F. Fouqué

“ Parmi les échantillons cristallins tranchés dans une coupe, les uns offrent une surface toujours lisse ; d’autres se montrent au contraire constamment criblés de fines inégalités et possèdent un aspect chagriné tout spécial. Quand un minéral est flexible, le microscope le montre en feuillets d’une ténuité extrême, contournés et tordus ; s’il est rigide, cette propriété est attestée par des cassures à arêtes vives.
En un mot, une foule de caractères distinctifs des minéraux cristallisés très petits peuvent être constatés au microscope ordinaire, privé de tout moyen auxiliaire spécial ”

“ Ainsi le microscope rend compte des conditions qui ont présidé à la genèse des minéraux.
Une autre conquête précieuse de la géologie micrographique a été la détermination exacte des élémens intégrans des roches. Celui qui pour la première fois examine au microscope une lamelle mince taillée dans un caillou quelconque demeure le plus souvent émerveillé devant la multitude et la variété des élémens qui frappent son regard. Souvent, plus la roche considérée à l’œil nu semblait compacte et plus elle se montre alors riche en matériaux cristallins. ”

“ Quand un rayon de lumière se propage dans un milieu quelconque, il se produit tout le long de son trajet des vibrations au sein d’un fluide impondérable, désigné par les physiciens sous le nom d’éther. Ce fluide est répandu partout ; il existe aussi bien dans le vide des espaces planétaires que dans l’intervalle des molécules qui composent les substances matérielles. Les vibrations de la lumière naturelle sont désordonnées ; celles de la lumière polarisée se font au contraire avec une régularité parfaite. ”

“ C’est ainsi que, dans les préparations minces de granit, on voit le polychroïsme du mica s’accuser par des passages du brun clair au gris très foncé, et, dans les syénites, celui de l’amphibole se manifester par des changemens de teinte du jaune clair au vert-bouteille, suivant la façon dont on opère l’éclairement. Les données que fournit l’examen optique suffisent en général, à elles seules, pour permettre de déterminer sûrement les minéraux que l’on aperçoit au microscope dans une lamelle mince. ”

“ L’exposé qui vient d’être présenté donne un aperçu des grandes questions dont la géologie micrographique procure la solution, des problèmes nouveaux qu’elle soulève et des moyens d’action dont elle dispose. Il est impossible de prévoir l’étendue de ses conquêtes prochaines. Chaque jour elle produit des publications nouvelles ; les travaux de recherche qu’elle suggère ou favorise s’accumulent rapidement, et cependant elle n’est encore qu’à son début ; jamais la science n’a vu s’ouvrir devant elle un champ d’exploitation plus vaste et plus riche. ”

“ Avant l’application du microscope à l’étude des roches, les géologues avaient vainement cherché à se rendre compte de la constitution de cette matière imparfaitement fluide ; les hypothèses les plus étranges avaient été émises sur les causes de son extrême viscosité. Maintenant on sait qu’une lave, au moment où elle arrive au jour, possède déjà presque tous ses cristaux ; les minéraux du premier stade de consolidation y sont tout formés et les microlithes, bien que continuant à se multiplier, y sont déjà d’une extrême abondance. ”

“ DU MICROSCOPE A LA GEOLOGIE Le progrès des connaissances humaines ne s’accomplit pas d’une façon régulière et continue ; c’est par soubresauts qu’il s’opère. Quelquefois un homme de génie détermine un nouvel élan de la science par la seule puissance du reflet divin qui l’anime ”

“ Quant à l’analyse elle-même, rien ne la remplace, rien n’équivaut à la détermination complète des élémens chimiques qui entrent dans la composition d’une substance dont il s’agit d’apprécier rigoureusement la nature minéralogique. Le microscope, loin de faire abandonner ou reléguer au second plan les manipulations chimiques, n’a fait qu’en démontrer la nécessité. ”

“ Quand deux nicols sont ainsi croisés, si aucune substance hétérogène au point de vue optique n’est interposée entre eux, nul rayon lumineux ne peut traverser le système ; les vibrations qui émergent du premier nicol sont complètement arrêtées par le second, l’obscurité est complète à la sortie des prismes, quelque intense que soit l’éclat du rayon de lumière incidente. Mais les choses se passent en général tout autrement lorsque l’on fait glisser entre les nicols croisés une lamelle mince composée de minéraux cristallisés. ”

