L'âge des métamorphismes

Cette question qui est d'ordinaire assez complexe, surtout lorsqu'on ne possède pas, comme c’est le cas dans la région étudiée, de termes de passage entre les schistes cristallins et les sédiments non métamorphiques, se complique ici par le fait que la série cristallophyllienne ancienne a été affectée à deux reprises par le métamorphisme général. Je crois donc plus simple de sérier la question et d'examiner séparément l’âge du métamorphisme de la série des Schistes lustrés et celui du métamorphisme de la série ancienne.

a) SÉRIE DES SCHISTES LUSTRÉS.

L'étude de la série cristallophyllienne des Schistes lustrés ne fournit aucun renseignement stratigraphique précis pour fixer l’âge du métamorphisme alpin. Le seul point de repère est donné par l’albitisation des calcaires dolomitiques triasiques, mais on ne peut en tirer beaucoup de renseignements utiles.

. Par contre l'étude pétrographique montre clairement que la métasomatose sodique qui à envahi la moitié inférieure de cette série est nettement post-tectonique, l’albite et la glaucophane secondaires étant indemnes de toute trace de cataclase (#), sauf en quelques points très rares et bien localisés où on peut mettre en évidence l'existence de Cplissements secondaires » responsables de la cataclase.

fe Comme cette métasomatose est indiscutablement liée, au moins à son début, à l’ectinisation, on est obligé d'admettre que le métamorphisme alpin a été très tardif et qu’il s’est achevé après la mise en place et l'écoulement de la nappe des Schistes lustrés. F. Ellenberger [1952] a pu préciser, dans le secteur tout voisin de la Vanoise et en s'appuyant sur des arguments très précis qui ne peuvent malheureusement pas être invoqués dans la région étudiée où tous les faciès sont uniformément métamorphiques, que le métamorphisme alpin avait débuté au plus tôt à l’Eocène supérieur et s'était achevé au Stampien. Il est extrêmement intéressant de constater que ce géologue aboutit en outre à la conclusion que la fin de la phase métamorphique alpine est post-orogénique. L’étude pétrographique me conduisant, comme je viens de le rappeler, à un résultat identique, on peut penser que le métamorphisme alpin s'est achevé dans la région étudiée à la même époque que dans la Vanoise.

b) SÉRIE CRISTALLOPHYLLIENNE GRAND PARADIS - SESIA-LANZO.

Il y a lieu de remarquer tout d’abord que le métamorphisme alpin a indiscutablement atteint, en le rétromorphosant, le socle cristallophyllien de la série des Schistes lustrés, c’est-à-dire la série Grand Paradis - Sesia-Lanzo.

Logiquement, la désignation d’un âge qualifiant une roche ou une série métamorphiques doit se rapporter à l’âge du métamorphisme et non à celui de l'époque de formation des matériaux qui ont été métamorphisés (‘). En toute rigueur, les gneiss des massifs du Grand Paradis et de Sesia-Lanzo, tels que nous pouvons les considérer aujourd’hui, sont donc des gneiss d'âge alpin et, dans ce sens particulier, je suis d'accord sur ce point avec M. Reinhard [1935] et avec R. Perrin et M. Roubault [1947]. Cependant j'estime que les stratigraphes, en particulier, qualifieraient de solution de paresse celle qui consisterait, pour le pétrographe appliquant rigidement le principe ci-dessus, à s’en tenir à une telle conclusion. C’est ainsi qu’une carte de la région étudiée qui représenterait seulement les zones d’isométamorphisme alpines, ne comporterait uniformément que des Micaschistes supérieurs, puisque d’une part les Schistes lustrés appartiennent à cette zone de métamorphisme et que d’autre part les gneiss du Grand Paradis et de Sesia-Lanzo ont été repris par le métamorphisme alpin dans cette même zone des Micaschistes supérieurs; seule la partie centrale du massif du Grand Paradis (Gronite d’anatexie des Scalari) correspondrait au sommet de la zone d’isométamorphisme sousjacente, celle des Micaschistes inférieurs. Le procédé serait un peu trop simpliste et le but du géologue, quelle que soit sa spécialité, est autre, puisqu'il doit tenter de déchiffrer le passé le plus lointain des formations qu'il étudie. C’est ce que j'ai tenté de faire pour la série cristallophyllienne des massifs du Grand Paradis et de Sesia-Lanzo qui, bien que reprise par le métamorphisme tertiaire, montre, dans les textures, les structures et même dans les paragénèses minérales de tous ses faciès, des traces indiscutables d’un

