égards, une description détaillée. Sa nature est fort complexe; elle
est formée d'un grand nombre de couches minces, légèrement ondulées,
d'une matière feldspathique à teinte pâle, passant souvent à une
rétinite imparfaite, alternant avec des couches constituées par
d'innombrables petits globules de deux variétés d'obsidienne, et par
deux variétés de sphérulites empâtés dans une pâte perlée dure ou
tendre. Les sphérulites sont blancs et transparents ou brun foncé
et opaques; les premiers sont parfaitement sphériques, de petite
dimension, à structure nettement rayonnée. Les sphérulites brun foncé
ne sont pas aussi exactement sphériques et leur diamètre varie
de 1/20e à 1/30e de pouce; lorsqu'on les brise, ils montrent une
structure vaguement rayonnée vers leur centre qui est blanchâtre.
Quelquefois deux sphérulites unis n'ont qu'un seul centre d'où part
la structure rayonnée; il existe parfois au centre comme un indice de
cavité ou de crevasse. Ces sphérulites sont tantôt séparés et tantôt
réunis par deux, par trois ou en plus grand nombre, et forment des
groupes irréguliers, ou plus communément des couches parallèles à la
stratification de la masse. L'agrégation est souvent si intime que les
faces supérieure et inférieure de la couche formée par les sphérulites
sont exactement planes. Lorsque ces couches deviennent moins brunes et
moins opaques, on ne peut plus les distinguer des zones de la roche
feldspathique à teinte pâle qui alternent avec elles. Quand les
sphérulites ne sont pas agrégés, ils sont généralement comprimés dans
le sens de la structure lamellaire de la masse, et dans ce même plan
ils offrent souvent à l'intérieur des zones de différentes nuances
de couleur, et à l'extérieur ils sont ornés de petites crêtes et de
petits sillons. Les sphérulites avec leurs sillons et leurs crêtes
parallèles sont représentés grossis dans la partie supérieure de la
gravure ci-jointe, mais ils ne sont pas bien dessinés; leur mode
ordinaire de groupement est indiqué dans la partie inférieure de cette
figure. Dans un autre échantillon, une couche mince de sphérulites
bruns, intimement unis, traverse une couche de même composition, comme
le montre la figure 7, et cette traînée de sphérulites, après avoir
suivi sur une faible longueur une direction légèrement courbe, la
recoupe ainsi qu'une autre couche située un peu au-dessous de la
première.
[Illustration: FIG. 6.--Sphérulites bruns opaques, grossis. Les
sphérulites représentés dans la partie supérieure de la figure portent
à la surface des sillons parallèles. La structure radiée interne des
sphérulites du bas de la figure est accusée beaucoup trop fortement.]
Les petits nodules d'obsidienne portent aussi quelquefois des crêtes
et des sillons externes, disposés parallèlement à la lamellation de
la masse, mais toujours moins marqués que ceux des sphérulites. Les
nodules d'obsidienne sont généralement anguleux, à bords émoussés;
souvent ils portent l'empreinte des sphérulites adjacents qui sont
toujours plus petits qu'eux. Les nodules isolés semblent rarement
s'être rapprochés les uns des autres par attraction mutuelle. Si je
n'avais pas trouvé quelquefois un centre d'attraction distinct dans
ces nodules d'obsidienne, j'aurais été porté à les considérer comme un
résidu de cristallisation qui s'est isolé durant la formation de la
perlite qui les empâte et des globules sphérulitiques.
[Illustration: FIG. 7.--Couche formée par l'agrégation de petits
sphérulites bruns, coupant deux autres couches semblables. L'ensemble
est représenté à peu près en grandeur naturelle.]
