prédominance de certains éléments. Une forte proportion de silice révèle la présence de quartz ou tout au moins de silice libre dans la roche, tandis qu'une forte teneur en oxyde ferreux et en magnésie permet de supposer la présence de minéraux ferro-magnésiens. La prédominance de la potasse, de la soude ou de la chaux indique à elle seule à quelle espèce de feldspath on a affaire. Une grosse difficulté réside dans l'attribution de certaines bases à tel ou tel minéral et dans le fait que divers oxydes, en particulier l'alumine, fonctionnent tantôt comme bases, tantôt comme acides.
La teneur en silice peut varier entre les deux valeurs extrêmes de 34 °/o ^^ ^^ 80 Voî ^^^^ ^1'^ oscille plus fréquemment entre 45 et 76 7o- Au-dessus de 65 7o ^^^ roche est dite acide; entre 65 et 52 7o on la qualifie de neutre; au-dessous de 52 "/^ elle est considérée comme basique. La présence d'une grande quantité de silice est inconciliable avec la richesse en éléments ferro-magnésiens; en revanche, elle est corrélative avec la présence de la potasse et de la soude. La
prédominance des éléments ferro-magnésiens entraîne la diminution de l'alumine. A mesure que la chaux prédomine sur les cilcalis, la teneur en silice diminue.
H. Rosenbuschy qui a insisté un des premiers sur ces relations, mais qui en a tiré des conclusions difficiles à admettre, a basé sur Texamen des ana lyses en bloc un groupement en six magmas de composition différente, qu*il définit de la manière suivante [3] :
1» Magma foyditique^ dépourvu de calcium;
^ Magma granitique, où le nombre des atomes des métaux alcalins surpasse de plus de 4 fois celui du calcium ;
3<» Magma granito-dioriUque^ où cette proportion est inverse;
4<* Magma des gabbros, où le nombre des atomes de calcium dépasse la somme de ceux des métaux alcalins;
5* Magma péridotique, où Fensemble du fer et du magnésium surpasse le calcium et les métaux alcalins ;
G"" Magma théralilhiquef qui n*est qu*un mélange du magma des gabbros et du magma foyaltique.
Cette classification a subi, de la part de plusieurs auteurs, diverses modifications, portant sur le nombre et sur les caractéristiques des magmas. Partant des mêmes principes, plusieurs pétrographes américains ont élaboré ensemble une « classification quantitative » des roches [12], avec une nomenclature nouvelle, d'une grande complication, qui ne peut trouver place ici. La formation souvent barbare des noms, Tappel excessif à la mémoire et aussi l'arbitraire qui préside au calcul des éléments minéralogiques normaux nuiront certainement à l'emploi général de cette classification.
Les relations numériques existant entre les différents oxydes, dont l'analyse en bloc révèle l'existence dans une roche, ont été exprimées par divers auteurs au moyen de diagrammes et de graphiques, mais le procédé le plus simple est fourni par les paramètres magmatiques, imaginés par Michel-Lévy [13-15].
Ces paramètres sont les suivants.
Le paramètre ^ est le rapport du pourcentage de silice des éléments blancs à la somme 2 k-\-Zn^ des poids moléculaires des alcalis^. 11 représente en quelque sorte Vacidité latente d'une roche. On peut facilement calculer d'après la formule de constitution de Torthose que ce feldspath
i. k eX n indiquent les pourcentages de la potasse et de la soude, fournis par l'analyse globale, qui peuvent être attribués aux feldspaths. Le pourcentage de la silice des éléments blancs s'obtient en déduisant du pourcentage total de la silice celui qui est nécessaire pour saturer les éléments ferro-magnésiens de la roche.
2. En effet, les poids moléculaires de la potasse et de la soude étant 04 et 62, ou, en
chiflrres ronds, 90 et 60, la somme ^ + ^ peut s'écrire, en mettant sjt en facteur corn- Havo, Traité de Géologie. 20
correspond à une valeur de *=:4,93. Au-dessous de celle valeur critique, il y a production de feldspath ides; au-dessus, on parcourt successivement les magmas que Tétude des roches granitoïdes montre en relation avec les syénites, puis les granités et les diorites, et enfin les tonalités et les norites.
Michel-Lévy esl ainsi amené à diviser les roches alcalines en 6 groupes, caractérisés par des valeurs croissantes de * :
1<> Groupe éléolilhique ou leucitique. * = 1,9 (Ex. : syénites éléolithiques et leucitiques, ijolithes, missourites, phonolithes, téphriles, leucitiles, etc.).
2« Groupe alcalinosyéniliqae. *= 1,9 — 2,2 (Ex. : nordmarkites, pulaskites, laurvikites, shonkinites, etc.).
