ORIGINE DES ENCLAVES D'AMPHIBOLITES ET DES GNEISS GRIS

L'origine des enclaves d'amphibolite que nous avons longuement décrites et qu'on trouve en plus où moins grande abondance dans presque trous les massifs granitiques où gneissiques de la région, constitue un problème non seulement intéressant mais encore de la plus haute importance pour la compréhension des phénomènes géologiques qui affectèrent cette région. On connait, en d'autres points «du monde, l'existance d'enclaves de roches basiques noires de la nature de l'amphibolite, au milieu de beaucoup de granites, notamment dans les granites archéens: leur étude a fait l'objet de grands travaux et de longues discussions. Bien des géologues les considèrent comme des produits de différentiation d’un magma acide; d'autres, au contraire, les tiennent pour des fragments de roches étrangères enprisonnées dans le granite! Dans la région qui nous occupe, on peut assumer à ces roches les trois origines suivantes :—

I. Ce sont des produits de ségrégation (‘“ausscheidungen”) du magma granitique.

IT. Ce sont des portions de la roche, formant les épontes

ou le toit du batholithe, qui seraient tombées dans le magma granitique et qui auraient participé aux mouvements ultérieurs de ce magma.

Ce sont des fragments de massifs intrusifs, dykes, souches, ete. qui recoupaient le granite considéré comme la croûte primitive ramollie ou refondue et qui étaient en relations étroites avec les roches bisiques effusives de la surface, Ces massifs, brisés par les mouvements subséquents du granite ramolli, apparaissent maintenant sous forme de lambeaux épars.

Une étude minutieuse de tous les gisements de la région n'a fourni aucune preuve de l'existence de lambeaux ayant la provenance No. I. Ilexiste, au contraire, nous l'avons vu, des

Smyth, C. H., Jr.—Report on the Crystalline Rocks of the St. Lawrence Co. N.Y., 15th Ann. Rep. of the State Geologist, p. 490. Les enclaves noires des gneiss granitoides des Adirondacks seraient des fragments d’une ancienne roche emprisonnée par des gneiss granitoides alors qu'ils étaient encore pâteux. Frosterus, B.—Berghyggnaden bi Sydrostra Finland, Helsingfors 1902, p. 157. Les amphibolites qui sont des compagnons si caractéristiques des gneiss granitoides de la Finlande sont probablement pour la plupart des roches altérées de filon. Quelques unes d’entre elles montrent encore un facies de gabhro.

preuves positives que l’origine No. IT est la seule possible pour de nombreuses enelaves, et cette origine n’est en rien contredite pour les autres. Bien des enclaves, notsmment celles de la grande région granitique du nord ont pu prendre naissance suivant l'explication No. FIL. La forme des enclaves semble être en faveur de cette dernière origine, mais les mouvements du granite ont été si grands et les enclaves ont été tellement déchiquetées qu'il est impossible de décider si telle ou telle enclave a telle ou telle origine. Les inelusions qui, en fait sont formées d'amphibolite, quelquefois de variétés spéciales de gneiss, et dans certains cas de calcaires, et que l'on trouve au voisinage des lisières des batholithes sont évidemment, en beaucoup, d'endroits, des fragments des terrains primitifs disloqués par l’arrivée des granits. Ce sont done de véritables enclaves

et non point des produits de ségrégation, des ‘ausscheidungen du granite lui même. Il n’y a d'ailleurs dans la région, aucune enclave dont la forme ou la composition indique une origine de ségrégation.

Les gisements qui paraissent, au premier abord, contredire la deuxième hyothèse sont ceux où le granite des batholithes a envahi des calcaires: on y trouve rarement en effet des lambeaux isolés des calcaires et les fragments enclavés sont presque toujours formés d’amphibolite ou de gneiss gris. L'explication complète de cette apparente anomalie a déjà été donnée: beaucoup de ces enclaves amphibolitiques sont en réalité des lambeaux extrémement métamorphisés des calcaires adjacents ou susjacents. Les enelaves amphibolitiques proviennent done, soit des calcaires soit des bandes d'amphibolite interstratifiées dans les calcaires et formant avec ces calcaires les terrains habituels du pays. Les enelaves de l’une ou de l'autre provenance se ressemblent tellement qu'il est, la plupart du temps, impossible de les distinguer. L'origine première des bandes d'amphibolite ne sera pas traitée ici, nais plus loin dans le chapitre spécial consacré à ces roches. Nous pouvons cependant dire que ces roches proviennent tantôt de la transformation d'intrusions l es ignées, tantôt de l'altération de sédiments pyroclastiques va.aques, tantôt de l’altération de certaines roches sédimentaires proprement dites.