“ Le microscope fait apercevoir dans les minéraux des détails de structure qui échappent à tout autre procédé de recherche ; il montre les inclusions, permet d’en apprécier la nature, il révèle les altérations secondaires des cristaux, les modifications qu’ils ont subies, soit spontanément, sous l’influence des forces moléculaires intérieures, soit indirectement sous l’action des agens extérieurs. Un corps est-il fortement réfringent, le fait est aussitôt dévoilé par les ombres fortement accusées qui lardent le pourtour de ses sections et par le relief accentué qui les signale. ”

“ Le microscope apporte son puissant concours à la solution de la question. Il montre que certains corps passent brusquement de l’état amorphe à l’état cristallisé, tandis que d’autres au contraire présentent des états intermédiaires qu’il apprend à connaître ; à cette seconde catégorie de produits appartiennent la silice et ses composés, c’est-à-dire la plupart des minéraux qui font partie intégrante des roches. Dans les roches volcaniques par exemple, on voit à l’aide du microscope les différens états que peut affecter chacun de ces corps ”

“ La plupart des sections des cristaux compris dans la coupe s’éclairent vivement. Certains minéraux prennent des nuances d’un blanc bleuâtre délicat, d’autres s’illuminent de teintes d’une richesse et d’une intensité incomparables. Rien n’égale la splendeur des colorations que présentent quelques assemblages d’espèces cristallines diverses. Le grès de nos pavés, le granit commun, le basalte si noir et si compact quand on le considère en masse, prennent en lamelles minces dans ces conditions l’apparence de brillantes mosaïques. ”

“ Les minéraux qui les composent étaient pour la plupart irrégulièrement brisés, l’épaisseur inégale des grains amenait des jeux de lumière, défavorables à la précision des observations, enfin l’agencement des minéraux entre eux ne pouvait plus être reconnu. Cordier et les minéralogistes de son école recommandaient, à la vérité, de comparer les élémens des poudres provenant de l’écrasement des roches cristallisées avec des fragmens de mêmes dimensions obtenus par le concassage de minéraux connus, mais cette méthode empirique était d’une application malaisée ”

“ Une pareille évolution scientifique ne doit point rester cachée derrière les murs des laboratoires. Ceux qui s’intéressent aux progrès de l’esprit humain doivent en être avisés ; c’est pourquoi, malgré l’âpreté du sujet, j’ose entreprendre d’en montrer la fécondité et l’ampleur.
I Le procédé qui sert de base aux études actuelles de géologie micrographique consiste dans la réduction des minéraux et des roches en lames minces, susceptibles d’être observées par transparence. ”

“ C’est ce qui a lieu, par exemple, pour les minéraux de la famille des feldspaths. Ces composés, très fréquens dans les roches, se ressemblent beaucoup par la plupart de leurs propriétés physiques ; ils sont également blancs ou incolores, leurs formes sont presque identiques, leur structure est la même et leurs propriétés optiques sont peu différentes. Quand ils sont en cristaux allongés dans une direction unique par rapport aux arêtes qui limitent leurs formes, il est assez facile de les distinguer les uns des autres au microscope ”

“ Cordier seul ne se fit pas illusion. Il avait vu dans les roches réduites en petits fragmens granuleux tout ce qu’on peut y apercevoir avec un faible grossissement (15 à 20 diamètres) ; il avait reconnu la cristallinité des laves et parfaitement distingué parmi les matières de provenance volcanique, d’une part celles dans lesquelles prédominent les élémens cristallins, et d’autre part celles qui sont essentiellement vitreuses. Mais les minéraux véritablement microscopiques et les particularités de la structure profonde des roches lui avaient échappé ”

“ Les observations microscopiques ont donné la clé de l’énigme ; en effet, dans la plupart des roches elles ont fait apercevoir, répandus çà et là au milieu d’autres élémens cristallins plus abondans, deux minéraux, le sphène et l’apatite, le premier possédant de l’acide titanique et le second de l’acide phosphorique dans leur composition. Au point de vue agronomique, la dissémination universelle de l’apatite dans les roches cristallines est un fait qui mérite au plus haut degré d’attirer l’attention. ”

“ Refaire de toutes pièces une substance naturelle en partant de ses élémens chimiques a toujours été le but convoité par les naturalistes expérimentateurs. Opérer une synthèse dans des conditions normales, c’est imiter la puissance créatrice et mettre à découvert ses secrets. Quel plus noble sujet d’ambition ! Les succès obtenus de ce côté par les minéralogistes français sont l’une des gloires de la science. Cependant jusqu’à présent on n’avait pas réussi à reproduire la plupart des minéraux des roches volcaniques ”

