Lucien Cayeux

“ Le ciment est calcaire ; il est formé de carbonate de chaux ancien enveloppé de calcite dominante. Le calcaire ancien se décompose le plus souvent en petits grains arrondis, isolés, enclavés dans un grand élément de calcite et doués d'une orientation quelconque; ils représentent des témoins d'un ciment primordial calcaire, en partie transformé en calcite. Le ciment est teinté par un peu d'oxyde de fer et d'aspect nuageux et sale ; il occupe à peu près autant de place à lui seul que tous les minéraux clastiques et secondaires réunis.
La roche est un grès calcaire passant au calcaire quartzeux. ”

“ Leur individualité est, en effet, plus apparente que réelle. On peut voir notamment de vagues alignements de couleur moins foncée que le minerai se résolvant, à l'œil armé d'une loupe, en traînées calcaires de limite incertaine, passant par tous les degrés à des bancs de calcaire gris clair, cristallin, qui eux aussi se fondent sur les bords avec le minerai proprement dit.
Jamais les oolithes ne sont complètement exclues de ces enclaves calcaires, mais elles cèdent le pas au carbonate de chaux. ”

“ J'ai observé des nucleus d'hématite brune, de même nuance ou non que les enveloppes, des fragments d'oolithes, des débris d'oxyde de fer avec granules de quartz, représentant des morceaux de minerais de fer remaniés, des grains de quartz clastiques ou secondaires, de rares éléments de chlorite avec ou sans quartz, de la sidérose pure ou chargée d'inclusions de quartz et de chlorite et, enfin, quelques restes organiques. Les noyaux de fer carbonate sont fréquents dans les oolithes, lorsqu'ils existent en grand nombre à l'état libre dans le même minerai. ”

“ Quand une solution siliceuse pénètre dans un sable, la silice peut se précipiter de différentes manières. Dans le cas qui nous intéresse, elle se dépose à l'état de quartz autour des grains clastiques en épousant leur orientation optique. Ces grains s'accroissent ainsi aux dépens de la solution et finissent par se mouler les uns sur les autres. Quant au contour primitif des minéraux qui trahissait leur origine clastique, il est ou non souligné par une zone d'impuretés. ”

“ Entre les grès à ciment calcaire intact et les grès à ciment siliceux et quartzites, il existe de nombreux termes de transition qui mettent admirablement en lumière le phénomène d'épigénie. D'où le problème de l'origine des « grès » du Tertiaire parisien prend cette forme nouvelle : Etant donné un sable dont les éléments minéraux sont plongés dans une gangue calcaire, à quelles conditions doit satisfaire une solution siliceuse qui traverse la masse sableuse, pour que la silice déplace le carbonate de chaux ? ”

“ Loin de se borner à participer à la constitution des minerais, la très grande majorité des organismes précités représentent un élément très important, en ce qu'ils subissent des changements de composition, en tous points comparables à ceux des oolithes. C'est ainsi que les restes de Mollusques et d'Echinodermes, pour ne parler que des plus répandus, peuvent être fossilisés par divers minéraux, tels que calcite, sidérose, hématite, chlorite, magnétite et pyrite. En outre, minéralisés ou non, ils sont pour les oolithes une source inépuisable de nucléus. ”

“ Par exemple, les grains de sidérose de la couche grise viennent invariablement de la couche grise, originellement plus développée ne surface qu'elle ne l'est aujourd'hui, et jamais d'une autre couche. Il y avait donc quelque part, dans le prolongement des horizons qui contiennent ce type de sidérose, du carbonate de fer en voie de formation, continuellement détruit et converti en grains, entraînés et distribués par les courants. Tout porte à croire que le milieu générateur se trouvait le plus souvent vers le large et que la remise en mouvement de la sidérose n'implique aucune émersion. ”

“ Une cassure lustrée est toujours l'indice de grains de quartz capricieusement découpés à la surface, par suite d'un accroissement secondaire très irrégulier, et d'une soudure intime des minéraux au ciment. ”

“ Pluralité d'origine de l'hématite. L'hématite est la forme la plus répandue des composés ferrugineux en présence, sans doute parce qu'elle est la plus stable et, en même temps, le terme auquel aboutissent les autres éléments par décomposition. Ses origines sont très diverses.
Elle dérive de la sidérose et de la chlorite, et nous venons de voir qu'il y a les plus sérieuses raisons de penser qu'elle résulte également de l'épigénie directe, à grande échelle, de la calcite des oolithes, des organismes et du ciment. ”

“ Si l'on cherche à démêler les conditions de milieu qui ont marqué leur empreinte sur les minerais engendrés, un facteur s'impose avant tout autre à l'attention : l'extrême abondance des Crinoïdes, et partant, de la matière organique en décomposition. II est, en effet, très frappant d'observer que les minerais petris de Crinoides sont des minerais d'hematite rouge et d'oligiste. Ii y a un lien trop étroit entre les deux choses pour qu'il soit fortuit. Lors même que la roche n'est point un minerai typique, mais un calcaire à entroques minéralisé, c'est l'hématite rouge qui prévaut. ”