Il est beaucoup plus difficile d’élucider la question de savoir comment le granite, après avoir emprisonné des fragments des

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terrains qu’il avait envahis et disloqués, a dissout, digéré et transformé cvs fragments. Ces actions de dissolution et de digestion sont évidentes en de nombreux points, notamment aux environs du lac Kosshabog dans le batholithe de Methuen, et en diverses localités, le long de la lisière du batholithe d’Anstruther (voir les descriptions de la page 116). Mais les produits de ces actions de dissolution ont une ressemblance frappante avec beaucoup de ces gneiss gris dont nous avons signalé la présence si fréquente dans la grande région des granites du nord. Il existe même plusieurs gisements du nord de la feuille pour lesquels il est évident que les gneiss gris et les amphibolites ont une origine commune, notamment les gisements des rives du lac Rock dans la canton de Livingstone. On trouve là, au milieu des gneiss rouges ‘lominants, des bandes étroites, de couleur grisâtre, et bien plus sensibles aux agents atmosphériques que les gneiss gn:; on y trouve également des amphibolites très fonchées, presque noires. En d’autres points, il semble qu’il existe un terme intermédiaire entre les enclaves d’amphibolite non «louteuse et les bandes étroites de gneiss gris. Au microscope, les bandes contiennent beaucoup plus de biotite que le gneiss ordinaire en même temps que certains produits de décomposition, représentant certainement des pyroxènes rhombiques; elles renferment aussi un peu de quartz; quant au feldspath, la plus grande partie n’est pas maclée.

Il est certain que ces trainées de gneiss gris représentent souvent des enclaves d'amphibolite imprégnée de substance gneissique et dissoute en quelque sorte dars le gneiss rouge. Si toutes les masses de gneiss gris qui accompagnent presque partout les gneiss rouges ont une origine aralogue, il faut admettre que ces phénomènes de dissolution se sont passé sur une grande échelle. Or, dans la plupart des cas, le gneiss rouge n’a exercé aucune action dissolvante sur l’amphibolite, car, en règle générale, les lambeaux d’amphibolite ont gardé au milieu des gneiss des contours bien ‘définis et anguleux: alors même que ces lambeaux ont été ramollis et étirés, ils conservent encore : des bords assez nets. Ces observations jointrs au fait que les gneiss gris sont d’un caractère beaucoup plus uniforme que ne comporteraient des phénomênes de dissolution, doivent nous rendre très prudents avant de considérer comme admise la théorie qui voudrait que les gneiss gris proviennent de la disso-

lution de fragments d'amphibolite dans les gneiss rouges. Et en fait, aucune preuve de phénomênes aussi généraux de dissolution n'a encore ét. fournie,

Bien qu’il soit possible de montrer comment, en plusieurs points de la région, les calcaires ont été plus où moins métamorphisés par les granites des batholithes, de déterminer les degrés de ce métamorphisme et de nommer les produits divers ainsi obtenus, il existe, en d'autres endroits, toute une série de roches très intéressantes, associées étroitement au calcaires, et dont l'origine n'est pas encore connue avec certitude. On a pu cependant, en étudiant comparativement divers gisements présentant ces roches à des degrés divers de transformation, déterminer la plupart du temps avec une grande probabilité, le caractère originel de ces roches.