(3) H.-P. Cornelius [1930] à été le premier à reconnaître ce point important en ce qui concerne l'albite. (4) E. Wenck [1948] a rappelé récemment ce principe et a précisé que des expressions telles que « marbres triasiques », dont l'emploi est courant dans la littérature géologique alpine, sont incorrectes: le sédiment originel n'a pas été marmorisé au Trias, la calcite et la dolomite qui constituent maintenant de tels marbres ayant complètement recristallisé sous l'influence du métamorphisme alpin, beaucoup plus récent que le Trias.

métamorphisme plus ancien. Il me reste maintenant à essayer de préciser l’âge du premier métamorphisme de cette série.

La limite supérieure de cet âge est indiquée par le repère stratigraphique fourni par le Trias de la base de la série des Schistes lustrés. Stratigraphiquement parlant, la série cristallophyllienne Grand Paradis - Sesia-Lanzo, est donc constituée de schistes cristallins antétriasiques. Beaucoup d'auteurs, comme V. Novarese par exemple (Voir les légendes des feuilles Gran Paradiso, Ivrea, etc. de la carte géologique d'Italie au 17100000) en sont restés à cette prudente détermination. D’autres, comme M. Bertrand, P. Termier, E. Argand et surtout S. Franchi sont a!lés plus avant: en s'appuyant sur l'existence d’un soi-disant passage insensible des quartzites triasiques de base des Schistes lustrés aux gneiss sous-jacents, ils ont pensé que l’ensemble constituait une série continue et ont attribué un âge permo-carbonifère à ces gneiss. Le prétendu passage latéral entre le Permo-houiller non métamorphique de la zone briançonnaise et les gneiss œillés du Grand Paradis avaient conduit en outre M. Bertrand [1894, 1897] et P. Termier [1901] à penser que ces gneiss représentaient le terme métamorphique ultime, très « feldspathisé», du Permo-houiller briançonnais. Stratigraphie et pétrographie semblaient donc s’accorder pour faire admettre l’âge permo-carbonifère des gneiss de la partie supérieure de la série du Grand Paradis et de Sesia-Lanzo, dont les horizons plus profonds auraient eu un âge plus ancien.

J'ai montré plus haut que le passage vertical des quartzites triasiques aux gneiss de la série Grand Paradis - Sesia-Lanzo est insoutenable, puisque les premiers anpar-. tiennent à la zone des Micaschistes supérieurs et sont monométamornhiques, alors que les seconds appartiennent à la zone des Micaschistes inférieurs et sont nolvmétamorphiques. Quant au passage latéral du Permo-houiller briançonnais non métamorphique aux gneiss œillés du Grand Paradis, il n'a jamais été démontré et, comme on va le voir ci-après, il est impossible de l’admettre.

En effet, et c’est là le seul argument q'e l'étude nétrogranhique et zonéographique du complexe cristallonhyllien des Alpes Graies fournisse au géologue, tous les faciès du Permo-houiller, rigoureusement datés, de la zone interne des Alpes occidentales ne portent la trace que du seul métamorphisme d'âge alpin. C’est ainsi que le Permo-houiller de la Vanoise ne présente jamais de signes de polvymétamorphisme ou de rétromorphose: seules, des traces très limitées d’un métamorphisme de contact d'âge permohouiller, au voisinage de roches éruptives intrusives, actuellement à l’état d'orthogneiss, sont reconnaissables sur le bord interne de la zone houillère briançonnaise (F. Ellenberger, [1950 al). On peut tenir pour certain que le Permo-houiller de la zone interne des Alpes occidentales n’a subi qu’un seul métamorphisme général: le métamorphisme d'âge alpin (5).

On en déduit immédiatement que.les formations rétromorphosées ou polymétamorphiques sous-jacentes à la série des Schistes lustrés qui ont subi ie métamorphisme général d'âge alpin et un autre métamorphisme général antérieur, sont forcément plus anciennes que le Houiller. Plus exactement, le premier métamorphisme général qui les a affectées est d'âge antéhouiller. Or le Houïiller productif de la zone interne des Alpes occidentales a livré, dans la zone houillère briançonnaise, plusieurs flores fossiles caractérisant le Westphalien supérieur et même le Westphalien inférieur (Namu-

(5) Je signale à ce propos qu'une étude pétrographique rapide de quelques échantillons de Carbonifère, recueillis dans la moitié orientale de la zone houillère briançconnaise, entre Saint-Michel de Maurienne et Modane (environs de la Praz), montrent du quartz et de la phengite nettement recristallisés: il s'agit déjà là de véritables schistes cristallins dus au métamorphisme général alpin.

rien), récemment découvert par R. Feys dans la vallée de la Guisane (f). On peut donc penser que le métamorphisme général en question est d'âge anténamurien.