3® Groupe syénitique, * = 2,3 — 2,9 (Ex. : syénites, monzonites, tracbytes du Mont-Dore et du Cantal, etc.).
4<» Groupe alcalino-granitique. *=3,0 — 3,4. (Ex. : granités alcalins, gabbros, roches d'épanchement des Puys el de TEtna).
5° Groupe granilo-dtorilique. * = 3,5 — 4,4 (Ex. : granités, diorites, gabbros, norites, séries de Santorin et de la Martinique).
6° Groupe tonalitique, * = 4,5 — 6,6 et au-dessus (Ex. : granulites passant au quartz, diorites quatzifères, noriles).
Le paramètre r, emprunté aux pélrographes américains, est le rapport
- des pourcentages de potasse et de soude contenus dans la roche.
L>'après la valeur croissante de r, Michel-Lévy distingue, dans les roches alcalines, les groupes suivants : persodique (r=0 — 0,19), mégasodique (r = 0,20 — 0,35, ex. : Santorin), mésosodique (r=0,36 — 0,55, ex. : Etna, Puys), m^sopo/assigue (r= 0,56 — 0,89, ex. : Monzoni, Madagascar, étoilement central du Mont-Dore), mégapotassique (r=:0,90— 2,5, ex. : étoilement nord du Mont-Dore), perpoiassique (r > 2,5, ex. : Vésuve).
Dans les roches riches en éléments ferro-magnésiens, les paramètres magmatiques correspondent aux rapports existant entre les pourcentages de magnésie m, d'oxyde ferreux/, de chaux non feldspathisable c' et celui x des
éléments ferromagnésiens. Donc M = ^, F= -, C'= -.
Le paramètre C permet de diviser les roches riches en éléments ferromagnésiens en microealciques (C' = 0,00 — 0,05, ex. : Santorin, Mont-Dore), mésocalciques {C ^=OjOQ — 0 fiO y ex.: les Puys, Etna), mégacalciques (C'=0,lt et au-dessus, ex. : Vésuve, Madagascar, Monzoni), œgyriniques (avec soude non feldspathisable, ex. : roches à œgyrine de Pantelleria). Ces groupes sont aussi respectivement méga-alumineux, méso-alumineux, micro-alumineux et analumineux, car ce sont les roches pauvres en alumine qui renferment le plus de chaux non feldspathisable et vice-versa.
Le paramètre U^* est le rapport p = 'L, Lorsque la valeur de ^ est inférieure
à 3, le magma est magnésien (roches du Mont-Dore); lorsqu'elle est comprise entre 3 et 4, le magma est ferro-magnésien (roches de l'Etna, du Cantal, des
mun et en additionnant les deux fractions, sg ( ^"t ^j. La somme 2* + 3n intervenant simplement comme terme du rapport Ai f -a , il est inutile de faire figurer daas ee rapport le coefflcienl ^^.y
STRUCTURE BT COMPOSITION DES ROCHES D'ORIGINE INTERNE 3t)1
Puys); lorsqu'elle est supérieure à 4, le magma est ferrique et la roche est riche en fer oxydulé, fer titane, etc. (Santorin, Vésuve, etc.).
Enfin, le paramètre U= ^ >, introduit récemment par Michel-Lévy [15], est le rapport des oxydes de fer à la chaux totale.
La combinaison ded groupements correspondant aux diverses valeurs des paramètres magmatiques permet de définir en peu de mots les caractères chimiques d'une roche et d'éviter ainsi la création de noms nouveaux qui ne disent rien à l'esprit. Ainsi la série des roches volcaniques des Puys et de l'Etna, qui comprend des andésites, des labradorites et des basaltes, peut être définie alcalinogranitique^ méso-sodique, méso-alumineuse et ferro-magnésienne. Elle se distingue à première vue de la série du Mont-Dore qui est syéniliquei méga ou mésopotassiqtte, méga-alumineuse, magnésienne.
Les paramètres 4> et r se rapportent exclusivement aux magmas alcalins, que Michel-Lévy assimile, comme nous le verrons tout à l'heure, aux produits de pénétration et de dissémination des fumerolles; tandis que les paramètres C et ^ intéressent la scorie feiromagnésienne du même auteur.
Provinces pétrographiques. — On peut voir, parles exemples donnés ci-dessus à l'appui de chacun des groupes chimiques de Michel-Lévy, que les venues éruptives d'une région déterminée possèdent souvent une composition assez homogène, leur conférant en quelque sorte un € air de famille ». On constate par exemple que les coulées du Vésuve sont particulièrement riches en potasse ; que la soude caractérise les éruptions de Santorin, de même que les roches éruptives anciennes de Christiania; que les venues successives du Mont-Dore sont magnésiennes.
