BUTS DE L'OUVRAGE — DÉFINITIONS

Il est évident que l’œuvre, déjà ancienne, de ces géologues italiens demande à être revue peu à peu en utilisant les méthodes pétrographiques modernes. C'est ce que vient de faire récemment P. Bearth [1952] pour la région du Mont-Rose et c’est un des buts Principaux que je me suis assigné dans le secteur des Alpes occidentales que j'ai étudié. Dans un territoire exclusivement constitué de schistes cristallins, l'étude pétrographique est en effet à la base de tout autre recherche. On verra plus loin que c’est l'étude mierographique qui m'a permis de mettre en évidence plusieurs faits capitaux et, en particulier, celui qui constitue la véritable clef de la géologie de la région: le polymétamorphisme rétrograde () affectant les schistes cristallins des massifs du Grand Paradis et de Sesia-Lanzo.

Au cours de ce travail, j'ai surtout cherché à établir avec le plus grand soin les relations qui pouvaient exister entre les principaux faciès pétrographiques définis de façon précise, afin de placer le problème sur un plan plus général que celui de la pétrographie purement descriptive. J'ai appliqué pour cette étude les principes de la méthode zonéographique. Je renvoie une fois pour toutes aux importants mémoires de J. Jung et M. Roques où ces principes ont été clairement exposés [1936, 1938, 1941, 1952]. Toutefois, comme ils sont encore peu appliqués au domaine cristallophyllien alpin, je crois utile de les résumer brièvement.

Je rappellerai tout d’abord qu'on s'est aperçu depuis longtemps que les associations minéralogiques ne sont pas réparties au hasard dans les schistes cristallins. F. Becke a montré, en 1904, qu’elles témoignent au contraire, à partir des constituants originels, de divers états d'équilibre en relation avec la pression et la température, c’est-à-dire avec la profondeur. Le concept de zones de profondeur du mélamorphisme, caractérisées chacune par des associations minéralogiques particulières, s’est donc rapidement imposé aux spécialistes. Diverses classifications des schistes cristallins, plus ou moins basées sur ce principe, ont été successivement proposées, telles celles de U. Grubenmann (1910), de G. Barrow (1913), de V.M. Goldschmidt (1945) et de C.E. Tilley (1925). L'emploi pratique de toutes ces classifications est difficile sur le terrain, les critères minéralogiques précis et théoriques qui définissent chaque zone ne correspondant que rarement dans la nature à des limites nettes et tranchées.

Il en est de même de la classification des roches métamorphiques d'après le « facièsminéral ». P. Eskola a créé en 1920 ce terme pour grouper des roches métamorphiques

(1) Une série cristallophyllienne est dite polymétumorphique lorsqu'on peut y mettre en évidence la superposition de plusieurs métamorphismes successifs. Le polymétamorphisme rétrograde ou, plus brièvement, la rétromorphose (diaphthorese des auteurs de langue allemande) n'est qu'un type particulier du polymétamorphisme, caractérisé par le fait qu'une association de minéraux formés dans des zones de métamorphisme profondes, est transformée ultérieurement en une association de minéraux stables dans des zones de métamorphisme moins profondes.

d'origine quelconque ayant atteint l'équilibre chimique dans des conditions physiques telles que, pour des matériaux de composition chimique identique, les mêmes ComMpositions minéralogiques sont reproduites. Pour définir avec précision un «faciès minéral » on choisit une association minérale stable seulement à l'intérieur de limites relativement rapprochées de température et de pression: le « faciès » ainsi défini reçoit le nom du type de roche permettant le critère, par exemple « faciès amphibolite», « faciès éclogite De etc. Cette classification aurait été d’un emploi très délicat dans la région étudiée où, du fait de la rétromorphose et, par suite, de la présence fréquente de résidus instables, l’équilibre chimique idéal, base de la classification d’Eskola, n'est pratiquement jamais réalisé. | |

La classification des schistes cristallins de J. Jung et M. Roques échappe à ces Inconvénients majeurs et présente, en particulier sur le terrain, une valeur pratique reconnue même par les auteurs qui ont eru pouvoir formuler des critiques sur le plan théorique ().

Je rappellerai rapidement que J. Jung et M. Roques établissent d’abord une grande coupure dans les schistes cristallins en distinguant, d’une part, les ectiniltes, dérivant du métamorphisme général de tension, où la métasomatose a joué un rôle nul (ectinites normales) ou léger (ectinites métasomatiques), et, d'autre part, les migmatites, au sens de C.-E. Wegmann [1935], dérivant du mélamorphisme général de tension et d'apport, où l'apport feldspathique, par injection de magma ou par métasomatose, a joué un rôle considérable pendant que s’accomplissaient les phénomènes de recristallisation sous tension.