C’est ainsi qu’on trouve dans le sud du canton de Dudley, des amas calcaires tout à fait isolés au milieu des gneiss ignés du grand batholithe du nord. Ces assises constituent un massif en forme de poire d'environ six milles de long et, en moyenne, de deux milles de large, autour des lacs Kennibik et Miskwabi. Elles sont à peu près horizontales, ou plongent sous de faibles angles habituellement à l'est et au sud: leur direction est parallèle au contour même du massif, Tout comme les calcaires, les gneiss environnants présentent une foliation presque horizontale. Il est évident que les assises calcaires reposent sur les gneiss comme une plaque ou une couche mince. On peut s'attendre dans ces conditions à une transformation intense de ces séries sédimentaires.

Sur la rive est du lac Kennibik on trouve un affleurement de la roche à labradorite que nous avons déjà décrite: mais le reste du massif est formé des séries calcaires au travers des quels se font jour, de place en place, les gneiss sous jacents. Sur la rive nord ouest du lac Miskwabi, le gneiss et les calcaires forment même un mélange très intime.

Les séries sédimentaires consistent en couches de calcaires extrèmement cristallins renfermant des lits interstratifiés de gneiss à couleur claire, plus ou moins rouillés, et quelques lits d’une amphibolite sombre. Les calcaires sont quelquefois assez purs, mais ils contiennent en général des grains d silicates divers, développés par le métamorphisme, Ces g ns sont

parfois si abondants qu'il renplacent presque entierement la calcite. C’est ainsi que sur le lot 20, concession III de Dudiey, le calcaire a fait place à un aggrégat uniforme, à grain moyen, composé de calcite, serpentine, phlogopite et de quelques écailles de mica; la calcite n’est que dans la proportion de 20 pour cent. L'unifo-mité de la roche est quelquefois interrompue par l'apparition de ségrégations de mica sous forme de nids ou de touffes contenant de petites écailles brunes claires: ces ségrégations atteignent parfois un pouce de diamêtre,

Au microscope, les cristaux de phlogopite brun clair apparaissent parfaitement incolores; fréquement on les trouve couchés en forme de sabre ou fendus le long des plans cle clivage, l'espace compris dans les fentes étant rempli de calcite. On voit là une preuve de l’existence de mouvements pendant la période même de transformation de la roche. La serpentine renferme également des inelusions de calcite et de phlogopite et, bien que cette serpentine ne contienne en son centre aucune trace du minéral primitif dont elle dérive, il faut admettre qu’elle représente un pyroxène altéré, car on trouve des noyaux de pyroxène dans des serpentines du voisinage.

On trouve de bons affleurements des roches gneissiques claires, interstratifiées dans les calcaires, à l’ext émité est du lac Miskw: bi, sur la ligne qui sépare les lots 21 et 22, concession IT de Dudley. 11 semble, sur le terrain, qu'il y ait deux variétés de gneiss, mais en coupes minces ces deux variétés sont pratiquement les mêmes.

Ces roches sont de grain moyen et nettement foliacées, la foliation étant marquée tantôt par de petites feuilles de quartz, tantôt par des feuilles de mica. Leur aspect est très différent de celui des gneiss ignés des batholithes, car elles sont grises et jamais rouges ou roses. Elles sont formées essentiellement de feldspath (généralement microcline, bien qu'il y ait également une assez grande quantité de plagioclase) et de quartz à extinctions roulantes. Les éléments accessoires sont la biotite, ‘le sphene, le zircon, tous en petites quantités. Le mica est une biotite très brune. On ne trouve nulle part de signe de structure cataclastique. L'aspect quelquefois rouillé est du à la présence de très petites quantités de pyrite qu'on ne voit pas sur les plaques en question.

On rencontre une roche à peu près analogue au milieu des calcaires purs de la rive sud du même lac Miskwabi, sur le lot 20, concession TT de Dudley. Cette roche est également foliacée mais elle est un peu plus grossière de grain. Elle est formée principalement d'un feldspath, entièrement microcline, et de quartz en forme de feuille: on y trouve également du sphène, du graphite et de la pyrrhotine. Le sphène se rencontre en grains allongés, à contours adoucis, de couleur brune pale; le graphite se présente sous forme de très petits individus, et la pyrrothine sous forme de grains irréguliers d'assez grande dimension. C’est à la décomposition de cette pyrrhotine qu'est dû l'aspect rouillé des afHeurements de la roche. Cette roche diffère cependant de la précédente par la présence, en quantité importante, d’un pyroxène vert pâle, apparaissant sous forme de larges plages à contours irréguliers. Elle a également un aspect nettement granulé (structure cataclastique ou protoclastique), le feldspath se montrant sous la forme ‘“d’'augens” entourés de petits grains du même minéral. Aussi doit on appeler cette roche ‘‘augen gneiss a pyroxène” (gneiss æillé à pyro“ène).

