IV. — Résultats d’ordre général

Contribution a la connaissance de la métasomatose des roches éruptives. — Pour spéculer sur la composition chimique d’une roche éruptive; il faut pouvoir, au moins approximativement, reconstituer son état originel. Cette reconstitution est naturellement d’autant plus difficile et plus incertaine que la métasomatose est plus avancée. Mais j’ai montré [61, 65] que, dans certains cas, lorsque les minéraux détruits ont gardé leurs formes géométriques, et lorsque, dans l’échantillon lui-même ou dans des échantillons évidemment congénères, il subsiste, au milieu des ruines, quelques témoins intacts des minéraux primitifs, la reconstitution devient facile.

Ces cas sont plus fréquents que l’on n’aurait pu croire. J’ai restauré ainsi presque toutes les roches éruptives de la région des Alpes françaises que j’ai étudiée, et j’enseigne chaque année, dans mon cours de l’École des

Mines, comment on doit pratiquer de semblables restaurations. Je crois être le premier à avoir indiqué cette méthode générale, et à avoir mis les pétrographes en garde contre les dangers que présente l’étude chimique des roches quand on né considère que des analyses brutes.

L’application de la méthode à un très grand nombre de roches m’a conduit à cette constatation : que, dans beaucoup de cas, la métasomatose des roches éruptives consiste principalement dans le départ de la chaux. C’est ce que j’ai appelé la métasomatose décalcifiante, ou la décalcification. Quand l’eau de pluie tombe sur un affleurement déroché éruptive riche en calcium, l’élément que cette eau emporte avant tous les autres, et en quantité plus grande que tous les autres, c’est le calcium. L’eau qui sort de la roche en question, n’ayantd’ailleurs, depuis sa chute, traversé aucune autre roche, contient plus de chaux que de soude, ou de potasse, ou d’alumine, ou de magnésie, ou de silice.

Les seules eaux qui ne sont pas décalcifiantes sont celles qui sont saturées — par leur passage préalable à travers des roches calciques — de silicate et d’aluminate de chaux. De telles eaux, agissant sur de nouvelles roches, leur enlèvent la soude, la potasse, le fer, et, dans une faible mesure, la magnésie; et elles peuvent développer sur place de nouvelles combinaisons calciques, comme l’épidote, la zoïsite, la wernérite.

Les eaux qui ont déjà traversé des roches, mais qui ne sont pas encore saturées de silicate et d’aluminate de chaux, agissent comme cause décalcifiante, et d’autant plus énergiquement qu’elles apportent avec elles Une plus grande quantité de silicates alcalins. L’eau qui sort du granité est plus décalcifiante pour une roche éruptive basique que l’eau de pluie pure.

Un massif granitique ou gneissique, dont les affleurements sont, d’une façon générale, très pauvres en calcium, est une source d’alcalis. Tel est le massif du Pelvoux. Les eaux qui ont traversé ce massif sontsilicàtées alcalines; elles sont, presque partout, éminemment décalcifiantes. Dès qu’elles rencontrent les silicates et les silico-aluminates calciques, elles les corrodent, pour leur prendre de la chaux et de l’alumine, et abandonner des alcalis en échange. Dans tout ce massif, et dans toute la région environnante, on doit s’attendre à trouver des cristaux secondaires d’albite et d’orthose. Ces minéraux sont, actuellement, dans une semblable région, les plus stables.

Contribution a l’étude de la différenciation des magmas éruptifs. — On sait que, dans nombre de régions volcaniques oü de régions de roches intru-

sives, il y a une parenté très évidente entre les diverses roches. L’explication de cette parenté est fort difficile, surtout lorsque, dans la sérié en question, la composition chimique des roches varie beaucoup; et l’on n’a pas encore trouvé de théorie bien satisfaisante : mais le fait lui-même n’est pas contestable.

La suite des roches intrusives du Houiller briançonnais [82] est, à cet égard, une des plus remarquables qu’il y ait. Ces roches vont d’un micro T granité à 71 pour 100 de silice à une miçrodiorite à 02 pour 100 de silice. La chaux varie de 2 à 8,5 pour 100; la somme des alcalis, de 9 a 5,5 pour 100.! Chose curieuse : la richesse en soude est sensiblement constante (4,5 pour 100). Il y a, entre les pôles extrêmes, tous les passages.