1 — Les divers faciès d'eclinites s'associent pour constituer des zones d'isométamorphisme, très facilement reconnaissables sur le terrain grâce à l'apparition de minéraux-repères toujours largement représentés, surtout dans la séquence alumineuse. De haut en bas, les ectinites comportent les zones d’isométamorphisme suivantes:

Minéraux de néoformation repères dans la séquence alumineuse

a) GROUPE DES MICASCHISTES (ou groupe quartzo-phylliteux)

— Zone des Micaschistes supérieurs ............ Abc Chlorite et muscovite "Zone ‘des Micaschistes inférieurs HEIN, MMAAMON Muscovite et biotite

b) GROUPE DES GNEISS (ou groupe feldspathique)

D LONE CES GTNELSS SU DÉRLENLTS. de de Aie DCR RATS Muscovite et biotite Se CODE ES ONE SUR ÉTIEUTSE 0 OUI AE LUE CE Biotite — Zone, des. Gneiss ultra-inférieurs. : HN LR. Cordiérite.

? — Les divers faciès de migmaliles se groupent en zones de migmatisation, définies d’après la texture des roches, les associations minéralogiques étant ici beaucoup moins variables que dans les ectinites sus-jacentes. De haut en bas, les migmatites comportent les zones de métamorphisme suivantes:

a) Zone des Embréchites. Les embréchites sont les migmatites «imbibées», toujours stratifiées car l'apport feldspathique y imprègne la «roche-trame » sans détruire

si par exemple: P. Lapadu-Hargues. Les massifs de la Margeride et du Mont-Lozère et leurs bor-

la schistosité cristallophyllienne. Les embréchites peuvent présenter les textures rubannée (feldspaths en lits minces), œillée (feldspaths individualisés en porphyroblasies) ou amygdalaire (feldspaths en lentilles allongées).

b) Zone des Anatexites. Les anatexiles sont les migmatites « fondantes » où la schistosité cristallophyllienne tend à disparaître progressivement de haut en bas. La texture devient alors tourbillonnaire puis nébulitique. A la limite inférieure, la roche devient finalement grenue et plus ou moins homogène: on entre dans la zone des granites d'anatexie fondamentaux.

3 — Les études régionales montrent que la surface de séparation entre ectinites et migmatites, appelée par C.-E. Wegmann [1935] « front de migmatisation », peut se situer à des niveaux variables de la série des ectinites. Cette dernière peut donc être plus ou moins complète suivant les régions considérées; autrement dit, le front de migmatisation peut s'élever plus ou moins haut dans la série des ectinites.

4 — Dans les ectinites mélasomatiques, les minéraux de remplacement appartiennent généralement à la zone des ectinites normales au sein de laquelle ils se développent: la métasomatose est dite alors isozonale et la succession des zones d’isométamorphisme est normale. Par exemple, les micaschistes albitisés, ou gneiss albitiques, les micaschistes à glaucophane (métasomatose sodique) se cantonnent de préférence dans la zone des Micaschistes supérieurs, alors que les micaschistes à plagioclases (métasomatose calco-sodique) ne dépassent pas vers le haut la zone des Micaschistes inférieurs. Il y a lieu de noter qu’une métasomatose plus intense conduit à des faciès de transition entre. ectinites métasomatiques et migmatites. C'est ainsi que les gneiss albitiques, les micaschistes à plagioclases, etc. peuvent prendre des textures rappelant celles des migmatites: ce sont alors des embréchites albitiques, des embréchites plagioclasiques, etc.

On voit immédiatement tout l'intérêt que présente une telle classification. Basée strictement sur l'étude pétrographique de la texture, de la structure et de la composition minéralogique des schistes cristallins, elle permet de grouper les divers faciès pétrographiques en zones de métamorphisme aisément reconnaissables et cartographiables, d’étudier les relations mutuelles de ces zones dans une région donnée et d'établir de fructueuses comparaisons avec d’autres régions. Elle conduit done à établir une sorte de stratigraphie ou «zonéographie » des terrains cristallophylliens.

Il faut d’ailleurs noter que l'application au domaine intra-alpin de cette méthode — mise au point dans les séries cristallophylliennes relativement simples du Massif Central et des Vosges, puis largement utilisée dans les Pyrénées, la Bretagne, l'Afrique, etc. — ne va pas sans soulever certaines difficultés. L’étude zonéographique de la série proprement alpine ouvre peu d'horizons nouveaux, car tous les faciès des Schistes lustrés se groupent, dans notre région, ainsi qu'on le verra plus loin, uniformément dans la zone des Micaschistes supérieurs. Par contre, l'étude zonéographique du socle, affecté par deux métamorphismes successifs, si elle se révèle finalement très féconde, reste très complexe. J’ai pu vérifier, en particulier, qu’on ne peut appliquer à une telle série cristallophyllienne polymétamorphique la méthode zonéographique classique conduisant au levé direct des zones d’isométamorphisme sur le terrain. Mon premier travail a donc été d'y définir, grâce à l’étude pétrographique de détail, des ensembles lithologiques à l'échelle régionale, qu'on peut appeler avec J. Jung et M. Roques [1952] des groupes cristallophylliens.