Toute précision supplémentaire est interdite pour fixer l’âge exact de ce métamorphisme anténamurien et, a fortiori, l’âge de la série sédimentaire métamorphisée, bien qu'il soit cependant très vraisemblable que ce métamorphisme est lié à l’orogénèse hercynienne. Mais il est déjà très important de posséder désormais un argument positif et solide pour attribuer un âge anténamurien à la série cristallophyllienne Grand Paradis - Sesia-Lanzo: jusqu'à présent en effet cet âge «antéhouiller» était seulement pressenti (Voir par exemple: M. Gignoux [1951]) mais non prouvé. J'irai même plus loin en disant que dorénavant, dans la zone interne des Alpes occidentales, le fait pour une formation cristallophyllienne d'être polymétamorphique ou rétromorphosée, peut être considéré comme un critère sûr pour lui attribuer un âge antéhouiller.

Quelques auteurs ont tendance, sans aucune preuve d'ailleurs, à dater le vienx socle cristallophyllien des Alpes occidentales du Paléozoïque ancien voire même de l’Antécambrien (Voir par exemple: H.P. Cornelius [1925], G.B. Dal Piaz [1938, 1939]). Il est intéressant de signaler à ce sujet que P. et GC. Bordet viennent tout récemment de démontrer (’), grâce à la découverte d’une flore d’âge dinantien ou westphalien indéterminé (‘), que la série cristallophyllienne du massif de Belledonne est certainement antéstéphanienne et très probablement d'âge carbonifère inférieur ou moyen.

On ne peut manquer d’être frappé par la convergence des résultats obtenus par ces auteurs pour les massifs cristallins externes, et ceux auxquels je suis parvenu pour les massifs cristallins internes du Grand Paradis et de Sesia-Lanzo, mais il est encore prématuré d'étendre le même âge carbonifère inférieur à tous les massifs cristallins externes et internes des Alpes occidentales. En tout cas, de tels résultats conduisent à se montrer très sceptique sur la valeur de certaines parallélisations «à grande distance », telles celles de R. Staub [1948] qui a cherché à identifier dans certains massifs cristallins internes des Alpes occidentales les divers termes des séries antécambriennes nordique et indhoue.

2. — La discordance hercynienne et le géosynclinal piémontais.

Les conséquences de l’âge anténamurien de la série cristallophyllienne Grand Paradis - Sesia-Lanzo sont importantes en ce qui concerne la paléogéographie de la région, d'autant plus que les conclusions que je vais formuler à ce sujet peuvent, selon toute vraisemblance, être étendues à une bonne partie sinon à la totalité de la zone pennique.

On est tout d’abord obligé d'admeltre qu'une lacune stratigraphique importante a eu lieu dans la région étudiée avant le dépôt de la série sédimentaire mésozoïque. Cette déduction s'accorde parfaitement avec les deux faits suivants, déjà mis en évidence. D'une part, le Trias, constituant la base de la série mésozoïque, présente des caractères transgressifs très nets: complet et puissant à l'Ouest (Briançonnais, Vanoise), il se réduit progressivement vers l'Est où il n'est plus représenté que par son terme supé-

(6) R. Feys (1952): Le Carbonifère sur la rive droite de la Guisane. B.S.G.F., (6), 2, p. 197-213:

(1) P. et C. Bordet (1953): Sur la structure des Massifs cristallins externes des Alpes françaises. C.R. A.S., 236, p. 500-502. : / ; 4

(8) Id. (1953): Sur la présence de Carbonifère antéstéphanien dans la série cristallophyllienne de Belledonne (Alpes françaises). 1bia., 236, p. 305-307.