Ces analogies dans la composition du magma se retrouvent aussi bien dans les roches de profondeur que dans les roches d'épanchement de la même région ; elles se retrouvent au travers des venues successives, quelle que soit leur acidité. Frappé de ces affinités, Iddings a pu avec raison parler de < consanguinité » des roches d'un district déterminé [6].
Souvent l'air de famille se traduit par la présence de minéraux caractéristiques, propres à la région. On a souvent signalé la richesse en leucite des roches éruptives du Vésuve. Iddings cite l'existence d'augite vert pâle dans de vastes régions de l'Amérique occidentale, de Taugite vert d'herbe dans les Montagnes Rocheuses, de l'augite pourpre en Europe. Les grains de quartz de première cofisolidatioli
se retrouvent à la fois dans les rhyolithes et dans les basaltes du Nouveau-Mexique.
Les affinités chimiques sont quelquefois restreintes à un seul volcan ou à un groupe de volcans assez rapprochés, mais il peut arriver qu'elles s'étendent à de grandes surfaces', de sorte que l'on se trouve alors en présence de véritables provinces pétrographiques.
L'une des plus remarquables provinces pétrographiques d'Europe est celle du Vésuve, qui comprend, outre ce volcan, les autres centres éruptifs de la Campagne Napolitaine. L'homogénéité de la composition chimique de ses produits se retrouve même dans les cendres.
Lacroix a étudié les roches syénitiques du Nord de Madagascar et leur a trouvé un air de famille qui se traduit parla richesse en soude et par la présence de la barkévicite, espèce particulière d'amphibole. Des roches tout à fait semblables ont été signalées par le même auteur à Tahiti et semblent si fréquentes en diverses régions de l'Afrique que L. Gentil a été conduit à envisager le continent africain comme une vaste province pétrographique.
Différenciation des magmas. — La localisation de certaines catégories de roches éruptives en des points déterminés de la surface terrestre a depuis longtemps, mais en particulier dans les quinze dernières années, incité les pétrographes à rechercher les causes de cette différenciation.
Bunsen supposait l'existence de deux foyers internes distincts, l'un acide, l'autre basique, dont les produits, en se mélangeant, auraient donné naissance aux roches éruptives les plus variées.
II. Rosenbusch admet, par contre, l'existence d'un magma fondamental unique, qui, par segmentation, aurait donné naissance, en profondeur, à un certain nombre de magmas partiels. Ce sont précisément ceux qui ont été définis plus haut par leurs caractères chimiques. Dans ces magmas de roches de profondeur prennent ensuite naissance, par de nouvelles segmentations, les magmas des roches d'épanchement qui sont les plus différenciés et possèdent des compositions chimiques souvent voisines des proportions stœchiométriques.
Brôgger, au cours de ses belles recherches sur les roches éruptives de la région de Christiania [7], a précisé davantage les conditions dans lesquelles, d'après lui, s'opérerait la différenciation. Il imagine un réservoir inférieur principal, qu'il appelle « magma-bassin », dans lequel, par application du principe de Soret, il se produirait une concentration des éléments basiques au voisinage des parois de refroidissement. Ce magma initial s'élève par des fractures et pénètre
latéralement par intrusion dans les roches sédimentaires, en y formant des laccolithes. Gomme le magma initial est déjà différencié, certains laccolithes sont acides, d'autres sont basiques, mais un air de famille les réunit, dû à la prédominance, dans chaque centre, d'un alcali déterminé. Dans le cas des roches de Christiania, cet alcali est la soude, dont, par conséquent, la présence caractérisait le magma initial.
En même temps ce magma profond donnerait naissance aux dykes de roches hypabyssales, qui en surface peuvent passer à des roches d'épanchement. Ces dykes peuvent avoir une composition identique à celle du magma initial et ne diffèrent de la roche de profondeur que par la structure; ce sont les dykes aschtsies de Brôgger. Ou bien, par une évolution du magma initial, ils peuvent présenter une composition différente; ce sont les dykes diaschisles. Le plus souvent, il se produit alors parallèlement et simultanément deux séries de dykes de composition chimique différente. Brôgger les appelle des dykes^ complémentaires, car la moyenne de leur composition chimique reproduit à peu près celle de la roche de profondeur correspondante. Dans la région de Christiania, il existe une série de roches filoniennes, celle des grorudites, des tinguaïtes, etc., se différenciant de la roche de profondeur correspondante par une plus grande richesse en oxydes de fer et par une moindre teneur en alumine. Les roches complémentaires, telles que la lindôite, différenciées du même magma initial, sont, par contre, plus riches en alumine et moins riches en oxydes de fer.
