REMARQUES PRÉLIMINAIRES

Je développerai brièvement ici la portée que les détails pétrographiques nrécédents ont sur quelques-uns des problèmes les plus importants de la pétrologie. On pourrait avec avantage diviser en deux principaux groupes les roches ignées du district de Franklin: (1) Roches régional! ;—-batholithes, et roches intrusives qui s'y rapportent. (2) Roches locales—série alcaline de roches d'intrusions. Le groupe formé des premières comprend les trois batholithes (ceux de Nelson, de Valhalla et de Rossland) et les roches de dyke équivalentes qui en résultent. Les roches de ce groupe sont étudiées au chapitre IV traitant de la géologie générale et structurale (pages 65, 117,130). Ce sont les roches les plus rares et les plus intéressantes du second groupe, dont nous allons nous occuper dans cette section.

PROVINCES PÉTROGRAPHIQUES.

La décour: -te de roches alcalines dans le district de Franklin, sur le vers: .t dental de la Cordillère des montagnes Rocheu-

ses, a une portée considérable sur la question des provinces pétrographiques, leur étendue et les rapports orographiques qu’elles ont entre elles. Le terme de “province pétrographique” fut d'abord employé par Judd!, qui conçut l'idée des rapports génétiques des roches ignées, celles-ci offrant une certaine ‘’consanguinité,"" pour employer le terme classique d'Iddings. Iddings?, Brôgger’, Lacroixt, Pirssonÿ, Harkerf, Adams’ et d'autres auteurs ont, depuis, donné une plus grande extension à ce principe et l'on appliqué à plusieurs régions très éloignée: les unes des autres. On pourrait définir® une province pétrographique: une superficie définie de la croûte terrestre dans laquelie les roches ignées ont des caractères pétrographiques communs ou des rapports d'origine, caractères qui permettent de ‘es rattacher les unes aux autres et de les distinguer des roches des autres superficies. On suppose que la cause de ces rapports d'origine entre les différentes roches d'une même série sont dues à la différenciation d'un magma commun, en principe homogène. D'autres auteur$ ont prétendu qu'il y a certains rapports entre l'activité ignée comprenant la différenciation et

les mouvents de l’écorse terrestre, mais jusqu'à quel point cela peut-il s'appliquer reste encore une question à discuter.

! Judd (J. W.): Quart. Jour. Geol. Soc. vol. XLII, 1886, p. 54.

? The Origin of Igneous Rocks: Bull. Phil. Soc., Washington, vol. XII, (1892), p. 194.

3 Brôgger (W. C.): Eruptivgesteine des Kristianiagebietes, 1 (1894), IT, (1895).

“Roches alcalines de Prov. Petrograph. d'Ampasinlava, Nouv. Arch. du Museum, 4me. Sér., vols. I et V, 1902, 1903.

The Petrographic Province of Central Montana: Am. Jour. Sci. (4), XX, July 1905, pp. 35-49.

* Natural History of Igneous Rocks, chap. IV, 1909, pp. 89-109,

T Adams (F. D.): The Monteregian Hills, Jour. Geol. XI, pp. 239, 253,

# Voir Judd: Les provinces ou districts pétrographiques ‘dans lesquels les roches volcaniques expulsées pendant une période géologique quelconque présentent certaines particularités remarquables dans leur composition minéralogique et leur structure microscopique, qui font qu'on les reconnaît immédiatement des roches appartenant au même groupe général, émises par les volcans d'une autre province pétrographique,

* Natural History of Igneous Rocks, 1909, pp. 12,330,

La série des roches alcalines de Franklin appartiennent à la province pétrographique du sud de la Colombie britannique, laquelle inclue Rossland et les autres régions isolées dont on n'a pas encore étudié en détail la pétrographie. Les roches qui composent cette série ressemblent sous plus d’un rapport à celles de la province pétrographique! du centre du Montana, sur le côté oriental de la Cordilière. 11 se peut que l'exploration géologique de cette région dans l'avenir puisse démontrer que les deux provinces n'en font qu'une.