Les sphérulites et les petits nodules d'obsidienne de ces roches
ressemblent si bien par leur structure et leur forme générale aux
concrétions des dépôts sédimentaires, qu'on est tenté, à première
vue, de leur attribuer une origine analogue. Ils ressemblent aux
concrétions ordinaires sous les rapports suivants: par leur forme
extérieure; par l'agrégation de deux, de trois ou d'un plus grand
nombre d'individus en une masse irrégulière ou en une couche à faces
planes; parce qu'il arrive parfois qu'une de ces couches en coupe une
autre comme on l'observe pour les silex de la craie; par la présence
dans une même masse fondamentale de deux ou trois espèces de nodules
souvent serrés les uns contre les autres; par leur structure fibreuse
et radiée et l'existence accidentelle de cavités en leur centre; par
la coexistence des structures lamelleuse, concrétionnée et radiée, si
bien développées dans les concrétions de calcaire magnésien décrites
par le professeur Sedgwick[24]. On sait que les concrétions des dépôts
sédimentaires sont dues à la séparation partielle ou totale d'une
substance minérale de la masse environnante, et à son agrégation
autour de certains centres d'attraction. Guidé par ce fait, j'ai
cherché à découvrir si l'obsidienne et les sphérulites (auxquels on
peut ajouter la marékanite et la perlite qui se présentent toutes deux
en concrétions noduleuses dans les roches trachytiques) diffèrent par
leur composition des minéraux qui forment généralement les roches
trachytiques. Les résultats de trois analyses ont démontré que
l'obsidienne contient en moyenne 76 p. 100 de silice; d'après une
analyse, les sphérulites en contiennent 79,12 p. 100; la marékanite
79,25 p. 100 (deux analyses) et la perlite 75,62 p. 100 (deux
analyses)[25]. Or, pour autant qu'on puisse les déterminer, les
éléments du trachyte sont le feldspath contenant 65,21 p. 100 de
silice, ou l'albite, qui en contient 69,09 p. 100, la hornblende, qui
en renferme 55,27 p. 100[26], et l'oxyde de fer; de sorte que les
substances vitreuses concrétionnées que nous avons mentionnées plus
haut contiennent toutes une proportion de silice supérieure à
celle qui existe ordinairement dans les roches feldspathiques ou
trachytiques. D'Aubuisson[27] a fait remarquer aussi combien la
teneur en silice est forte relativement à celle de l'alumine dans six
analyses d'obsidienne et de perlite données dans la _Minéralogie_ de
Brongniart. De tous ces faits je conclus que les concrétions susdites
ont été formées par un procédé d'agrégation identique à celui dont
on constate l'action dans les dépôts sédimentaires. Ce procédé agit
principalement sur la silice, mais il exerce aussi son action sur une
partie des autres éléments de la masse environnante, et produit ainsi
les diverses variétés concrétionnées. En considérant l'influence bien
connue du refroidissement rapide[28] sur la production de la texture
vitreuse, il paraît nécessaire d'admettre que, dans des cas
semblables à celui de l'Ascension, la masse entière a dû se refroidir
uniformément, mais en tenant compte des alternances multiples et
compliquées de nodules et de couches minces à texture vitreuse avec
d'autres couches entièrement pierreuses ou cristallines, sur un espace
de quelques pieds ou même de quelques pouces, il est possible, à
la rigueur, que les diverses parties se soient refroidies avec des
rapidités différentes, et qu'elles aient acquis ainsi leurs textures
variées.
Les sphérulites naturelles de ces roches[29] ressemblent beaucoup
à celles qui se produisent dans le verre lorsqu'il se refroidit
lentement. Dans de beaux échantillons de verre partiellement
dévitrifié appartenant à M. Stokes, on voit les sphérulites réunies en
couches rectilignes à faces planes, parallèles les unes aux autres et
à l'une des surfaces extérieures, absolument comme dans l'obsidienne.
Ces couches se ramifient parfois et s'anastomosent; mais je n'ai
constaté aucun cas de véritable intersection. Elles forment le
passage des parties parfaitement vitreuses à celles qui sont presque
entièrement homogènes et pierreuses, et qui ne présentent qu'une
structure concrétionnée peu nette. Dans les mêmes échantillons,
on observe aussi des sphérulites engagées dans la masse et très
rapprochées les unes des autres, elles sont faiblement différenciées
par leur structure et leur couleur. En présence de ces faits, les
idées que nous avons exposées plus haut sur l'origine concrétionnaire
de l'obsidienne et des sphérulites naturelles trouvent une
confirmation dans l'intéressante notice que M. Dartigues[30] a publiée
sur ce sujet et où il attribue la production des sphérulites dans le
verre à ce que les divers éléments s'agrègent en obéissant chacun
à son propre mode d'attraction. Il est amené à cette conclusion
en observant la difficulté qu'on éprouve à refondre du verre
sphérulitique sans avoir au préalable pilé soigneusement et mélangé
toute la masse, et en considérant aussi le fait que la transformation
s'opère le plus facilement dans du verre composé d'un grand nombre
de substances. En confirmation des idées de M. Dartigues, je ferai
remarquer que M. Fleuriau de Bellevue[31] a constaté que les parties
sphérulitiques du verre dévitrifié se comportent autrement sous
l'action de l'acide nitrique et au chalumeau que la pâte compacte dans
laquelle elles étaient engagées.