Des exemples plus connus de roches complémentaires sont les camptonites basiques et les bostonites acides, issues de diabases à olivine; les minettes basiques et les aplites acides, issues des granités ; ou encore les basaltes et les rhyolithes.
D'après Brôgger, Yordre d'ascension des magmas différenciés n'est pas quelconque. L'étude des environs de Christiania montre que la première venue a été basique (porphyrites augitiques en coulées); puis le magma initial a donné naissance à des laccolithes de plus en plus acides (syénites augitiques, nordmarkites, granités sodiques, granités et porphyres quartzifères) ; enfin, les dernières éruptions sont de nouveau basiques (diabases). De même, à Predazzo, dans le Tyrol méridional, les éruptions ont été d'abord basiques (porphyrites augitiques, mélaphyres), puis également de plus en plus acides (monzonite, granité) et enfin de nouveau très basiques (camptonites et porphyres à liebenerite), comme à Christiania [7]. La récurrence de roches basiques à la fin de la phase éruptive
peut s'expliquer, d'après Brôgger, par raccumulation, au fond du « Magma-Bassin », des minéraux lourds les plus basiques:
Iddings a donné de ces divers faits une explication assez différente ; pour lui la série des éruptions aurait débuté par un type moyen; puis Iç. magma initial, en se différenciant, aurait produit des roches de plus en plus dissemblables, jusqu'à un certain maximum de basicité, concomitant avec un maximum corrélatif d'acidité. C'est ainsi que s'expliquerait la coexistence, au Permien, d'éruptions de mélaphyres (basaltes) et de porphyres pétrosiliceux (rhyoiithes), comme dernier terme des éruptions carbonifères [6].
Toutefois, en se basant sur les éruptions du Plateau Central de la France, qui peuvent compter parmi les mieux connues du Globe, Michel-Lévy fait remarquer [9] que la succession des coulées dans ce pays est en désaccord absolu aussi bien avec les idées théoriques de Brôgger qu'avec celles d'Iddings. Si les premières et les dernières éruptions sont basiques,, l'acidité croissante des éruptions intermédiaires n'est nullement vérifiée, car, aussi bien au Cantal que dans le massif du Mont-Dore et dans le Velay, il y a des alternances répétées de roches acides, de roches de composition moyenne et de roches basiques.
D'une manière générale, ce sont plutôt les produits les plus acides qui sortent les premiers; les produits basiques viennent ensuite et terminent l'ère des éruptions. Cet ordre se vérifie au Permien, où, dans l'Estérel et dans les Vosges, par exemple, les rhyolithes commencent au début de la période, tandis que dans le Permien supérieur les basaltes ou mélaphyres se montrent seuls. En Auvergne, à la fin de l'ère Tertiaire, la venue des phonolithes précède celle des basaltes. ^
On peut aussi faire des objections à l'application, du principe de Soret à la différenciation des magmas. Dans tous les cfits^ si ce principe peut, rendre compte de transferts verticaux ou. de dépôts de cristaux régulièrement stratifiés parallèlement k la surface de refroidissement, elle ne peut donner aucune idée, comme le fait remarquer Fouqué [H], de la cause des localisations dans le sens tangentiel. La théorie de la différenciation en vase clos peut à la rigueur s'appliquer aux laccolithes, mais elle n'a aucun sens dans le cas des batholithes granitiques, qui vont en s'élargissant en profondeur, ni dans le cas des roches d'épanchement, où il a dû se produire un brassage général, rendant impossible l'accumulation des produits basiques vers l'extérieur.
Dans toutes ces théories de la différenciation, on ne tient pas un
compte suffisant du rôle des agents minéralisateurs, que nous avons vus intervenir sur une si vaste échelle dans les phénomènes de métamorphisme et pourtant, dans les roches éruptives, ce sont les mêmes silicates qui prennent naissance.
Partant de cette considération, Michel-Lévy a pu déflnir [9] le rôle qui incombe aux deux magmas principaux que ses études l'ont conduit à distinguer : magma ferro-magnésien, d'une part, magma alcalin, de l'autre.
Les roches éruptives qui correspondent au magma ferro-magnésien sont, en première ligne, les péridotites, dont on a pu reproduire expérimentalement les principaux types par fusion ignée. A ces types granitoïdes, pauvres en traces mêmes de potasse, correspondent des types microlithiques, tels que les limburgites et les basaltes, tous également susceptibles d'être reproduits par fusion purement ignée et comprenant les seuls exemples de roches terrestres à fer natif. La comparaison de ces roches avec les météorites s'impose; elle a suggéré à Daubrée son hypothèse de la scorie universelle en grande profondeur. Nous y reviendrons plus tard.
