Lucien Cayeux

“ Cassure grenue ; seuls les quartz des parties foncées sont tranchés par la cassure; ils appellent l'attention par un éclat gras que le fond mat de la roche contribue à faire ressortir. A la loupe, on reconnaît que le ciment des parties ocreuses brun clair se borne à encroûter les grains de quartz, tandis qu'il oblitère tous les vides des parties foncées. Il en résulte que la cohérence de la roche change d'un point à l'autre. Les grains ne sont solidement agrégés que dans les zones brunes; partout ailleurs on les détache facilement à l'ongle. ”

“ 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 ? ”

“ La roche est de couleur gris foncé, sauf à la périphérie où la teinte passe brusquement au gris clair. A la loupe on discerne partout un ciment qui présente la couleur même du grès. L'aspect terne et amorphe du ciment fait ressortir les grains de quartz surtout dans les parties claires. La masse principale des échantillons, colorée en gris foncé, offre une cassure irrégulière, un peu satinée, qui tranche sans exception tous les minéraux; par places elle tend à devenir régulière, plane et franchement lustrée. ”

“ On voit, par exemple, la limite des silex s'effacer complètement et le ciment passer au silex par degrés insensibles; ailleurs, c'est la composition du silex qui se modifie au contact du grès. Les changements de composition et de structure subis par les galets siliceux ne peuvent s'expliquer que par la dissolution et la reprécipitation sur place d'une partie de la silice des silex et phtanites. Le phénomène se produit en certains points seulement de la périphérie des galets et à une petite échelle; la remise en mouvement d'une certaine quantité de silice n'en est pas moins évidente. ”

“ La majorité des éléments de quartz sont revêtus d'une auréole de quartz secondaire orientée comme le quartz ancien. Le contour primitif des grains est déterminé soit par une ligne d'impuretés qui le souligne, soit par les nombreuses inclusions qui ne pénètrent jamais dans les auréoles. La silice secondaire ne s'est développée qu'autour des grains de sable.
Partout où le quartz secondaire existe, les minéraux sont moulés les uns sur les autres et les vides ont disparu ; la structure est celle d'un quartzite. ”

“ Or on peut s'assurer au microscope que les deux parties de couleur très différente ont rigoureusement la même composition minérale, que les matériaux détritiques et le ciment figurent de part et d'autre avec le même degré de fréquence. Seule la structure de la roche varie. Partout où la coloration est foncée la majorité des grains de quartz présentent l'accroissement très irrégulier que j'ai analysé plus haut; partout où la roche est très claire, les grains
de sable non auréolés l'emportent sur les minéraux développés par accroissement secondaire. ”

“ La roche n'est pas un silex, mais un quartzite à ciment de calcédoine.
En résumé les grès de la Carrière des Maréchaux ont des structures qui expliquent clairement les différences de qualité des matériaux qu'ils fournissent. Les quatre échantillons étudiés correspondent à quatre types distincts; il est probable que l'examen d'un plus grand nombre de spécimens révélerait l'existence de structures encore plus variées. Tous ces « grès » dérivent d'un sable dont les grains étaient englobés dans un boue qui a servi plus tard de ciment; il ne reste aucun vestige de la gangue originelle. ”

“ BARTONIEN. Les grès bartoniens sont en majorité siliceux. Leur composition se signale par les traits suivants : un certain nombre renferment des corps oolithiques on n'en trouve aucune trace dans les autres étages; - les minéraux lourds font complètement défaut ou sont très rares ; les feldspaths sont d'une grande rareté ou absents; les débris de silex manquent presque toujours; la présence de la glauconie est exceptionnelle; par contre l'existence de débris organiques est presque constante.
STAMPIEN. Le seul caractère propre aux grès de Fontainebleau est la fréquence des agrégats de quartz ”

“ 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. ”

“ La roche est stratiforme, constituée par des lits de couleur variée, gris jaunâtre, brun clair, etc., suivant la proportion de limonite qui l'imprègne. On y distingue de nombreuses zones micacées quelquefois exclusivement formées de paillettes juxtaposées. L'état d'agrégation est très faible ; sous une simple pression des doigts les éléments se séparent et la roche tout entière se transforme en sable. A la loupe aucun des grains de quartz n'est brisé; le choc du marteau désagrège les minéraux sans les diviser. ”