Si l’on classe ces roches par ordre ,de teneur croissante en silice, on les classe du même coup par ordre de teneurs décroissantes en oxydes de. fer, en magnésie et en chaux, et par ordre de richesse croissante en potasse, L'ensemble du tableau ainsi réalisé donne au plus haut degré l’impression de la continuité. 11 n’est donc guère douteux que toutes ces roches ne dérivent, par une différenciation d’ailleurs inexpliquée, d’une souche commune, d un magma commun.

J’ai essayé de me rendre compte de la composition qu’aurait ce magma commun, en admettant qu’il contienne des quantités des divers magmas différenciés proportionnelles à l’importance des affleurements de chaque type. Cette proportionnalité n’est nullement certaine, mais elle est, tout au moins, vraisemblable. On obtient de la sorte une composition qui est celle d’un magma monzonitique; et la monzonite, dont j’entrevois ainsi l’existence sous nos Alpes briançonnaises, ne serait guère différente de la monzonite tyrolienne. Rien ne s’oppose d’ailleurs, jusqu’ici, à ce que l’on attribue le même âge à l’intrusion des roches briançonnaises et à la montée de la monzonite du Tyrol.

Le problème du Cristallophïlliek. — Ce problème, qui est celui.de l’origine des gneiss et des micaschistes, est l’un des. plus intéressants de la. Géologie. J’ai apporté à son étude de nombreuses contributions [8, 18, 20, 26, 32, 37, 63, 69, 84, 86, 90, 91, 97, 98],

I,a question du Cristallophyllien a fait un grand pas le jour oü il a été démontré qu’il y a des gneiss et des micaschistes de divers âges, et qu’il n est pas impossible d’arriver à connaître l’âge précis d’une série eristallophyllienne. La démonstration, entrevue jadis par Lâchât, a été donnée par moi en 1891 pour les schistes cristallins de la Vanoise, et par MM. Marcel.

Bertrand et Franchi, quelques années plus tard, pour les Schistes lustrés des Alpes occidentales.

Nous savons aujourd’hui qu’il y a, dans les Alpes occidentales, trois séries cristallophylliennes, trois complexes métamorphiques, d’âges fort différents. Dans chacune il y a des micaschistes, des gneiss et des amphibolîtes ; et le métamorphisme n’est pas beaucoup moins intense dans l’une des séries que dans les autres. La première série, la plus ancienne des trois, est antérieure au Houiller; et l’on ne sait rien de plus sur son âge. La deuxième est formée par le Houiller et le Permien, devenus, graduellement, métamorphiques. La troisième comprend les schistes lustrés et lès roches vertes qui leur font cortège. Cette dernière série est postérieure au Trias moyen. Comme elle est très épaisse, sa partie haute peut être beaucoup plus jeune. J’incline à croire* pour ma part, que cette partie haute est éocène; et je vois dans les Schistes lustrés une série compréhensive, mésozoïque et néozoïque, je veux dire une série sédimentaire continue, allant du Trias supérieur à l’Éocène.

En France et sur la frontière franco-italienne, la série permo-houillère et la série mésozoïque (Schistes lustrés) sont séparées par le Trias inférieur et moyen, non métamorphique (Ubaye, Briançonnais), ou incomplètement métamorphique (Vanoise, Tarentaise). Mais quand on descend sur le versant italien, on voit bientôt le Trias devenir totalement cristallin et méconnaissable. La limite entre les gneiss permo-houillers et les Schistes lustrés est alors indécise; et les deux séries cristallopbylliennes n’en font plus qu’une. Il en est de même dans les Alpes Pennines.

J’ai résumé [97], devant le Congrès géologique international de Vienne, les enseignements que l’on peut tirer, à l’heure actuelle, de l’étude des terrains cristallins des Alpes occidentales. Je les rappelle ici brièvement.

Tout d’abord, comme M. Michel Lévy l’a annoncé il y a 16 ans, l’origine sédimentaire des assises qui sont, plus tard, devenues des micaschistes ou des gneiss, n’est pas douteuse.

En second lieu, le métamorphisme régional — je veux dire la cristallisation générale, sur un immense espace, de toute une série sédimentaire — ne peut pas s’expliquer parles actions dynamiques, par le dynamométamorphisme. J’ai cru autrefois, comme tout le monde, que les actions dynamiques peuvent transformer les roches : ces actions déforment, mais ne transforment point. Nous avons la preuve irréfutable que, dans le Briançonnais, les micaschistes des Schistes lustrés avaient atteint tout leur métamorphisme avant les mouvements orogéniques, avant le morcellement du géosynclinal alpin. Il

convient de réserver le nom de métamorphisme aux causes capables de transformer complètement une roche, de la muer en une autre roche, tout aussi définie que la première et vraiment différente, et d’opérer cette transformation sur un vaste espace. Le dynamométamorp/iisme n’existe pas; et ce nom doit disparaître de la Science.