_Comparaison des bancs d'obsidienne et des couches alternantes de
l'Ascension avec ceux d'autres contrées_.--J'ai été frappé de voir à
quel point les observations que j'ai faites à l'Ascension concordaient
avec l'excellente description des roches d'obsidienne de Hongrie,
qui a été donnée par Beudant[32], avec celle de la même formation au
Mexique et au Pérou par de Humboldt[33], et avec les descriptions
des régions trachytiques des îles italiennes données par divers
auteurs[34]. Plusieurs passages auraient pu être copiés sans
modifications dans les ouvrages des auteurs que je viens de citer, et
auraient pu s'appliquer à notre île. Tous les auteurs s'accordent
sur le caractère lamellaire et stratifié de la série entière, et de
Humboldt parle de quelques bancs d'obsidienne qui sont rubanés comme
du jaspe[35]. Tous constatent le caractère noduleux ou concrétionné de
l'obsidienne, et le passage des nodules à des couches. Tous insistent
sur les alternances répétées de couches vitreuses, perlées, lithoïdes
et cristallines qui se produisent souvent suivant des surfaces
ondulées. Pourtant les couches cristallines semblent beaucoup mieux
développées à l'Ascension que dans les autres contrées désignées plus
haut. D'après de Humboldt, un certain nombre des bancs lithoïdes
ressemblent de loin à des couches de grès schisteux. Suivant ces
auteurs, les sphérulites sont toujours abondantes, et elles paraissent
marquer partout le passage des bancs parfaitement vitreux aux bancs
lithoïdes et cristallins. La description que Beudant[36] donne de sa
«perlite lithoïde globulaire» pourrait avoir été écrite, jusque dans
ses moindres détails, pour les petits globules sphérulitiques bruns
des roches de l'Ascension.
La grande ressemblance qui existe, sous tant de rapports, entre les
formations d'obsidienne de Hongrie, du Mexique, du Pérou, de certaines
îles italiennes et celles de l'Ascension, me fait croire qu'en toutes
ces contrées l'obsidienne et les sphérulites doivent leur origine à un
concrétionnement de la silice, et de quelques-uns des autres
éléments constituants, s'opérant pendant que la masse liquéfiée
se refroidissait avec la rapidité voulue. On sait cependant qu'en
diverses localités l'obsidienne s'est répandue en coulées comme la
lave, par exemple à Ténérife, aux îles Lipari et en Islande[37]. Les
parties superficielles sont alors les plus parfaitement vitreuses,
l'obsidienne se transformant à la profondeur de quelques pieds en une
pierre opaque. Dans une analyse faite par Vauquelin d'un échantillon
d'obsidienne de l'Hécla, qui avait probablement coulé comme une lave,
la proportion de silice est à peu près la même que dans l'obsidienne
noduleuse et concrétionnée du Mexique. Il serait intéressant de
déterminer si les parties intérieures opaques et la surface vitreuse
externe contiennent la même proportion d'éléments constitutifs. Nous
savons, d'après M. Dufrénoy[38], que la composition des parties
internes et externes d'une même coulée de lave est parfois fort
différente. Quand même la masse totale de la coulée serait
uniformément composée d'obsidienne noduleuse, il suffirait, d'après
les faits que nous venons de rapporter, de supposer qu'au moment de
l'émission de la lave ses éléments constituants étaient mélangés en
même proportion que dans l'obsidienne concrétionnée.