“ MOLLUSQUES. - Ils jouent, à eux seuls, un rôle beaucoup plus important que tous les autres groupes réunis. Les « stériles » calcaires en sont pétris, au point de constituer des lumachelles typiques. Toutes les dimensions s'observent: fragments de grande taille, submicroscopiques et surtout microscopiques. On peut ajouter qu'ils revêtent toutes les formes, jusqu'à celles des oolithes. Leur microstructure est fréquemment de conservation parfaite; seules la sidérose et la magnétite la détruisent invariablement; la chlorite contribue également à l'effacer. ”

“ Dans le calcaire, imprégné d'oxyde de fer, servant de transition au substratum, on voit apparaître, ici, une oolithe ferrugineuse, là, un article de Crinoïde, au squelette ferrugineux revêtu d'un cadre d'hématite. C'est ainsi que débute le minerai proprement dit. Ces éléments se multiplient avec la hauteur, et le minerai typique se développe.
Loin d'être toujours semblable à lui-même, le minerai est sujet à d'infinies variations visibles au microscope. ”

“ L'oxyde de fer, qui teinte le calcaire à sa partie terminale, est une hématite brun jaunâtre, foncièrement différente de celle du minerai. Sa distribution est loin d'être uniforme. Tantôt, le fer oxydé imprègne toute la masse, soit au même degré, soit avec une tendance à augmenter vers le contact; tantôt, il respecte des îlots, des traînées qui ont complètement échappé au phénomène d'imprégnation. Ailleurs, il y a concentration de l'hydroxyde en un mince liséré qui suit le contact, tout en laissant transparaître le fond calcaire. ”

“ Minerai brun clair, tachant les doigts en brun jaunâtre. Les échantillons sont pétris d'oolithes et montrent ou non quelques filets calcaires interstratifiés, se résolvant à la loupe en concentrations d'organismes. Partout où le ciment est visible, il est gris clair, brillant et de nature certainement calcaire. ”

“ J'ai déjà noté le fait que les oolithes laissent deviner la présence de la chlorite lorsque les coupes sont suffisamment minces. Dans les mêmes conditions, elles polarisent, soit dans la zone corticale seule, soit dans toute l'épaisseur, quand le nucleus n'est pas un corps étranger. La croix noire déformée que présentent tous les individus est non moins nette que celle des oolithes chloriteuses. Selon toutes probabilités, ces phénomènes de polarisation appartiennent en propre à une masse chloriteuse servant de support à une certaine quantité d'hématite. ”

“ Quand par exception l'hématite en fait partie intégrante, son rôle est très inférieur à ce que l'aspect souillé des préparations fait supposer.
Le type calcaire est le plus répandu de tous. Puis vient, par ordre d'importance, le ciment calcaréo-argileux. Il est intéressant parce qu'en présence de l'argile la calcite tend toujours à réaliser sa forme propre. C'est ainsi que la gangue du minerai de Latrecey se décompose en une infinité de petits rhomboèdres parfaits, de grains subrhomboédriques noyés dans une trame insignifiante d'argile. ”

“ Que si, d'aventure, on estime qu'elles occupent une place exagérée dans mon travail, je n'en demeurerai pas moins persuadé que pour étayer solidement une synthèse il faut des faits et toujours des faits. Aussi longtemps que je pourrai sacrifier au microscope, j'entends rester fidèle à la méthode que j'ai délibérément faite mienne à mes débuts, et ne jamais reculer devant une analyse de très longue haleine, dans l'espoir d'en tirer ne fut-ce qu'une parcelle de vérité. ”

“ ÉTUDE MICROGRAPHIQUE. - Au microscope, la roche se résout en un minerai oolithique pauvre, à gangue essentiellement calcaire.
Les oolithes, pareilles à celles de la couche supérieure, mais en moyenne plus grosses, sont très belles et pourvues d'une structure concentrique toujours un peu vague. Un grand nombre de leurs noyaux sont formés d'hématite brun acajou très limpide, en tous points identique à celle de certains corps ferrugineux non oohthiques, d'origine organique. La proportion d'individus fragmentaires est peu élevée. ”

“ Plus que tous les autres, ceux de la couche noire, parfois très chargés de sidérose, plus ou moins chloritisée et quartzifiée, sont riches en enseignements de toutes sortes.
Par ses multiples générations, susceptibles de s'élever à trois, quatre et peut-être cinq, le fer carbonaté des minerais de Godbrange revêt un intérêt de tout premier ordre. Non seulement il engendre de la chlorite et de l'hématite, ce qui n'est pas un fait nouveau pour nous, mais il prend naissance secondairement aux dépens de ces mêmes composés ferrugineux. ”

“ Dans un autre ordre d'idées, l'évidence même de la minéralisation, à tous les degrés, d'un ciment calcaire très développé, non moins que la présence d'innombrables restes organiques, primitivement calcaires et aujourd'hui plus ou moins hématisés, apportent de nouveaux arguments à l'appui de la thèse, qui me paraît plus que jamais l'expression de la vérité, à savoir l'existence, pour les minerais oolithiques analysés, d'un point de départ uniforme, constitué par des matériaux calcaires : oolithes et organismes. ”