Harker? met en regard la grande diversité des espèces rocheuses à l’est des montagnes Rocheuses, incluse dans sa province de l'Atlantic, caractérisée par les roches alcalines, avec celles du côté ouest de l'axe continental de sa province du Pacifique, caractérisée par des espèces sub-alcalines. La présence de ces diverses espèces alcalines dans Franklin, à l'oueest de l'axe Continental, démontre qu'une semblable délimitation de frontière des provinces pétrographiques, basée en grande partie sur des suppositions d'ordre orographique, ne peut être admise.’ D'autre part, la remarquable similitude entre les deux provinces, une de chaque côté de cettte axe continental, rend très douteuse la question de savoir si des forces de compression dirigées dans le sens horizontal peuvent influencer en quelque chose sur la distribution et la localisation des provinces pétrographiques.t

Les roches de cette série sont comme suit: monzonite, syénite porphyritique; syénite augitique, syénite mélanitique, syénite néphélinique, shonkinite-pyroxénite; porphyre à syénite-augitique, aplite syénitique; trachyte, trachyte phonolithique, basalte alcalin et roches pyroclastiques depuis les agglomérats jusqu'aux tufs basaltiques. Toutes les diverses espèces de roches de cette série sont considérées comme ayant des rapports d'origine d'un magma commun. Les roches intrusives les plus anciennes représentent les moins aicalines et contiennent du quartz comme accessoire, tandis que les plus

1 Pirsson (L. V.): The Petrographic Province of Central Montana Am. Jour. of Sci. (4), vol. XX (1905), pp. 35-49.

2 Harker (A): The Natural History of Igneous Rocks, 1909, p. 103.

3The Natural History of Igneous Rocks, 1909, p. 102.

“Op CE, p, 330,

récentes sont les moins alcalines et présentent les plus grands écarts de différenciation.

La preuve sur la quelle on a basé leur origine intratellurique commune consiste dans les particularités de leur composition chimique, minéralogique et texturale.

On a trouvé par l'éti le microscopique des roches de cette série que la loi générale formulée par le professeur Pirsson pour la province du Montana central, s'applique à celle de Franklin, savoir:

“La province pétrographique du Montana central est caractérisée par le fait que, dans les magmas les plus siliceux, le Proportion de potasse et de soude est à peu près la même; avec une diminution de silice et un accroissement de chaux, de fer et de magnésie, la Potasse augmente relativement en quantité sur la soude, jusqu’à ce que elle domine fortement dans les magmas les moins siliceux."

Les caractères minéralogiques dépendent des conditions chimiques aussi bien que physiques qui ont présidé à la cristallisation.

Auvite. Un des minéraux les plus Caractéristiques et un constituent essentiel dans presque toutes les espèces, est l'augite variant du vert pâle à l'incolore. On n'a trouvé aucune augite brune ou Pourprée, même dans le cas où l'oxyde titanique atteint environ 1-8 Pour cent (méthode Rosiwal), comme dans le cas de la syénite augitique.

Orthoclase. Le feldspath alcalin constitue un autre minéral qui caractérise toutes les roches de cette série, depuis les anciennes jusqu'aux plus récentes. On n'a pas trouvé d'albite. Cela démontre la prédominance de la potasse sur la soude à travers toute la série. La monzonite, la plus ancienne espèce de la série, renferme une quantité considérable d'andésine en même temps que de l'orthoclase, pendant que la syénite porphyritique renferme des fragments de micropertite À plagioclase, avec de l'orthoclase et des bordures étroites de plagioclase autour des plus gros phénocristaux d'orthoclase (planche XIII. Toutes les autres roches font entièrement défaut dans le Plagioclase. Le microcline s'y rencontre en quantité minime.

Biotite. La biotite s'y trouve comme constituent accessoire; c'est généralement la variété brune fortement pléochroïque. Elle sert à reconnaître les dykes les plus récents dans la région, qui sont des porphyres à pulaskite et des minettes.

Hornblende. L'hornblende se rencontre dans la monzonite et dans la syénite porphyritique, mais fait complètement défaut dans les espèces récentes. Le zircon n'y est pas rare. La titanite et l'apatite s'y trouvent toutes deux comme constituents accessoires dans toutes les espèces.

Toutes les espèces granulaires, à l'exception de la monzonite et de la shonkinite-pyronéxite, présentent à l'œil nu la structure trachytique qui caractérise les cristaux de feldspath. Les roches volcaniques équivalentes laissent voir la même structure, à l'examen microscopique. La photographie de la planche XII montre l'étroite similitude qui existe entre les spécimens de monzonite et de syénite, même lorsque la structure trachytoïde des cristaux de feldspath, si remarquable, dans la syénite, font complètement défaut dans la monzonite.

Le mode de gisement et les relations de structure des différentes roches intrusives ont été étudiés au chapitre précédent. On en a conclu que ces roches, en commençant par les plus anciennes, devaient se placer comme suit:

Stocks de monzonite.

Intrusions de svénite porphyritique avec leurs équivalents trachytiques correspondants.