_Structure lamellaire de roches volcaniques de la série
trachytique_.--Nous avons vu que, dans des contrées diverses et fort
éloignées les unes des autres, les strates qui alternent avec les lits
d'obsidienne sont fortement lamellaires. En outre, les nodules de
l'obsidienne, quelles que soient leurs dimensions, sont zonés de
différentes nuances, et j'ai vu dans la collection de M. Stokes
un échantillon provenant du Mexique dont la surface externe était
décomposée[39] et portait des crêtes et des sillons correspondant à
des zones plus ou moins vitreuses. En outre, de Humboldt[40] a trouvé
au pic de Ténérife une coulée d'obsidienne subdivisée par des couches
de ponce alternantes et très minces. Un grand nombre d'autres laves
de la série feldspathique sont lamellaires; ainsi, à l'Ascension, des
masses de trachyte ordinaire sont divisées par des lignes terreuses
fines, suivant lesquelles la roche se divise et qui séparent de minces
couches à couleurs peu tranchées. En outre, la plupart des cristaux
empâtés de feldspath vitreux sont alignés suivant cette même
direction. M.P. Scrope[41] a décrit un trachyte colonnaire remarquable
des îles Ponza, qui paraît avoir été injecté dans une masse
surincombante de conglomérat trachytique; il est rayé de zones souvent
extrêmement fines se distinguant par la texture et la couleur; les
zones les plus dures et les plus foncées paraissent contenir une plus
grande proportion de silice. Dans une autre partie de l'île, il existe
des couches de perlite et de rétinite ressemblant, sous beaucoup de
rapports, à celles de l'Ascension. Dans le trachyte colonnaire,
les zones sont ordinairement contournées; elles s'étendent sans
interruption sur une grande longueur, suivant une direction verticale
paraissant être parallèle aux faces latérales de la masse qui affecte
la forme d'un dike. Von Buch[42] a décrit à Ténérife une coulée
de lave contenant d'innombrables cristaux de feldspath minces et
tabulaires, disposés comme des fils blancs, l'un derrière l'autre,
et orientés pour la plupart suivant une même direction. Dolomieu[43]
constate aussi que les laves grises du cône moderne de Vulcano, dont
la texture est vitreuse, sont rayées de lignes blanches parallèles; il
décrit ensuite une roche ponceuse résistante à structure fissile comme
celle de certains schistes micacés. Le phonolite, qui, comme on
le sait, est souvent, sinon toujours, une roche d'injection, a
fréquemment aussi une structure fissile; cette structure est due
généralement à l'orientation parallèle des cristaux de feldspath
empâtés, mais semble parfois à peu près indépendante de leur présence,
comme on l'observe à Fernando Noronha[44]. Ces faits nous montrent
que des roches feldspathiques de diverses espèces présentent soit
une structure lamellaire, soit une structure fissile, et que ces
structures s'observent sur des masses injectées dans des strates
surincombantes, et sur d'autres masses qui ont coulé comme des laves.
Les feuillets des bancs qui alternent avec l'obsidienne à l'Ascension
plongent, suivant un angle très prononcé, sous la montagne au pied de
laquelle les bancs se trouvent, et ils ne semblent pas devoir cette
inclinaison à un mouvement violent. Au Mexique, au Pérou et dans
certaines des îles italiennes[45], ces bancs offrent habituellement
une forte inclinaison; en Hongrie, au contraire, les couches sont
horizontales. En outre, si je comprends bien la description qui en
a été donnée, les lamelles d'un certain nombre des coulées de lave
citées plus haut semblent être fortement inclinées ou verticales. Je
doute qu'en aucun de ces cas les feuillets aient été amenés à leur
position actuelle postérieurement à leur formation, et dans certains
exemples, comme dans celui du trachyte décrit par M. Scrope, il est
presque certain qu'ils ont été formés originairement dans une position
fortement inclinée. Dans plusieurs de ces cas, il est évident que
la masse de roche liquéfiée s'est déplacée suivant la direction des
lamelles. A l'Ascension, plusieurs des vacuoles paraissent étirées et
sont traversées par des fibres grossières semi-vitreuses dirigées dans
le sens des lamelles, et certaines couches qui séparent les globules
sphéruliliques ont un aspect scoriacé qui paraît dû au frottement que
les globules leur ont fait subir. J'ai vu dans la collection de M.
Stokes un spécimen d'obsidienne zonée du Mexique, dans lequel les
surfaces des couches les plus nettement définies étaient striées ou
sillonnées de lignes parallèles, et ces lignes ou stries ressemblaient
exactement à celles qui se produisent à la surface d'une masse de
verre artificiel en fusion quand on le répand du vase qui le renferme.