rieur, localement conglomératique d’ailleurs, et où il finit par disparaître complètement (*). D'autre part, cette série mésozoïque s’est déposée sur un socle cristallophyilien profondément érodé: sa base repose en effet sur n'importe quel terme de la série cristallophyllienne anténamurienne, depuis les plus profonds (migmatites) jusqu'aux plus récents (gneiss minuli de Sparone et, peut-être même (voir p. 58), micaschistes à glaucophane de Cuorgnè), Cette disposition, qui ressort très clairement de l'examen de la carte géologique (voir planche hors-texte), serait absolument inexplicable si l’on continuait à admettre l'existence d’une série continue allant de l’Antéhouiller au Mésozoïque et peut-être au Tertiaire ancien: dans ce cas, en effet, la série des Schistes lustrés devrait partout surmonter en concordance le sommet de la série Grand Paradis - Sesia- Lanzo, c’est-à-dire la zone des Micaschistes supérieurs (gneiss albitiques de Pont-Canavese et micaschistes à glaucophane de Cuorgnè). J'ai abondamment démontré dans l'étude pétrographique et zonéographique qui a précédé que tel n’était pas le cas. J’ajouterai que si on persistait à expliquer une telle disposition par des laminages tectoniques, qui existent réellement mais sont toujours très localisés, on serait conduit à admettre la suppression tectonique de plusieurs milliers de mètres de schistes cristallins de la série anténamurienne ce qui est évidemment insoutenable.

L'âge anténamurien de la série cristallophyilienne Grand Paradis - Sesia - Lanzo, amène en outre à penser que la lacune stratigraphique qui sépare les deux séries cristallophyllienne des Alpes Graies, s’est étendue au moins sur le Carbonifère moyen et supérieur (1) et sur le Permien.

Ainsi, comme l'avaient déjà montré, grâce à d’autres arguments, HP. Cornelius [1925] pour l’ensemble des Alpes et G.B. Dal Piaz [1938] pour la zone pennique, la série mésozoïque de la zone interne alpine repose en discordance stratigraphique sur un vieux socle cristallophyllien. Cette discordance hercynienne n’y est pas aussi bien visible que dans la zone des massifs cristallins externes, car l’orogénèse alpine a supprimé ici tous contacts angulaires entre les deux séries. Cependant, contrairement à ce qu'on a soutenu maintes fois, le métamorphisme alpin n’a nullement oblitéré ou effacé cette discordance hercynienne: comme le montre l'étude pétrographique et zonéographique dont j’ai exposé plus haut les résultats, la série cristallophyllienne mésozoïque, monométamorphique et métamorphisée dans la zone des Micaschistes supérieurs, est très nettement discordante sur la série cristallophyllienne anténamurienne, polymétamorphique et dont l’ancienne zonéographie (Migmatiles, Micaschistes inférieurs et supérieurs) est encore nettement visible.

Plusieurs résultats importants au point de vue de l’histoire géologique de la région et très probablement de toute la zone pennique, découlent logiquement de ces concelusions:

1° Pendant le Carbonifère moyen et supérieur et pendant le Permien, la zone des massifs crislallins internes est restée en partie émergée, en partie à l’état de hauts-fonds, et elle a été soumise à une intense érosion. Les matériaux détritiques ainsi produits ont

. (9) À moins qu’il ne soit représenté, à l'Est du Grand Paradis, par des faciès plus profonds (schistes argilo-calcaires, marnes, etc. ultérieurement transformés en calcschistes et en amphiboloschistes puis en gneiss albitiques et prasinites). 1

(10) Dans d’autres secteurs de la zone alpine interne, le Carbonifère moyen et supérieur a pu localement se déposer dans des bassins limniques comparables à ceux du Massif Central et des Vosges (Zone houillère briançonnaise, par exemple). Il serait intéressant à ce sujet d'entreprendre l'étude pétrographique et zonéographique du massif de Dora-Maira où la «zone graphitique de Pignerol », avec ses conglomérats et ses FN RU eut ET rie et À HrARERE (1894): Appunti geologici e petrografici sui dintorni di

, BR.C:GI: TD. - , représente peut-être un de ces bassins i i A ste be p p houillers entièrement transformé

comblé des dépressions voisines ou des bassins de subsidence locaux plus ou mins étendus (conglomérats, grès et schistes houillers, Verrucano). Il est même possible que cet état des choses ait persisté pendant le Trias inférieur: l’origine continentale des faciès sableux de la base du Trias, ultérieurement transformés en quartzites, n’est pas à rejeter a priori et a été envisagée à plusieurs reprises (Voir par exemple: H.P. Cornelius [1925], p. 362).

