HISTOIRE GÉOLOGIQUE DE LA REGION ÉTUDIÉE

Plusieurs chapitres de conclusions partielles, échelonnées au cours de ce mémoire, me permettront d'être bref dans cette quatrième partie réservée aux conclusions générales. Je subdiviserai ces dernières en deux chapitres. Dans le premier, après avoir rappelé succintement les principaux résultats apportés par l'étude géologique, pétrographique et zonéographique qui précède, je dégagerai les conséquences qui en découlent au point de vue stratigraphique, paléogéographique et tectonique. Dans le second chapitre, me plaçant sur un plan plus général, je mettrai en relief les caractères généraux du métamorphisme en ce qui concerne la rétromorphose et la métasomatose sodique.

A. — RAPPEL DES RESULTATS FOURNIS PAR L’ETUDE GEOLOGIQUE PETROGRAPHIQUE ET ZONEOGRAPHIQUE

Cette étude montre, et c’est là à mon avis le résultat le plus important, que le complexe métamorphique des Alpes Graies est constitué par deux séries cristallophylliennes superposées: la série cristallophyllienne des Schistes lustrés, dont l’âge mésozoïque est bien établi et qui forme la série proprement alpine, caractérisée par son monométamorphisme, repose, bien que décollée vers l'Ouest et vers l'Est par les mouvements tectoniques, sur un socle cristallophyllien plus ancien, constitué par la série cristallophyllienne Grand Paradis - Sesia-Lanzo. En effet, l'étude pétrographique démontre que ce vieux socle est polymétamorphique, affecté qu'il a été à deux reprises par le métamorphisme régional, la seconde phase correspondant à l’empreinte du métamorphisme d'âge alpin, moins intense que la phase métamorphique antérieure dont l’âge sera discuté plus loin et que nous pouvons qualifier pour l'instant d’antéalpine.

1. — Caractères de la série cristallophyllienne alpine des Schistes lustrés.

a) STRATIGRAPHIE.

La série sédimentaire génératrice des Schistes lustrés débute par un Trias différencié mais très réduit, qui n'existe que sur la bordure occidentale du massif du Grand Paradis. Vers l'Est, ce Trias devient localement conglomératique alors que les termes de base sont

régulièrement absents. Enfin, sur la bordure orientale du Grand Paradis, il n'existe plus aucune trace de Trias. On ne peut admettre que partout ce Trias ait été systémaliquement laminé et les phénomènes décrits correspondent plutôt à une transgression typique.

Vers l'Ouest, au-dessus du Trias, la série passait progressivement à des calcaires légèrement argileux dans lesquels il est impossible actuellement, après métamorphisme, de tracer la limite entre le Trias supérieur et le Lias inférieur. Au-dessus, les faciès devenaient graduellement plus profonds et ils devaient être représentés par des schistes argileux plus ou moins calcifères et plus ou moins gréseux, le tout formant de nombreuses et fines alternances. Plus à l'Est, par exemple dans l’axe Nord Sud du massif du Grand Paradis, la série mésozoïque débutait directement sur le vieux socle, sans l’intermédiaire de Trias aifférencié, par des marnes et des marno-calcaires plus ou moins gréseux, passant latéralement aux schistes argileux dont il vient d’être question. Vers le haut cette série marneuse passait aussi, par intrication des faciès, aux schistes argilo-calcaires constituant la partie supérieure de la série sédimentaire, laquelle se prolongeait peut-être jusque dans le Tertiaire inférieur.

Au total, il s’agit d’une série très épaisse, à faciès de plus en plus profonds, qui a dû se déposer dans une fosse en voie d’enfoncement constant à partir du Trias supérieur.

Au cours de cette sédimentation, de type géosynclinal, des intrusions de roches basiques (gabbros) et surtout de roches ultrabasiques (péridotites, pyroxénites) se sont mises en place dans la série sédimentaire, très probablement sous forme de gisements laccolitiques. L'étude pétrographique de ces roches montre en effet que, dans la région étudiée, il s’agit uniquement d'appareils de profondeur ou de semi-profondeur, à l'exclusion de venues effusives et de tufs. L'interprétation d’'E. Argand [1934, p. 186] selon laquelle le magma originel de ces roches a eu « pour site premier le sima sous-continental devenu, par l'effet des distensions qui ont inauguré le cycle (orogénique), un magma sous-géosynelinal », a paru longtemps très plausible. Cependant il est possible de penser, d’après les conceptions récentes de R.W. Van Bemmelen (!). que le magma des roches basiques et ultrabasiques géosynclinales alpines, ne proviendrait pas de la différenciation par gravité d’un magma basaltique fondamental; il s'agirait plutôt d'un magma palingénique engendré, par concentration d'éléments ferro-magnésiens, au cours de la montée, au sein de la croute sialique et du complexe cristallophyllien de base, d’un front cafémique régional précédant un front de granitisation.

b) MÉTAMORPHISME ET ZONÉOGRAPHIE.