A l'autre extrémité, nous trouvons les magmas purement alcalins, composés de quantités variables d'alcalis, d'alumine et de silice. Les syénites leucitiques et éléolithiques, les granités pegmatoïdes, les aplites, les pegmatites en sont les types granitoïdes principaux. Ils ont pour correspondants volcaniques les porphyres et les rhyolithes, les trachytes, les phonolithes et les leucitophyres.
Aucun type de fusion purement ignée n'y apparaît; dans certaines variétés granitoïdes, l'intervention des fumerolles est évidente, car on trouve des granulites et dos pegmatites associées à la tourmaline, à la cassitérite, à la topaze et remplissant des filons d'apparence concrétionnée, à zones successives et symétriques de chaque côté des épontes.
Certaines granulites s'injectent lit par lit dans les couches sédimentaires et se ramifient à l'infini. Souvent elles deviennent de plus en plus quartzeuses et se terminent en hauteur par des filonnets de quartz pur.
Le contraste est vraiment frappant entre les magmas alcalins et les magmas ferro-magnésiens. Ceux-ci paraissent bien jouer le rôle de scorie ignée, tandis que ceux-là, essentiellemement mobiles et susceptibles d'injections subtiles, semblent destinés à être entraînés par les dissolvants et les minéralisateurs et transportés à la façon des solutions liquides ou même des gaz volatils.
Est-ce à dire que l'on doive envisager comme primitifs ces deux
magnias, si distincts dans leur manière de se comporter, et que Ton doive ainsi revenir en quelque sorte à l'hypothèse de Bunsen? II semble plus conforme aux faits d'expérience de supposer une différenciation des parties fluides alcalines et des parties lourdes basiques par simple rochage. Chacun des magmas suivrait ensuite ses voies propres, en modifiant sa composition par des actions endomorphes, suivant la nature des roches traversées.
1. — MiCHEL-LÉVY. Mémoire sur les divers modes de structure des roches éruptives étudiées au microscope au moyen de plaques minces. Annales des Mines, V sér., Vllf, p. 337-438, pi. VIII-XII, 1875.
2. — Id. Structures et classiflcation des roches éruptives. Ia-8°, 95 p. Paris,
3. — A. ROSENBUSCH. Ueber die chemischen Beziehungen der Eruptivgesteine. Tschermak's miner, u. petr. Mitth,, XI, p. 144-178, 4 tabl., 1889.
4. — Id. Ueber Struclur und Classification der Eruptivgesteine. Ibid., XII, p. 351-396, 1891.
4 bis. — F. Lœwinson-Lessing. Studien ûber die Eruptivgesteine. Congrès géol. intern.j C. R, de la 7^ session, p. 193-404, 4 pi. diagr. Saint-Pétersbourg, 1899.
5. — Propositions du Comité français de pétrographie sur la nomenclature des roches éruptives. Congrès géol. tn/em., C. H. de la 8® session^ p. 246-254. Paris, 1900.
6. — J. P. Iddings. The origin of igneous Rocks. Bail. Philos. Soc. Washington, XII, p. 89-214, 2 pL, 1892.
7. — W. C. BrOgger. Die Eruptivgesteine des Kristianiagebietes. I. Die Gesteine der Grorudit-Tinguait-Serie, 1 vol. in-8o, 206 p., 4 pi. Kristiania, 1894.
8. — A. MiCHEL-LÉvv. Principes à suivre pour une classification universelle des roches. Congrès géol. intern., C. R. de la 6® sessiony p. 147-160, Paris, 1897.
9. — Id. Classification des magmas des roches éruptives. Bail. Soc. géol. Fr., 3« sér., XXV, p. 326-377, pi. X-XVI, 1897.
10. — Geo. F. Becker. Some Queries on Rock Differentiation. Amer. Journ. of Science. 4*^ ser., III. p. 21-40, 1897.
11. — F. FouQUÉ. Les analyses en bloc et leur interprétation. Bail. Soc. franc, de Miner., XXV, p. 278-359, 1902.
12. — Whitman Cross, Joseph P. Iddings, Louis V. Pirsson, Henry S. Washington. Quantitative Classification of Igneous Rocks. In-8®, 286 p. Chicago, 1903.
13. — Michel-Léw. Contribution à l'étude des magmas chimiques dans les principales séries volcaniques françaises. Application de la nouvelle classifi cation quantitative américaine. Bail. Serv. Carie géol., n° 92, 43 p., 1903.