“ Pratiquement, la réalisation du phénomène est des plus simples : sur une lamelle mince donnée, on fait tomber la lumière polarisée sortant d’un nicol ; les minéraux polychroïques compris dans la lamelle prennent certaines teintes déterminées ; puis on tourne brusquement le nicol de 90 degrés autour de l’axe du microscope : les vibrations de la lumière émergente se font dans un plan à angle droit sur le plan de vibration précédent. ”

“ Lorsque des cristaux microscopiques sont enchevêtrés et intimement soudés les uns aux autres, comme ils le sont généralement dans les roches, une coupe mince les atteint dans une direction quelconque ; des cristaux de même forme, appartenant à la même espèce minérale, se trouvent tranchés dans les orientations les plus diverses, et, par conséquent, offrent des sections de forme variée. Si plusieurs minéraux visibles dans une préparation affectent la même couleur, comment les distinguer ? Le système cristallin d’un minéral en gros cristaux isolés est déterminé par des mesures d’angles solides ”

“ L’étude des êtres organisés a pris aussitôt un essor inattendu ; l’anatomie et la physiologie végétale se sont entièrement transformées ; les sciences zoologiques ont vu leur domaine s’agrandir au-delà de toute limite prévue, et les secrets de la vie ont été poursuivis dans ses plus mystérieuses fonctions. ”

“ Elles sont tellement positives et d’une vérification si usuelle qu’elles donnent à la détermination des minéraux microscopiques un cachet remarquable de simplicité et de précision.
Lorsqu’une lamelle mince offre en coupe un grand nombre de sections diverses de minéraux cristallisés, comme cela se produit par exemple lorsqu’elle est taillée dans une roche, parmi les sections observées il en est un certain nombre qui précisément se trouvent dans la position d’extinction et qui par conséquent se montrent teintées de noir ”

“ La silice libre, par exemple, est un véritable Protée ; sans changer de composition, elle est également commune à l’état de tridymite, de quartz globulaire, de calcédoine, de cristal de roche. La chimie est impuissante pour faire distinguer ces variétés d’un même corps, et cependant leur détermination est indispensable à la connaissance des roches, car ils constituent pour celles-ci un élément de premier ordre au point de vue de la classification. Alors le microscope intervient ”

“ Mais il n’en a pas été de même pour un certain nombre de porphyres et pour la plupart des roches volcaniques. Ici, la seconde phase de consolidation n’a pas été complète ; elle a donné naissance à un immense développement de cristaux, mais une certaine quantité du magma initial est encore demeurée à l’état de matière fondue et ne s’est solidifiée que postérieurement.
Les cristaux du second stade sont dans ce cas de très petites dimensions, ce qui leur a fait donner le nom de microlithes ; le microscope seul permet de les apercevoir. Ils ont été produits dans un liquide en mouvement ”

“ Il est un problème minéralogique qui depuis longtemps préoccupe tous ceux qui s’intéressent à la philosophie des sciences naturelles, c’est celui du développement de la cristal Unité dans une substance primitivement amorphe. ”

“ Le travail de Sorby avait eu pour effet de démontrer par un exemple frappant combien il est aisé de mettre en pratique le procédé de Nicol pour la taille des minéraux durs et quel parti l’on en pouvait tirer pour la solution d’importantes questions géologiques. ”

“ Ces manipulations chimiques, effectuées souvent sur une fraction de milligramme de matière et avec une goutte de réactif, ne laissent rien à désirer sous le rapport de la sensibilité et de la précision. ”

“ La découverte de ces sortes d’inclusions a clos immédiatement les discussions qui, depuis bientôt un siècle, divisaient les géologues sur le mode de formation d’un grand nombre de roches. Tous les massifs pierreux composés d’élémens cristallins à inclusions exclusivement vitreuses sont maintenant considérés comme ayant été engendrés par voie ignée. C’est ainsi que la liste des roches volcaniques se trouve aujourd’hui considérablement accrue. ”

“ L’opération s’exécute plus commodément encore quand on dispose, soit d’une petite meule, soit d’un tour de lapidaire. Il n’est besoin ni d’un apprentissage prolongé, ni d’une grande habileté manuelle, mais seulement d’un peu de patience et de soin. ”