2° Quoi qu'il en soit, on est obligé de renoncer définitivement à la notion classique du « manteau continu de Permo-Houiller à faciès géosynclinal » de la zone interne des Alpes occidentales (P. Termier, E. Argand). On sait que, d’après ces auteurs, ce fameux «manteau continu » aurait constitué avec les formations sous-jacentes et avec la série mésozoïque sus-jacente, une « série compréhensive » allant d’un Antéhouiller indéterminé au Tertiaire ancien. Il est d’ailleurs très curieux qu’une telle notion ait pu subsister aussi longtemps dans la géologie alpine, puisque tout ce que nous savons actuellement du Houiller et du Permien de la zone interne nous conduit à penser qu’il s’agit d’un Permo-houiller continental, comme d'ailleurs dans la zone alpine externe ou dans le Massif Central. La conclusion à laquelle je parviens à ce sujet pour la région du Grand Paradis et qui est très probablement valable pour toute la zone pennique, concorde pleinement avec les résultats des études poursuivies dans la zone houillère briançonnaise par R. Feys et C. Greber (1), dont M. Gignoux [1951] a souligné l'importance et la nouveauté.

3° On est conduit d'autre part à revenir à l’idée déjà exprimée depuis longtemps par H.P. Cornelius [1925] et qui n’avait pas reçu un accueil favorable de la part des géologues alpins, à l’exception de G.B. Dal Piaz [1938]: le géosynclinal piémontais n’a commencé à s’individualiser qu'à partir du Trias supérieur. L’invasion de la grande fosse subsidente alpine par les faciès mésozoïques profonds (schistes argileux plus ou moins calcaires et plus ou moins gréseux) n’a débuté en effet qu’à cette époque, succédant aux faciès détritiques (peut-être en partie continentaux) du Trias inférieur et aux faciès lagunaires du Trias moyen. Jusqu'au Trias supérieur, plus ou moins inclus suivant les régions, la zone des massifs cristallins internes, qui va désormais constituer la «corde dorsale » de la fosse pennique, est restée soit à l’état de hauts-fonds, soit à l’état de terres émergées et de plus en plus pénéplanées. Elle constituait alors une sorte de seuil (2) qui a provoqué la formation d'un Trias de type briançonnais réduit, de mêéme que le seuil vindélicien du géosynelinal dauphinois a déterminé le dépôt d’un Trias de type germanique réduit. La comparaison entre l’avant-fosse alpine (géosynelinal dauphinois) et la grande fosse alpine (géosynclinal piémontais) peut même être poussée plus loin car, de même qu’au Sud du Pelvoux le Trias dauphinois reprend le faciès germanique normal, de même au Sud du Grand Paradis, dans le massif de Dora-Maira, le Trias piémontais reprend le faciès briançonnais normal. Ainsi, au moment de la naissance de la grande fosse alpine, de même qu'on ne retrouve plus la «zone vindélicienne » dans la partie sud du géosynelinal dauphinois, de même on ne retrouve pas dans la partie sud du géosynclinal piémontais la zone de hauts-fonds et de terres émergées qui a existé plus au Nord dans la région du Grand Paradis el, sans doute aussi, du Mont-Rose.

(11) R. Feys et C. Greber (1950): Les conglomérats du Verrucano dans la région de Briançon (Hautes- Alpes) et leurs rapports avec le Carbonifère. B.S.G.F., (5), 20, p. 231-237. rs

(12) G.-B. Dal Piaz [1931] avait déjà admis l'existence sur l'emplacement du Grand Paradis d'un « géanticlinal» d'origine hercynienne, qu'il considérait comme l'embryon de la nappe V.

4° Enfin, contrairement à ce que pensai P. Termier [1901 b, 1903], il n’y a pas dans les Alpes occidentales trois séries cristallophylliennes d’âges fort différents. On sait en effet que le célèbre géologue distinguait une première série cristallophyllienne d'âge antéhouiller (massifs cristallins externes), une deuxième série crislallophyllienne d'âge permo-houiller (massifs cristallins internes) et une troisième série cristallophyllienne, celle des Schistes lustrés. Les Alpes occidentales ne comportent que deux séries cristallophylliennes: celle des massifs cristallins externes et internes, d'âge antéhouiller, qui est la série cristallophyllienne antéalpine, et celle des Schistes lustrés, d’âge mésozoïque et peut-être terliaire, qui est la série proprement alpine. On en revient ainsi, mais avec des arguments maintenant beaucoup plus solides, aux conceptions du pionnier de la géologie alpine: Ch. Lory avait en effet génialement pressenti dès 1881, ainsi que je l’ai rappelé au début de ce mémoire, l'influence dans les Alpes occidentales de deux métamorphismes successifs, l’un récent, post-triasique, et l’autre d’âge plus «reculé », séparés dans le temps par une importante lacune stratigraphique.