Le métamorphisme alpin a transformé tardivement et rapidement cette série sédimentaire en ectinites qui peuvent être rangées uniformément dans la zone des Micaschistes supérieurs.

La série triasique est peu modifiée, les paragénèses de néoformation étant à peu près identiques aux minéraux originels. Cependant, les faciès impurs deviennent phylliteux (quartzites, cargneules, marbres dolomitiques, à phengite et chlorite).

Au-dessus, les faciès marneux et argileux sont transformés en micaschistes à actinote, micaschistes à épidote, chloritoschistes, amphiboloschistes, ete.., alors que les faciès schisteux calcaro-argileux engendrent des micaschistes ou des séricitoschistes à phengite, chlorite et épidote. Partout on constate, dans la moitié inférieure de la série mésozoïque, la présence de silicates calciques (épidote, actinote) indiquant que dans ces zones de

“si Van Bemmelen (1950): On the origin of igneous rocks in Indonesia. Geol. en Mijnbouw, 12,

métamorphisme relativement profondes la chaux est entrée en réaction avec les silicates. Au contraire dans la partie supérieure de la série, ce sont les micaschistes à calcite et phengite qui prédominent: dans cette zone du métamorphisme, relativement superficielle,

la chaux n’a pas réagi avec les silicates et a recristallisé banalement sous forme de calcite.

À cette ectinisation, s’est superposée une métasomatose sodique à quoi sont dus les faciès albitiques de la série. Les séricitoschistes, les calcschistes sont transformés en gneiss albitiques (gneiss du Charbonnel); au cours de cette albitisation, les calcschistes sont appauvris en chaux et en magnésie. Les amphiboloschistes, les chloritoschistes, les amphibolites sont transformés, le plus souvent par albitisation, plus rarement par glaucophanisation, en prasinites; ces dernières sont donc, dans l'immense majorité des cas, des roches d’origine sédimentaire.

Cette métasomatose sodique est très intense dans la partie inférieure de la série des Schistes lustrés, où elle détermine de grandes masses prasinitiques associées à de puissantes intercalations de gneiss albitiques du Charbonnel et où les assises non albitisées sont extrêmement rares. Le sommet de ces niveaux métasomatiques correspond typiquement à un front de métasomatose sodique d'étendue régionale. Dans la partie moyenne de la série, l’albiltisation devient sporadique et on voit des lentilles de prasinites ou de gneiss albitiques flotter en gisement stratoïde dans les micaschistes à chlorite et à actinote ou dans les calcschistes; l'étude pétrographique montre que ces zones privilégiées, albitisées au-dessus du front de métasomatose, ont été le siège d’une cataclase relativement intense qui semble les avoir rendues perméables à l’imbibition sodique. Enfin la métasomatose sodique cesse totalement de faire ressentir ses effets dans la partie supérieure de la série des Schistes lustrés.

L'étude pétrographique démontre de façon indiscutable que les minéraux qui doivent leur origine à ces phénomènes métasomatiques (glaucophane, albite) sont absolument indemnes de cataclase. Cette métasomatose s’est donc opérée après les mouvements tectoniques; comme elle a accompagné et suivi de très près l’ectinisation, cette dernière est donc en partie très vraisemblablement postérieure à la mise en place de la nappe des Schistes lustrés.

En conclusion, le métamorphisme alpin de la série mésozoïque s’est opéré tardivement dans les niveaux élevés de la zone des Micaschistes supérieurs et il s’est achevé rapidement. Il est en outre caractérisé par une métasomatose sodique particulièrement intense dans la partie inférieure de la série.

Quant aux roches éruptives basiques et ultrabasiques, intrusives dans la série sédimentaire, le métamorphisme alpin les a transformées en « roches vertes » (s. str.) représentées principalement par des serpentines et accessoirement par des paragabbros (?) et des ortho-prasinites. La transformation des roches ultrabasiques en serpentines est d'autant plus complète que les gisements sont moins étendus: dans les massifs les plus importants (Lanzo), plus des trois quarts sont encore à l’état de pyroxénites ou de péridotites, la serpentinisation étant localisée dans les bordures; dans les massifs de dimensions moyennes, il subsiste parfois de nombreux résidus d’olivine et de pyroxène et parfois même des lentilles de pyroxénites ou de péridotites (Locana, Bonneval, Balma, Monte Rosso); seuls les petits gisements sont entièrement transformés en serpentines. Il n'existe par ailleurs