Chonolithe alcalin principal, avec grande diversité d'espèces depuis la shonkinite-pyroxénite jusqu'à la syénite néphélinique; apophyses de porphyre syénitique; roches équivalentes extrusives des diverses variétés granulaires variant des basaltes alcalins aux trachytes phonolitiques.

Ces diverses espèces de roches ignées sont toutes dérivées, sans doute, d'un magma commun, et offrent un magnifique exemple de différenciation magmatique dans une région locale appartenant à la province pétrographique du sud de la Colombie britannique méridionale. Cette différenciation s'est faite antéri-

eurement à l'intrusion! intratelluri de différenciation : 4r

de leurs roches équivalentes volcaniques. 11 se peut toutefois que de nouvelles études pétrographiques viennent modifier cette conclusion. Ces études devraient surtout se confiner à un examen très soigneux tout À la fois des roches laviques et des espèces granulaires, et des rapports chimiques et topographiques qu'elles ont les unes avec les autres: on arrivera de la sorte À déterminer jusqu'à quel point la variation chimique des roches extrusives Correspond avec celle des roches intrusives.

DIFFÉRENCIATION MAGMATIQUE.

Maintenant que nous avons étudié brièvement la succession et la variété des espèces de roches de la séries de Franklin appartenant à la province pétrographique du sud de la Colombie britannique centrale, nous allons étudier le procédé fondamental de la différenciation magmatique d'où elles sont résultées et dans quelles conditions elles ont été formées. Ce sujet appartient encore pour une hypothétique, bien

ait été assis sur une tion s'élève rapidement.

incts contrôlent ce vaste problème:

(2) les faits chimiques. On a donné plus sérieuse attention et ce sont ceux que nous étudierons d'abord,

Les roches alcalines de la série de F ranklin doivent leurs différences chimiques à une difiérentiation intratellurique antérieure à leur injection, ce qui a donné lieu aux différentes variétés de roches types intrusives et de ruches types extrusives, Nous leur appliquerons les Procédés chimiques suivants, qui ont une portée sur ce diffcile problème. On Peut considérer les Maxmas comme des solutions complexes dont les dissolvants

* Brôgger appelle primaire ou “magmatique de profondeur" la différencix tion antérieure À l'intrusion, et il appelle la différenciation sur place, secondaire ou “laccolithique": Eruptivgesteins des Kristianiagebietes, 1 (1894) pp. 178, 179.

sont la silice, l'alumine, les alcalis, les autres étant les solubles. Il se peut que, sous les causes possihles de différentiation au point de vue chimique, la cristallisation soit un procédé fondamental. Si le dissolvant est en excès, il sera porté à cristalliser d'abord sur les côtés externes. Toutefois, plus la composition du magma s'approche des coefficients eutectiques, moins le magma est susceptible de se fractionner.! Les minéraux en excès de coefficients seront les premiers à cristalliser et à se diriger sur les bords externes de la roche intrusive. Pourquoi les minéraux en excès de quotient cristallisent-ils d'abord sur les bords externes? Cette question nous conduit à celle des conditions qui président à la différenciation. On a proposé plusieurs hypothèses, et pour les recherches historiques comme pour ies analyses sommaires, nous reférons le lecteur à Iddings ?, Harker®, Clarke“, Pirsson® et Daly*.

L'hypothèse proposée par Michel Lévy’, dans laquelle cet auteur insisie sur l'importance des ‘‘fluides minéralisateurs,” eau et autres fluides circulant dans le magma sous l'effet d'une haute température et d’une grande pression, mérite quelque considération. L'eau et les gaz magmatiques augmentent la fusibilité, diminuent l’état pateux, et ainsi facilitent la cristallisation. Il n'en résulte pas cependant une ségrégation complète, mais simplement une concentration différentielle des composants magmatiques.

Les gaz et les vapeurs ont pu jouer une part importante dans le cas du chonolithe syénitique, comme l'indiquent (1) la texture granulaire du magma qui s'est consolidé relativement près de la surface, (2) la présence de fluorine dans la syénite mélanitique,

1 Clarke (F. W.): Data of Geochemistry, U.S. Geol. Surv. Bull. 491 (1911), p. 298.

? Origin ot Igneous Rocks.

3 Natural History &f Igneous Rocks.

4 Data of Geochemistry.

5 Pirscon (L. V.): Petrology of the Highwood Mountains, Mont., USS. Geol. Sur. Bull. 237 (1905), pp. 181-201.

Pirsson (L. V.). and Rice (W. N.): Geology of Tripyramid Mountains:

Am. Jour of Sci, (4) XXXI, 1911, p. 287.