“ Elles ont été silicifiées, comme la craie a été silicifiée pour former les silex, mais là s'arrête leur analogie avec les silex. Les grains de quartz qui ne font jamais défaut et qui peuvent être nombreux, l'absence absolue d'organismes siliceux et partant l'origine de la silice, le ciment presque toujours cristallisé en quartz grenu, et les caractères lithologiques qui en sont la conséquence, tout cela éloigne beaucoup les « silex à Nummulites » des vrais silex. Ces roches ne peuvent rentrer ni dans les silex, ni dans les grès. ”

“ Les nodules sont en réalité des rognons de grès, très riches en éléments de quartz. Les matériaux détritiques ont ici* une physionomie exceptionnelle. Ce sont des grains de petite taille, toujours anguleux, figurant plutôt des esquilles, des éclats de quartz que des grains roulés (fig. 1) . Aucune trace d'usure n'est visible. Le minéral est souvent d'une pureté idéale. Les grains de diamètre et de forme très variables sont plongés dans un ciment de marcassite qui constitue à peu près la moitié de la roche et donne naissance à une trame massive, homogène et continue. ”

“ Les matériaux les plus volumineux sont arrondis; tous les autres, c'est-à-dire la grande majorité, ont une forme anguleuse, parfois même très découpée.
Les contours des éléments sont nettement arrêtés et donnent l'impression de corps tout à fait indépendants du ciment, un certain nombre de grains se signalent par des bords un peu dentelés avec des limites indécises. Il y aura lieu de revenir sur cette particularité en étudiant les grès lustrés. L'accroissement secondaire n'est visible que chez un très petit nombre d'individus. ”

“ Dans une plage de composition très aberrante, le ciment l'emporte de beaucoup sur les minéraux; il est formé par un calcaire très fin, homogène qui ne laisse qu'une place insignifiante à la silice secondaire. Il est évident que le ciment de quartz microcristallin, calcarifère ou non, a pris la place d'un ciment exclusivement calcaire. On peut d'ailleurs recueillir des preuves de la substitution de la silice au calcaire en une foule de points de la roche; des fragments de test de Mollusques et des corps oolithiques sont également en voie de silicification. ”

“ Les caractères positifs qui permettent de reconnaître les quartzites font toujours défaut dans le grès proprement dit. La roche possède un ciment plus ou moins visible à la loupe; la cassure est grenue, semi-grenue ou tranchante; elle n'est jamais très écailleuse ou lustrée. Quelques écailles apparaissent dans le grès-quartzite ; on reconnaît aisément à leur peu de fréquence qu'on est en présence d'un grès à noyaux de quartzite. ”

“ A la loupe, on distingue les grains de sable plongés dans un ciment qui paraît amorphe, du moins aux faibles grossissements. Le grès à ciment n'existe qu'autour des silex; mais le développement en est fort irrégulier. Un même silex est entouré d'un côté par du grès très cristallin et de l'autre par du grès à ciment, et ces deux types passent insensiblement de l'un à 1 autre. La modification de structure en rapport avec les silex peut s'observer sur plus de 1 centimètre de large. Dans tous les cas, la soudure avec le silex
est des plus intimes. ”

“ Les grains de sable qui circonscrivent ces grandes plages de ciment se touchent deux à deux ou non; dans tous les cas, des zones très fines et continues tapissent les vides. A l'intérieur de chacune de ces plages, il s'est développé des centres de cristallisation d'autant plus nombreux que les vides étaient plus grands. Chaque centre présente une structure zonaire qui lui est propre. Ceux qui ont pris naissance à proximité des éléments de quartz ancien ont leurs zones externes qui se raccordent avec les zones les plus externes de ces éléments. ”

“ Il s'établit par les différents processus analysés une solidarité étroite entre les grains de quartz et le ciment. La structure observée rend les minéraux et le ciment absolument inséparables. C'est le point de départ de l'apparence lustrée du grès de Lignereuil et de la couleur spéciale des parties lustrées, ainsi que je le montrerai dans le chapitre des conclusions.
La majorité des minéraux ayant perdu leurs contours clastiques, le grès lustré doit être rangé dans les quartzites-grès à ciment de quartz. ”