En.troisième lieu, le métamorphisme régional est lié, malgré tout, aux phénomènes qui ont préparé les chaînes de montagnes : il n’atteint que les matériaux qui sont dans une condition géosynclinale. C’est ce qu’a dit, il y a déjà io ans, M. Marcel Bertrand.'Chaque chaîne a sa série cristallophyllienne. La série cristallophyllienne alpine, c’est l’ensemble de la série permoffioliillère, du Trias, et des Schistes lustrés : ensemble où lacristallinité n’est discontinue qu'en France, sur le bord du géosynclinal alpin, mais où la cristallinité devient peu à peu continue lorsqu’on s’approche de la région centrale de ce même géosynclinal. Quanta la série anté-houillère, elle est indépendante de la chaîne alpine : c’est un témoin d’une ancienne chaîne. Les chaînes successives empiètent les unes sur les autres. Un jour viendra, peut-être, où la moitié orientale des Alpes franco-italiennes — cette moitié qui nous manque, parce qu’elle est effondrée — reparaîtra dans les plis extérieurs d’une nouvelle chaîne. Les gneiss et micaschistes alpins, qui seront alors ramenés près de la surface, joueront, vis-à-vis de cette nouvelle chaîne, le même rôle que jouent, dans les Alpes, les terrains cristallins de Belledonne, du Pelvoux et du Mont-Blanc.

En quatrième lieu, le métamorphisme régional, quelle qu’en soit la cause, a agi de la même façon dans toutes les chaînes et à tous les âges. Il n’y a pas de différences lithologiques essentielles entre les micaschistes etles gneiss des diverses séries.

En cinquième lieu, le métamorphisme régional n’a point pour cause l’intrusion et la miseen place des roches massives. Cette intrusion, ou cette mise en place, sont des épisodes du métamorphisme régional. La cristallinité générale des assises et la formation des amas de roches massives sont liées entre elles, non pas comme un effet à sa cause, mais comme deux effets de la même cause. On comprend ainsi, ce qui, sans cela, serait inexplicable, que ces amas, dans les Alpes, tantôt semblent avoir agi, et tantôt semblent être restés sans action, sur les couches encaissantes. Us sont restés inertes toutes les fois que les terrains encaissants étaient déjà saturés des fluides que ces amas pouvaient émettre; ils ont ajouté quelque chose au métamorphisme ambiant, toutes les fois que les terrains encaissants n’avaient pas atteint la saturation.

■ En sixiferrie lieu, enfin, là cause du métamorphisme régional, quelle qu’elle soit, s’est étendue, dans le sens horizontal, à des distances de l’axe du géosynclinal qui sont très variablès suivant les étages. Dans les divers terrains, tous concordants et encore sensiblement horizontaux, qui étaient soumis à son action, le métamorphisme régional a fait tache d’huile; mais la tache d’huile s’est étalée très différemment aux divers niveaux. C’est ainsi que, dans les Alpes, des assises houillères sont restées intactes, tandis que les assises permiennes, au-dessus d’elles, devenaient des micaschistes. De même, des calcaires du Trias demeuraient inaltérés, tandis que les couches qui leur servaient de mur, et celles qui leur servaient de toit, se transformaient d’une façon complète.

Il est évident, puisque la condition géosynclinale semble nécessaire, que l’enfouissement des assises à une grande profondeur est l’un des éléments du métamorphisme régional. Je crois qu’il faut autre chose, qu’il faut un apport : puisque aucun terrain sédimentaire ne contient, ni autantd’alcalis, ni autant de magnésie, qu’un terrain cristallophyllien. J’ai tenté [86, 90] d’expliquer cet apport par des colonnes filtrantes , venues d’en bas, et montant, comme d’une chaudière, du fond de la région centrale du géosynclinal.

Synthèse des Alpes ehanco-itauennes. — C’est dans le Briançonnais, et spécialement dans les montagnes comprises entre Vallouise et Briançon, que se trouve la clef de la structure des Alpes franco-italiennes. C'est là, en effet, que l’on voit, posés par-dessus l’éventail alpin, des témoins d’une nappe charriée, venue.de la région orientale; et c’est là aussi que la déformation de l’éventail est à son comble, et que l’on peut le mieux se rendre compte de l’écrasement prodigieux que cet éventail a subi.