Humboldt aussi a décrit de petites cavités, qu'il compare à la queue
des comètes et qui s'étalent derrière des sphérulites dans des
obsidiennes lamellaires du Mexique; et M. Scrope a décrit d'autres
cavités à la partie postérieure de fragments empâtés dans un trachyte
lamellaire; il croit qu'elles se sont formées pendant que la masse
était en mouvement[46]. D'après ces faits, plusieurs auteurs ont
attribué la lamellation de ces roches volcaniques au mouvement
qu'elles ont subi quand elles étaient à l'état liquide. Quoiqu'il
soit facile de comprendre pourquoi chaque vacuole, ou chaque fibre de
pierre ponce[47], doit être étirée dans le sens du mouvement de la
masse, on ne voit nullement pour quelle raison le mouvement aurait
disposé ces vacuoles et ces fibres dans les mêmes plans, et en lames
absolument droites et parallèles entre elles qui sont souvent d'une
finesse extrême; et l'on voit encore beaucoup moins pour quelle cause
ces couches arrivent à présenter une composition presque semblable
avec une structure différente.
Pour chercher à établir la cause qui a déterminé la lamellation de
ces roches feldspathiques ignées, rappelons les faits décrits d'une
manière si détaillée à l'Ascension. Nous voyons qu'un certain nombre
des couches les plus minces sont constituées, en très grande partie,
par de nombreux cristaux excessivement petits, quoique parfaits, de
divers minéraux; que d'autres couches sont formées par la réunion de
globules concrétionnés de différentes espèces, et que souvent on
ne saurait distinguer les couches ainsi constituées des couches
feldspathiques ordinaires et des couches de rétinite, dont la masse
totale est constituée en grande partie. A en juger par plusieurs cas
semblables, la structure fibro-radiée des sphérulites paraît allier
la tendance à la concrétion avec la tendance à la cristallisation; en
outre, les cristaux isolés de feldspath sont tous disposés dans les
mêmes plans parallèles[48]. Ces forces en se combinant ont joué, par
conséquent, un rôle important dans la lamellation de la masse, mais
elles ne sauraient être considérées comme la force primordiale; car
les nodules des différentes espèces, les petits aussi bien que les
plus grands, sont striés intérieurement par des zones nuancées
excessivement fines, parallèles à la lamellation de la masse totale;
et un grand nombre d'entre eux portent aussi à la surface des sillons
et des crêtes parallèles dirigés dans cette même direction, et qui
n'ont pas été produits par décomposition.
On peut voir distinctement que quelques-unes des stries colorées les
plus fines des couches lithoïdes alternant avec l'obsidienne sont dues
à un commencement de cristallisation des minéraux constitutifs. On
peut aussi constater avec certitude que le degré de cristallisation
atteint par les minéraux est en rapport avec la dimension plus ou
moins grande, et avec le nombre des fissures ou des petites
vacuoles aplaties et échancrées. Des faits nombreux prouvent que
la cristallisation est considérablement facilitée quand elle peut
s'opérer dans un espace libre, comme le montrent les géodes, et les
cavités du bois silicifié, des roches primaires et des filons. J'en
conclus que si, pendant le refroidissement d'une masse rocheuse
volcanique, une cause quelconque vient à provoquer la formation d'un
certain nombre de petites fissures, ou de zones de moindre tension
(qui pourront souvent se transformer par dilatation en vacuoles
à contours irréguliers sous l'action des vapeurs comprimées), la
cristallisation des parties constitutives et probablement la formation
de concrétions s'opérera dans ces zones ou y sera notablement
facilitée. Il se produira ainsi une structure lamellaire du genre de
celle que nous étudions en ce moment.