La notion de groupe cristallophyllien est extrêmement intéressante, car elle conduit le pétrographe à adopter, dans le terrain cristallophyllien, les méthodes générales du stratigraphe. Ce dernier définit d’abord une «série », présentant dans l’ensemble un «faciès dominant»; puis il décrit des «horizons» ou «faciès secondaires »; enfin il découpe la série en étages ou sous-étages stratigraphiques, en se basant sur la présence de fossiles ou d'associations de fossiles caractéristiques. Le pétrographe peut procéder de même, C’est ainsi que j'ai été amené à étudier ensemble, dans un même groupe cristal lophyllien, des formations souvent pétrographiquement très différentes, mais qui, c’est une réalité, sont associées sur le terrain. Les relations qui peuvent exister entre de telles formations, ne sont pas, de cette manière, systématiquement éludées, comme c’est le cas lorsqu'on se contente de présenter un catalogue descriptif des divers types pétrographiques d’une région. On verra plus loin, par exemple, que le «groupe des migmatites du Grand Paradis » comporte, en dehors des migmatites, qui constituent le faciès dominant, une série d’intercalations de roches diverses (lentilles de granite d’anatexie locale, septa de gneiss minuti ou de micaschistes, bandes d’amphibolites, etc), dont les rapports avec les migmatites sont intéressants à étudier, et que je décrirai, pour cette raison, en même temps.

Ce n’est qu'après la délimitation précise de ces groupes cristallophylliens, que j'ai pu étudier leur stratigraphie propre, leurs relations mutuelles et enfin établir l’ancienne répartition des zones d’isométamorphisme.

La méthode zonéographique perd de son intérêt pratique et immédiat sur le terrain, puisque l'étude pétrographique, stratigraphique et zonéographique doit précéder le plus souvent le tracé des contours sur la carte; mais cette perte est largement compensée par les résultats d'ensemble auxquels on peut ainsi aboutir. Il est, en particulier, très intéressant de noter qu'il est désormais possible de cette manière de retracer les zonéographies successives des séries cristallophylliennes polymétamorphiques.

Cette étude zonéographique du socle ancien de la région du Grand Paradis constitue donc l’un des buts principaux de mon travail. La carte au 1/100.000 que je présente en est directement inspirée. Les considérations précédemment exposées m'ont conduit à ne pas publier une carte lithologique de détail: mes levés — presque toujours concordants en ce qui concerne les contours sinon les désignations pétrographiques, avec ceux des géologues de l’Ufficio Geologico d'Italia — y ont été simplifiés à dessein, afin de faire ressortir plus nettement les grands ensembles zonéographiques.

/ Les mêmes observations peuvent s'appliquer à l’histoire tectonique de la région. Je ne me suis pas spécialement attaché à cette étude, pourtant traditionnelle dans tout travail consacré aux Alpes. Démuni, je l'avoue, des «saines conceptions mécaniques » qui sont, paraît-il, «indispensables pour ceux qui abordent l'étude de l'immense problème mécanique alpin » (F. Hermann [1938], p. 21), je me suis contenté d'exposer, sans aucune idée préconçue, les conséquences tectoniques qui s'imposent d'elles-mêmes à la suite de l'étude pétrographique et zonéographique: les quelques résultats nouveaux que j'apporte dans ce domaine suffisent, comme on le verra plus loin, à modifier radicalement la conception que l’on se faisait jusqu'ici de la structure de cette région.

Tels sont les buts que j'ai poursuivis au cours de l'élaboration de ce travail: grâce à l'étude zonéographique, basée sur une étude micrographique détaillée, j'ai tenté de dégager, dans cette région assez vaste, les grandes lignes d’un cadre géologique et structural, où il est souhaitable que des retouches de détail viennent par la suite s’insérer localement.

Le plan que je suivrai dans l’exposé de ces résultats apparaît dès lors tout tracé. L'ouvrage est subdivisé en quatre parties de volume très différent. Dans la première, l'étude de la grande coupe transversale fournie par les vallées de l’Arc, en France, et de l'Orco, en Italie, me permettra tout d’abord de situer les grands ensembles géologiques et de poser ensuite les problèmes soulevés par leurs relations mutuelles. La deuxième partie sera consacrée à la série cristallophyllienne alpine des Schistes lustrés; je crois en effet nécessaire de commencer, contrairement à l'usage, par l’élude de la série la plus récente et, par suile, la plus simple. Les effets du métamorphisme général d'âge alpin ainsi mis en évidence, il sera plus aisé d'exposer ensuite, dans la troisième partie, l’histoire métamorphique beaucoup plus complexe du socle cristallophyllien ancien (Série cristallophyllienne des massifs du Grand Paradis et de Sesia-Lanzo). Enfin, dans la quairième partie, je présenterai les résultats nouveaux apportés par ce travail, d’une part en ce qui concerne les relations entre les deux séries cristallophylliennes précédemment étudiées, d'autre part en ce qui concerne les caractères généraux du métamorphisme.

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