“ Le liséré de quartz secondaire, qui paraît simple en lumière blanche, se décompose en lumière polarisée en plusieurs segments d'orientation différente dont un seul est orienté comme le noyau de quartz ancien. Il arrive même que
l'extinction de tous les segments soit absolument indépendante de celle du grain de sable qu'ils circonscrivent; 12. L'auréole qui présente une individualité très nette en lumière blanche est formée, pour une partie, de petits grains de quartz juxtaposés comme ceux du ciment. ”

“ LANDÉNIEN. Les grès landéniens sont dépourvus d'organismes comme les précédents, mais les feldspaths et débris de silex qui figurent avec une constance remarquable dans les grès sparnaciens manquent dans la majorité des échantillons landéniens; par contre les minéraux lourds sont représentés dans chaque préparation.
YPRÉSIEN. Les grès yprésiens se distinguent au point de vue minéralogique par la présence constante des feldspaths détritiques susceptibles de figurer en grand nombre dans certains échantillons. La glauconie existe toujours, mais en proportion très variable. ”

“ De sorte qu'en lumière blanche, le ciment dessine un réseau très lâche et continu qui marque la place des grains, et souligne l'importance des vides. Les minéraux ne se touchent pas directement, c'est-à-dire que la couronne ferrugineuse n'est jamais interrompue à leur contact. Il y avait donc un ciment à l'origine du dépôt. La trame ferrugineuse actuelle n'est certainement pas le ciment primordial.
La roche est un grès ferrugineux à ciment de limonite très incomplet. ”

“ Il reste évident que les galets siliceux exercent dans leur voisinage une influence sur la composition et la structure du ciment. La silice secondaire fixée dans la zone d'influence des phtanites subit une destinée spéciale et affecte des manières d'être qui font absolument défaut loin des corps siliceux.
La délimitation des enclaves de phtanite et du « grès » est souvent incertaine (Pl. X, fig. 21) . Le phtanite en lumière polarisée peut être identique au ciment du grès; le quartz en menus éléments y figure en abondance. ”

“ Les minéraux du grès bisette sont presque contigus. Ils sont agglutinés par un ciment, d'apparence plus ou moins sale en lumière blanche, et qui se résout en opale indifférenciée généralement dominante, accompagnée de quartz très finement grenu.
Les petits granules de quartz à peine perceptibles aux faibles grossissements gisent pêle-mêle au milieu de la trame d'opale; ils sont susceptibles de se multiplier par places au point d'engendrer une mosaïque extrêmement fine. ”

“ Il est pourtant bien difficile de concevoir comment l'action de l'atmosphère peut transformer un grès- essentiellement composé de gros grains de quartz clastique en une roche radicalement différente, formée de menus grains de quartz, plongés dans un ciment susceptible de l'emporter sur les minéraux. ”

“ J'estime que les conditions de gisement des grès en place sont en contradiction avec l'hypothèse d'une décalcification générale, faisant disparaître, non quelques débris calcaires, mais une masse de carbonate de chaux assez importante pour isoler tous les minéraux. Toutes les probabilités sont en faveur de la première interprétation : Les sables transformés en grés étaient les seuls sables calcaires. ”

“ La formation en deux temps des grains de quartz est remarquablement nette. Beaucoup d'individus sont bourrés d'inclusions liquides ou solides; les premières comportent généralement une bulle de gaz mobile; une baguette de tourmaline figure parmi les secondes. Des impuretés entourent souvent le noyau primitif d'un liséré très apparent; le quartz de l'auréole est complètement dépourvu d'inclusions. ”

“ Le grès est lustré à la périphérie et terne au centre. Le grès lustré est teinté en gris très foncé, doué d'un éclat gras très marqué et d'aspect satiné; à la loupe, on discerne difficilement un ciment, et toute la masse semble cristalline. ”

“ Dans les rares échantillons où j'ai noté la présence du quartz rongé, la gangue pénètre dans toutes les découpures des minéraux. La corrosion s'étant toujours opérée in situ, on est amené à supposer, comme je l'ai fait remarquer pour la roche de Marlemont (p. 25) , que le ciment s'est développé aux dépens des matériaux clastiques. Il n'est jamais possible d établir dans quelle mesure il a empiété sur les minéraux. Il est de règle que le ciment qui remplit les anfractuosités des minéraux rongés ne diffère, du reste, de la gangue ni par sa composition, ni par sa structure. ”