Pour expliquer la formation des zones parallèles de moindre tension
dans les roches volcaniques durant leur consolidation, nous devons
admettre l'intervention d'une cause encore indéterminée; tel est le
cas pour les couches minces alternantes d'obsidienne et de ponces
décrites par de Humboldt, et pour les petites vacuoles aplaties et
irrégulières qu'on observe dans les roches lamellaires de l'Ascension;
car nous ne pouvons concevoir autrement pour quelle raison les vapeurs
contenues dans la masse formeraient par leur expansion des vacuoles
ou des fibres disposées en plans séparés parallèles, au lieu de se
répandre irrégulièrement dans la roche tout entière. J'ai vu dans la
collection de M. Stokes un bel exemple de cette structure dans un
spécimen d'obsidienne du Mexique, nuancé et zoné comme la plus belle
agate, de nombreuses couches droites et parallèles, plus ou moins
blanches et opaques ou presque parfaitement vitreuses; le degré
d'opacité et de vitrification dépendant de l'abondance plus ou moins
grande de vacuoles aplaties microscopiques. Dans cet exemple il semble
certain que la masse à laquelle appartenait le fragment a été soumise
à quelque action, vraisemblablement prolongée, qui a déterminé une
légère différence de tension entre les plans successifs.
Plusieurs causes paraissent pouvoir provoquer la formation de zones
d'inégale tension dans des masses à demi liquéfiées par la chaleur.
J'ai observé dans un fragment de verre dévitrifié des couches de
sphérulites qui, d'après la manière dont elles étaient brusquement
recourbées, semblaient formées par une simple contraction de la masse
dans le vase où elle s'était refroidie. Pour certains dikes de l'Etna
décrits par M. Élie de Beaumont[49], et qui sont bordés par des bandes
alternantes de roches scoriacée et compacte, on est conduit à supposer
que l'étirement des couches environnantes qui a provoqué la formation
des fissures s'est continué pendant que la roche injectée demeurait
fluide. Cependant, si on se laisse guider par la description si lucide
donnée par le professeur Forbes[50] de la structure zonaire de la
glace des glaciers, on arrive à admettre que l'interprétation la plus
vraisemblable de la structure lamellaire de ces roches feldspathiques
doit être cherchée dans l'étirement qu'elles ont subi lorsqu'elles
s'écoulaient lentement suivant la pente alors qu'elles étaient encore
à l'état pâteux[51], exactement comme la glace des glaciers en
mouvement s'étend et se fissure. Dans les deux cas on peut comparer
les zones à celles des plus fines agates; elles s'étendent toujours
dans la direction suivant laquelle la masse a coulé, et celles qui
sont visibles à la surface sont généralement verticales. Dans la
glace les lames poreuses sont rendues distinctes par la congélation
subséquente d'eau infiltrée, et dans les laves feldspathiques
lithoïdes par l'intervention postérieure des actions cristalline et
concrétionnaire. Le fragment d'obsidienne vitreuse de la collection de
M. Stokes et qui est zoné de petites vacuoles, doit ressembler d'une
manière frappante à un fragment de glace zonaire si on en juge d'après
la description du professeur Forbes. Si le mode de refroidissement
et la nature de la masse avaient favorisé sa cristallisation, ou le
concrétionnement, nous aurions pu constater dans l'échantillon dont il
s'agit, de belles zones parallèles différenciées par leur texture et
leur composition. Dans les glaciers les zones de glace poreuse et
de petites fissures paraissent dues à un commencement d'étirement
provoqué par le fait que les parties centrales du glacier progressent
plus rapidement que les parties latérales et que le fond, dont la
marche est retardée par le frottement. C'est pour cette raison que
les zones deviennent horizontales dans certains glaciers d'une forme
déterminée, et à l'extrémité inférieure de presque tous les glaciers.
On pourrait se demander si les laves feldspathiques à lamelles
horizontales ne nous offrent pas un cas analogue. Tous les géologues
qui ont étudié des régions trachytiques sont arrivés à conclure que
les laves de cette série n'ont été qu'imparfaitement fluides. Il est
évident, en outre, que les matières qui ont eu une faible fluidité
sont les seules qui puissent se fissurer et où les différences
de tension puissent provoquer la disposition zonaire, comme nous
l'admettons ici. C'est peut-être pour cette raison que les laves
augitiques, qui semblent généralement avoir joui d'un haut degré de
fluidité, ne sont pas[52] divisées en lames de composition et de
texture différentes, comme les laves feldspathiques. En outre, dans la
série augitique, il ne paraît jamais exister de tendance à l'action
concrétionnaire qui joue, comme nous l'avons vu, un rôle important
dans la structure lamellaire des roches de la série trachytique, ou
qui, tout au moins, contribue à rendre cette structure apparente.