8 Daly (R. A.): Origin of the Alkaline Rocks: Bull. Geol. Soc. of Am., vol. XXI (1901), pp. 87-118.

7 Buil. Soc. Geol. France, 3° série, vol. XXV, 1897, p. 367.

et (3) l'infiltration intense de la paroi rocheuse, Particulièrement dans les espè ces Poreuses, telles que le conglomérat et le grès de

au développement des roches granulaires et du métamorphisme de contact.

G. F. Becker! à émis plus tard une hypothèse d'une grande importance en certains cas; cet auteur démontre que la cristal-

différenciation. Dans ce cas, la différenciation magmatique est une conséquence du refroidissement général. Les parois de la roche injectée, étant plus froides que la masse en fusion ellemême, facilitent la cristallisation des minéraux les moins fusibles ou les moins solubles, tout en les attirant vers elles. Ce procédé est activé par les Courants de convection. Le liquide qui en résulte (une partie de la fusibilité maxima)

Certains chimistes physiciens ont démontré par des expériordre de cristallisation des sels ou

travail de la masse? déterminera quels silicates peuvent se former. On a découvert que les minéraux les moins solubles et les plus fusibles sont les Premiers à se former, I] y a une loi aussi qui semble vouloir que la cristallisation commence dès que certains centres de cristallisation sont possibles. Ce qui le démontre, ce sont les phénocristaux ordinairement grossiers

! Beeker (G, F.): Am. Journ. Sci, 4ème Série, vol. IV (1897), p. 25F. PuiThe reaction-volocity (the amount in &ram molecules which is trans-

is proportional to th sses of the substances then present.” Text book of Inorganic Chemistry. Holleman-Cooper, p. 78.

ainsi, le porphyre à pulaskite (porphyre “Bird's eye’), sur les bords refroidis du grand dyke de pulaskite, à l'ouest de la mine MckKinley, renferment de très gros phénocristaux de feldspath épars dans un ciment dense, et donnant à la roche un aspect de tache affectant la forme d'un ‘oeil d'oiseau.” Cela se voit aussi dans le cas de la roche granulaire, la syénite porphyritique du mont Syénite, dans laquelle les matières de la partie centrale ont évidemment cherché à gagner les bords pour se solidifier sur les centres de solidification qui s'y trouvaient, plutôt que d'établir de nouveaux centres. Il en est résulté de très gros phénocristaux de feldspath atteignant jusqu'à 2 pouces de long, dont quelques-uns rayonnent autour d'un centre (planche XITT). Ce dernier effet est peut-être dû à une stagnation locale dans cette partie du magma pendant la consolidation. Les gros phénocristaux de pyroxène de la shonkinite-py roxénite (Black Lead), qui donnent à la roche en certains endroits un aspect tout à fait porphyroïde, sont probablement les phénecristaux les premiers cristallisés, dont la cristallisation s'est commencée avant l'injection.

FACTEURS OCCASIONNANT LA CIRCULATION ET LA DIF- FÉPRENCIATION. Nous allons étudier ici les trois hypothèses les plus sérieuses qui ont été avancées pour expliquer la marche de la différenciation. Ce sont: (1) l'hypothèse de diffusion, (2) l'hypothèse des courants thermiques, (3) celle de liquation.

Hypothèse de diffusion. La diffusion est contrôlée par la nature du magma cu égard à son degré de fluidité, et est accélérée par la pression! Elle ne constitue pas un semblable procédé dans les magmas de silicate, à moins qu il ne s'y trouve beaucoup d'eau magmatique ou autres fondants minéralisateurs. Toutefois, tant que la cristallisation est capable de continuer

à se produire, l'état pâteux du magma n'est ) mais trop grand pour empêcher da coulée moléculaire où diffusion, puisque c'est grâce à cet état que les molécules so apables de se grouper sous la forme de cristaux.

La diffusion, s'attribuant la parfaite miscibilité de la solution magmatique, peut avoir constitué un facteur important dans la différenciation du chonolithe syénitique antérieurement à

1 Rontgen, Wiedem, Ann., Vol. XLV (1892), pp. 98-107.

l'intrusion, et il peut en être résulté les diverses espèces de ches depuis la mélanite syénitique jusqu'à la syénite-néphéunique. Les signes certains pour reconnaître la différenciation contrôlée par ce facteur sont les divers Passages très graduels d'une espèce à une autre ct leur distribution irrégulière,