“ Sans figurer de façon constante dans la gangue, la pyrite de fer y peut revêtir une notable fréquence, sous la forme d'éléments toujours irréguliers (grains, amas, traînées) , moulant oolithes et restes organisés, et les envahissant même à grande échelle. Qu'elle ait pris la place de la chlorite, il y a bien des raisons de le croire, mais il se peut également qu'elle soit un produit de substitution au carbonate de fer. Quelques grains de pyrite sont revêtus de sidérose fibreuse, à la façon des oolithes, preuve qu'une génération de fer carbonaté est postérieure à la genèse de fer sulfuré. ”

“ Tout en affectant un petit nombre d'individus, la dislocation des oolithes est poussée plus loin, c'est-à-dire que le phénomène aboutit à une véritable mise en pièces de quelques concrétions.
Plusieurs morceaux de minerais remaniés font partie de chaque section.
Quelques-uns, caractérisés par la présence d'une quantité de granules de quartz clastiques, procèdent d'un minerai spécifiquement différent de la couche grise. Les autres sont pétris d'oolithes incrustées par de l'hématite. La sidérose détritique, plus ou moins transformée, ne figure ni dans les uns, ni dans les
autres. ”

“ Un fragment de minerai inclus dans la couche moyenne nous apprend quelque chose de plus. Dès l'instant qu'un élément tout à fait exceptionnel, comme le quartz rhomboédrique secondaire, existe à la fois dans les matériaux remaniés et dans la gangue du minerai, on est fondé à dire que le minerai et le fragment en question ont pris naissance dans le même milieu. En réalité, la signification de ces éléments microscopiques est exactement celle des galets de minerai signalés au sommet de la couche supérieure. ”

“ Des oolithes qui, pour exceptionnelles qu'elles sont, n'en ont pas moins un grand intérêt, se résolvent en une association d'hématite et de calcite dans la zone corticale. Observées, à raison d'une ou plusieurs par section, depuis les calcaires ferrugineux exploités, jusqu'au-dessous de la couche grise, elles ont à mes yeux la valeur de témoins d'une formation oolithique calcaire, d'où procède le minerai par une série de métamorphoses.
Les organismes ne jouent vraiment un rôle important que dans les calcaires ferrugineux exploités. ”

“ Il n'échappe pas que les caractères de la couche inférieure brune posent une foule de questions qu'il est impossible de traiter à fond, sans aborder du même coup le sujet qui domine toute notre étude, c'est-à-dire l'origine du minerai. Continuant à accumuler des faits pour les mettre en valeur plus tard, notons que la taille des oolithes s'est accrue en même temps que celle des matériaux détritiques, tels que grains de sidérose plus ou moins quartzifiés et morceaux de minerai remis en mouvement, particularité qui plaide avec d'autres en faveur d'une origine clastique. ”

“ La transformation des oolithes vertes en oolithes brunes est tout ce qu'il y a de plus net. Il n'est pas inutile d'ajouter que de petites lentilles d'oolithes, plus ou moins chargées de magnétite sur un centième d'épaisseur, peuvent être incluses de toutes parts dans le minerai chloriteux. En sorte que la formation de cette lentille, subordonnée à la couche grise et tout à fait indépendante du « minerai noir », prélude en quelque sorte à celle du grand amas de fer magnétique. Le fait est à rapprocher de l'apparition de la magnétite dans la sidérose clastique du mur. ”

“ Tous les passages s'observent entre la gangue exclusivement calcaire et le ciment tout entier hématisé, mais, en général, le calcaire l'emporte très sensiblement sur l'oxyde de fer. L'absence de fer carbonaté, de la chlorite et de l'argile visible contribue encore à différencier les minerais passés en revue de ceux de Lorraine.
Quant aux rapports du calcaire et du fer oxydé, ils démontrent l'antériorité de la calcite à l'hématite dans la plupart des cas. La notion de génération simultanée paraît s'imposer dans les autres. ”

“ L'oxyde de fer s'est-il formé d'emblée, ou bien dérive-t-il d'autres composés ferrugineux qui auraient pris la place du calcaire ? Un fait est hors de discussion. II y a dans la roche une grande masse d'oxyde de fer qui s'est substituée à du carbonate de chaux organique et inorganique, mais on ne peut rien dire des étapes franchies entre le calcaire et l'hématite. La chlorite a joué un rôle, comme le prouvent les spicules verdis. Toutefois, on ne la voit nulle part dans la masse même du minerai en plages ou amas passant au fer oxyde. ”

“ Moins répandue que la magnétite, l'hématite s'associe avec elle dans les mêmes conditions que la chlorite. Beaucoup d'oolithes se décomposent en une couronne de magnétite de n'importe quelle épaisseur, nettement arrêtée vers l'intérieur, et le plus souvent pourvue de prolongements irréguliers qui pénètrent plus ou moins loin dans l'hématite. D'autres fois, l'invasion se fait de la façon la plus capricieuse dans toute la masse de l'oolithe. En apparence, au moins, la magnétite se substitue à l'hématite. ”