(2) Au sens d'A. Lacroix (1920), C.R.A.S., 170, p. 685.

aucune liaison génétique entre les faciès albitiques d’origine sédimentaire et les intrusions de roches basiques ou ultra-basiques, à l'exception de quelques cas tres rares (Tranbesere) où la soude des plagioclases d’un gabbro a diffusé, de façon prétectonique, d’ailleurs, dans les caleschistes encaissants, en formant une auréole de quelques décimètres d'épaisseur seulement. La très large diffusion de la soude, nettement post-tectonique, dans les faciès albitisés de la partie inférieure de la série des Schistes lustrés, ne peut donc être imputée, comme on l’a dit bien souvent (Voir par exemple: E. Argand (1934, p. 162]) aux roches vertes. Au surplus, les péridotites et les pyroxénites, d’où dérive la grande masse des roches vertes, sont, comme on le sait, des roches extrêmement pauvres en alcalis.

2. — Caractères de la série cristallophyllienne antéalpine Grand Paradis - Sesia-Lanzo.

Le principal résultat de l'étude pétrographique consiste dans le fait que cette série est entièrement polymétamorphique et, en grande partie, rétromorphosée. Elle a subi en effet deux métamorphismes successifs, le plus récent étant nettement moins «profond » que le premier.

a) MÉTAMORPHISME RÉCENT.

I1 s’agit de toute évidence du métamorphisme d’âge alpin. En effet, d'une part, toutes les paragénèses minérales de rétromorphose ou de néoformation appartiennent, comme les paragénèses de la série des Schistes lustrés, à la zone de métamorphisme des Micaschistes supérieurs, sauf à l'extrême base de la série où l'apparition de biotite de néoformation permet de penser qu’on passe à ce niveau à la zone de métamorphisme alpin des Micaschistes inférieurs. D'autre part, on retrouve dans celte série cristallophyllienne toutes les manifestations de la métasomatose sodique (albitisation, glaucophanisation) avec les mêmes caractères et un développement plus grandiose encore que dans la série des Schistes lustrés; en particulier l’albite et la glaucophane secondaires y sont encore de cristallisation constamment post-tectonique.

J'ai décrit en détail tout au long de la troisième partie de ce mémoire et j'ai résumé (3° partie, chap. V) les répercussions minéralogiques, structurales et zonéographiques de cette reprise, par le métamorphisme alpin, de la série cristallophyllienne Grand Paradis - Sesia-Lanzo. Je les rappellerai d’ailleurs plus loin dans le chapitre consacré à l'étude des caractères généraux du métamorphisme (p. 272-274).

b) STRATIGRAPHIE — MÉTAMORPHISME ANCIEN — ZONÉOGRAPHIE ANCIENNE.

Par contre, il me paraît important de souligner à nouveau que l'étude de ce vieux socle cristallophyllien permet de retracer de façon assez complète son histoire, antérieurement à l’action du métamorphisme d'âge alpin.

On peut tout d’abord se rendre compte que la série sédimentaire originelle était fort monotone et constituée en majeure partie par d’épais empilements de schistes argileux, avec de très rares intercalations marneuses et, vers le Sud Ouest de la région actuelle, des intercalations gréseuses plus importantes. Ce n’est que vers le sommet de la série que ces faciès cédaient la place à des alternances de marnes dolomitiques et de grès argilo-dolo-

miliques. Quant aux roches éruptives, elles étaient pratiquement inexistantes dans cette série.

Le métamorphisme ancien qui a transformé cette série, principalement pélitique, puis calco-magnésienne dans sa partie terminale, a été essentiellement caractérisé par la montée d'un front de migmatisation calco-sodi-potassique jusque dans la zone des Micaschistes inférieurs. Au-dessous de ce front de migmatisation, la série cristallophyllienne comportait principalement des embréchites œillées passant vers le bas au granite d’anatexie fondamental. Au-dessus du front de migmatisation, les migmatites passaient, par «intrications des faciès » (front de migmatisation épibolique) à des ectinites normales représentées par des micaschistes phylliteux dérivant des schistes argileux et comportant à la base des micaschistes à deux micas (Zone des Micaschistes inférieurs), au sommet des micaschistes à muscovite et chlorite (Zone des Micaschistes supérieurs); ces micaschistes phylliteux étaient surmontés par des micaschistes à actinote et des amphibolites (Zone des Micaschistes supérieurs) provenant de la transformation des grès argilo-dolomitiques et des marnes dolomitiques.