Hypothèse des courants thermiques. Ce facteur, qui contrôle certaines phases de différenciation, serait à son tour contrôlé jusqu'à un certain Point par les conditions mécaniques qui donnent naissance au mouvement interne de la masse. Dans le cas du chonolithe syénitique, avec sa phase marginale de shonkinite-pyroxénite qui s'y trouve ordinairement, on suppose que la shonkinite-pyroxénite a d'abord été injectée et qu'avant qu'elle ait pu se sodilifier entièrement, des fissures se sont faites dans lesquelles s'est injectée la syénite. La syénite naissante a trouvé dans le contact inférieur de la pyroxénite l'endroit le plus favorable à son injection, excepté là où la masse chonolithique se projeta pour former le cratère volcanique du Tenderloin. Là, le pyroxène se rencontre sur chacun des côtés de la syénite. En certains endroits celle-ci contient des “inclusions endogènes" et ‘‘schlieren,"" comme Par exemple dans les mines Averill et Maple Leaf,

Les contacts entre la shonkinite-pyroxénite et la syénite sont toujours bien soudés et passent rapidement l'un dans l'autre. Cela semblerait indiquer que le produit basique différ. ncié doit son origine à un procédé de liquation qui implique l'immiscibilité des solutions du Magma, ainsi qu'on le verra dans le chapitre suivant: ou bien que ce produit doit son origine à des intrusions séparées. L'hypothèse de liquatior n'est pas tenable ici pour la raison qu'elle comporte une disposition des éléments suivant leur PeSanteur. Dans le cas du chonolithe de Franklin on ne trouve aucune preuve de disposition d'après la Pesanteur, ce qui fait que l'explication la plus simple semble être celle des injections séparées.

Dans le cas de l'étendue de shonkinite-pyroxénite de la mine Averill, un mouvement interne du magma en voie de consolidation autour de la masse basique, a probablement produit le le cisaillement le long duquel aurait Pénétré et auraient cristallisé les matières extraites du magma d'aplite, matières à leur

maximum de fusibilité et de liquéfaction. La force de cristallisation aurait par la suite accentué davantage l'aspect bréchiforme de la masse.

Cependant, l'un et l'autre des magmas avaient originé d'un même magma commun au-dessous, où ils ont été influencés jusqu'à un certain point dans leur différenciation par ce facteur des courants thermiques. Cette influence aurait cessé lorsque l'état pâteux du magma aurait rendu impossible le mouvement interne de la masse, tandis que la diffusion, d'un autre côté, se serait continuée longtemps encore: serait responsable en partie des variations de la syénite elle-même, depuis la syénite mélanitique jusqu'à la syénite néphélinique

La composition chimique du magma et sa proximité de la surface ont pu constituer d'autres condition, qui ont influencé sur la différenciation.

Hypotièse de liquation. Ce facteur dans la différenciation, tel qu'imaginé p. Durocher et Bachstrom, implique une miscibilité! limitée de la solution du magma, avec ajustement de gravitations et séparation de l'extrait basique le plus puis-ant d'avec l'extrait acide le plus léger. Ce facteur, con-équemment, ne peut s'appliquer à aucune différenciation sur place du chonolithe de Franklin, car il ne s'y trouve aucune preuve d'un ajustement de cravitation. Le fait, l'élément diicrencié basique

se rencontr cénéralement au sommet de i. “nite. Cependant, la Jliquation veut avoir joué une part te dans la diftérenciation intratellurique antérieure 3 :: comme le montrent les deux magmas différenciés d'un: Ù “en définie, la svénite augitique et la shonkonite-pyrox: ! st possible

ue ce facteur soit responsaile de la division du magma primitif

mogène en une partie basique plus lourde et en une partie acide plus légère. LA, ce facteur a dominé dans le cas de différenciation sur place, les parties basiques ont dû se déposer régulièrement sur les bords eu égard aux parties .cides. Là où la différenciation s'est faite intratelluriquemest 1 où deux magmas distincts ont été injectés, l'un légèrement &::‘eurement à l’autre, le magma le plus ancien se trouve généralement sur

1 Fluides insolubles l'un dans l’autre

les bords extérieurs de la masse intrusive, sans égard à la composition chimique.

En voici un exemple: Au mont Johnson, non loin de Montréal, se trouve un cratère volcanique qui fait Partie de la province Pétrographique montérégienne et qu'a décrit le professeur Adams!'; cet auteur ÿ a trouvé l'essexite basique vers le centre de là partie allongée qu'entoure la pulaskite. Là, cependant, la pulaskite est plus ancienne que l'essexite. D'un autre côté, à Franklin, la Pyroxénite basique est plus ancienne que la svénite augitique, et conséquemment se trouve Surtout sur les côtés Externes de la masse intrusivi