On trouve également sur le lac Kennibik des gneiss d'aspect tout à fait semblable aux précédents, associés de la même façon aux calcaires. C’est ainsi que sur le lot 23, concession VI de Dudley, en rencontre des minces bandes de ces gneiss interstratifiés ans des calcaires plongeant au sud est sous de petits angles: l’ensemble est affecté d’une série de petits plissements d’une em: 'itade de quelques pieds seulement. La cassure fraiche

" * : » roche presque blanche, distinctement feuilletée; «ir la roche prend vite lc< teintes de la rouille. Au

de cette roche est formée d’orthoclase, plagioclase,

A pyroxène vert clair, calcite et d’un peu de sphène, L'orthoclase est le feldspath le plus abondant, et les deux feldspaths montrent une tendance à l'assemblage de la perthite. Le pyroxène a souvent des formes de dendrites. La calcite se présente en larges grains à contours assez irréguliers qui ne pénetrent jamais les grains d’autres minéraux et ne se laissent non plus jamais pénétrer par eux. Aucun de ces éléments n’a atteint un développement idiomorphe même approché. Il n’y a aucune preuve d'action cataclastique ou pyroclastique et on ne trouve pas la structure glanduleuse (œæillée).

On trouve un gneiss analogue :nais à grain plus fin, sur le lot voisin, le lot 24, concession VI le Dudley. Une grande partie de ce gneiss est formé d’orthoclase et de plagioclase, en quantité à peu près égales. A ces feldspaths est associé un pyroxène vert très pâle, et une petite quantité de biotite, toute concentrée en petites couches. Il existe également un peu de sphène, de pyrite, de quartz et quelques grairs de graphite.

De ces quatre gisements, il est probable que les deux premiers représentent des feuillets du gneiss d'origine ignée du batholithe même; ce gneiss semble avoir été laminé et granulé. Les deux derniers gisements semblemt provenir au contraire du métamorphisme extrêmement intense d'anciens sédiments. Nous n'en parlerons pas devantage, car on en trouvera une description complete dans les chapitres qui traitent des gneiss d’origine sédimentaire.

On a examiné un spécimen de l’amphibolite associée à ces calcaires, et provenant du ot 19, concession 11 I. La roche est d’une couleur très sombre, due à la prépondérance des éléments ferromagnésiens. Elle possède non seulement une foliation distincte mais encore un aspect légèrement zoné du à la varia ion de la proportion relative des divers éléments constitutifs. Au microscope elle ne montre pas du tout de feldspath et elle apparait formée de hornblende, de pyroxène vert pale, et de scapolite, avec, comme éléments accessoires, de la biotite et du sphène. Elle est donc identique à certaines amphibolites provenant de l’altération de calcaires (voir notamment ce qui a été dit des calcaires de Maxwells).

Dans ce district de Dudley, nous avons done devant nous un énorme lambeau isolé d'assises calcaires (( ‘renville) reposant (ou flottant) sur le grand massif igné du batholithe du nord, Ce lambeau est formé dans l’ensemble de matériaux sédimentaires transformés actuellement en calcaires cristallins: les gneiss fins à pyroxène représentent des bandes sédimentaires siliceuses métamorphisées. Ces séries métamorphiques sont recoupées de dykes et de massifs gneissiques d’origine ignée, et sont accompagnées de bandes et de couches de ce même gneiss, bandes et couches laminées et granulées, Ces venues gneissiques ont elles mêmes subi une transformation dans leur composition par suite de la dissolution dans leur masse même d’une certaine quantité

de caleaire; les cristaux de pyroxène développés dans les gneiss en sont une preuve,