J’ai essayé dernièrement [90], après avoir dessiné quelques coupes qui traversent normalement toute la chaîne, de rendre compte, par une hypothèse tectonique, de tous les faits observés.

. S’il est bien vrai, comme M. Marcel Bertrand l’a établi dès 189/j, ‘l u,ï Alpes franco-italiennes sont construites en éventail, il est non moins-certain que cet éventail est tout à fait dissymétrique. Les plis occidentaux, incroyablement serrés et multipliés, sont couchés jusqu’à l’horizontale, et parfois jusqu’au delà de.l’horizontale : et ils sont tellement laminés qu’ils vont, dans le paquet où ils s’empilent, s’amincissant et se renflant tour à tour, ou même s’égrenant dans des plans de glissement, véritables surfaces de charriage. Au contraire, les plis orientaux, beaucoup moins nombreux,

ont une allure relativement tranquille,', et n’atteignent jamais, dans,leur déversement, l’horizontale..

Pour moi, la formation de l’éventail n’est, dans l’histoire de cette partie des Alpes, qu’un phénomène accessoire, résultant de cé'que, à un certain moment, et après une striction intense, il est survenu une décompression;! dans la région superficielle. L’anticlinal central, façonné par la striclionjn s’est alors, dans sa partie haute, déversé sur les deux synclinaux voisins,," c’est-à-dire qu’il a pris la forme en éventail.

Le phénomène principal, celui qui se préparait depuis longtemps, et dont 1 la striction et la décompression préalables auxquelles est dû l’éventail n’étaient que des symptômes avant-coureurs, le phénomène principal, dis-je, c’est le passage, par-dessus l’éventail, par-dessus toute la zonedu Briançonnais, d’une masse écrasante, d’un traîneau écraseur, animé d’un mouvement de translation de l’Est vers l’Ouest.

Sous cette masse écrasante, les plis orientaux ont été, dans leur partie haute, retroussés, et lés plis occidentaux ont été couchés, écrasés et laminés. Ceux-ci ont donné des nappes à long cheminement qui ont couvert le Pelvoux et, la chaîne de'Belledonne. Ceux-là ont fourni d’autres nappes, plus élevées que les premières, et dont la quatrième écaille briançonnaiseest un témoin : c’est l’équivalent des nappes des racines internes de M. Lugeon. La plus haute de ces nappes devait être formée de gneiss permo-houillers : il n’en reste plus aucun témoin en France,.mais son prolongement au Nord- Est constitue une grande partie des Alpes Pennines. Quant à la masse écrasante elle-même, dont il ne reste rien, ni en Suisse, ni en France, elle devait provenir de la région orientale du géosynclinal alpin.

Il est aisé de marquer la limite que ces charriages n’ont pas dépassée, du côté de l’Ouest : c’est le bord extérieur de la chaîne de Belledonne, ou, ce qui revient au même, le bord intérieur des chaînes subalpines. A partir de là, en effet, les terrains ont été plissés, mais non plus écrasés: leurs plis sont fréquemment hésitants, c’est-à-dire déversés, tantôt d’un côté, tantôt de 1 autre. La surcharge a manqué, et aussi la translation de la zone superficielle, :

La chaîne résulte, en somme, du resserrement progressif d’un vaste géosynclinal. Ce resserrement a débuté par le morcellement de la fosse de sédimentation. 11 a continué par le. façonnement, dans les terrains du géosynclinal, de plis plus ou moins serrés, qu'une décompression momentanée a ensuite disposés en éventail. Il s’est achevé par la mise en marche, de l’intérieur vers l’extérieur de la chaîne, de toute une portion superficielle

de l’écorce, roulant, sous elle, des plis couchés superposés, dont les débris, fragmentés par l’érosion, sont nos nappes de recouvrement.

La généralité du phénomène de recouvrement, prédite, dès 1884, pour lès Alpes suisses, parM. Marcel Bertrand, n’est plus contestable aujourd’hui. De même que les Alpes, suisses, dont les plis autochtones sont, encore recouverts par un paquet de nappes (M. Lugeôn), les Alpes françaises ont été enfouies sous d’immenses masses de terrains charriés. Mais il ne reste plus, chez nous, de ces masses charriées»'que des témoins isolés et dont i’épaisseur est fort réduite : icesont les nappes duBriançonnais, celles delà Savoie, celles encore que MM. Kilian et Haug ont découvertes dans l’Ubaye et l’Embrunais. La, plupart des massifs: alpins de France sont exclusivement formés de plis autochtones.