Stratigraphie du massif du Torrenthorn et des Rothôrner

Chapitre 4

Le but du présent travail n'est pas en premier lieu une étude stratigraphique détaillée.

L'étude sédimentologique devait être faite afin de caractériser le caractère continu ou épisodique de la sédimentation (voir chapitre 1). En conséquence, l'exposé ci-après se veut avant tout synthétique, permettant de donner une image générale de la stratigraphie (Fig. 4.1).

Lugeon (1914a) est le premier à avoir donné une description méticuleuse de l'architecture du massif, accompagnée de nombreux croquis d'affleurement et descriptions de coupes. La seule approche sédimentologique de la région est due à Ernst SchHippi (1978); le renvoi à son travail de diplôme sera souvent proposé.

4.2.1 Le soubassement cristallin

Le soubassement cristallin n'a pas été étudié en détail; les éléments ci-dessous sont donnés à titre informatif. La notice explicative de la feuille Lotschental de 1' Atlas géologique (Hügi et al., 1988) présente une bonne synthèse des différents travaux à ce sujet.

Il s'agit principalement d'un ensemble de schistes et gneiss chloriteux, d'amphibolites rubanées et de minces zones de terrains carbonifères. Ces différentes lithologies constituent une partie du "Altkristallin" servant d'encaissant pré-varisque aux intrusions granitiques et granodioritiques varisques, telles que le Granite Central de 1 'Aar ou le Granite de Gastern. Les premiers auteurs ont cartographié cette zone en "Schistes de Casanna" (Favre et al., 1883; von Pellenberg et al., 1885); toutefois, von Pellenberg (1893) reconnaît qu'en dehors d'une similitude de lithologies, la preuve d'une équivalence n'a pas été apportée et qu'il est préférable d'abandonner cette dénomination au profit de "Zone der Phyllite oder krystallinischen und grün en Schiefer".

4.2.1.1 Schistes et gneiss chloriteux

Ils sont cartographiés sous les appellations de "Grünliche, hellglimmerreiche Gesteine"

(Hügi et al., 1988) et de "Chloritgneiss, Chloritschiefer, Chlorit-Serizitschiefer" (Furrer, 1962). Ils représentent la majeure partie du "vieux cristallin" de la région et forment les sommets du Schwarzhom, Loicherspitza et Alplihom.

La couleur d'altération est brun rouille ou gris-vert; la cassure est verdâtre. Toutes les transitions entre un gneiss oeillé massif et des schistes, voire mylonites, sont observables. Les yeux feldspathiques sont généralement millimétriques, pouvant atteindre des tailles centimétriques. Ces roches sont considérées comme produits du métamorphisme de sédiments tels que grès, grès argileux, tufs, etc.

4.2.1.2 Amphibolites rubanées

Les amphibolites sont localisées dans la région de Kummenalp - Hockenalp. On les retrouve également dans le coeur cristallin de la nappe du Doldenhom, comme dans la "klippe"

du Hockenhom. Il s'agit d'une roche généralement massive, d'aspect vert bouteille foncé, à cassure verdâtre, présentant une alternance millimétrique à décimétrique, plus rarement métrique, de lits feldspathiques clairs et de lits amphibolitiques plus sombres.

Stratigraphie des Rothomer

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LITHOSTRATIGRAPHIE Calcaires

à entroques et marnes

Grès massifs

Calcaires gréso-spathiques

et siliceux

Quartzites lités

Calcaires à Gryphées Marno-calcaires

Schistes noirs, calcaires lumachelliques

et guartzites Marnes aolomitigues Cornieules Dolomies

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Fig. 4.13

1 Fig. 4.12

Fig. 4.11

Fig. 4.8

1 Fig. 4.7

!···· 4.3

!Fig. 4.2

Fig. 4.1 : Lithostratigraphie synthétique du Torrenthom et des Rothomer (épaisseurs relatives pour le Ferdenrothom), avec renvoi aux illustrations de détail.

Légende: voir Annexe 1.

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28 Chapitre 4

4.2.1.3 Carbonifère, Permien, altération de surface

Pincés dans le "vieux cristallin", plusieurs synclinaux de Carbonifère, allongés WSW-ENE parallèlement à la schistosité principale, sont visibles au SW de Goltschried et à la Loicherspitza (p. ex. von Fellenberg, 1893; Lugeon, 1905; Swiderski, 1919). Il s'agit de conglomérats, grès, schistes argileux et graphiteux et d'anthracite. Des restes végétaux ont permis de dater le Stéphanien A (Ledermann, 1964).

Des faciès attribués au Permien ont été signalés, entre autres par Baer (1959) au Faldumpass, Restipass et au col2840 rn (nord du Restirothom). Toutefois, cette interprétation à été abandonnée par les auteurs suivants et ces sédiments ont été assimilés soit au Carbonifère, soit au "Rhétien-Hettangien" (r-11) (Hügi et al., 1988). Sans arguments paléontologiques, il est en effet difficile de distinguer ces faciès de ceux du Carbonifère ou des "Schistes noirs, calcaires lumachelliques et quartzites" d'âge rhétien probable (voir 4.2.4).

Le contact entre soubassement et couverture sédimentaire est généralement couvert.

Toutefois, là où il est observable, le sommet des gneiss et schistes chloriteux présente une altération typique (voir aussi 5.2.1). Ainsi, en rive gauche du vallon descendant du Niwenpass vers Bachalp, le sommet des gneiss et schistes chloriteux est rubéfié jusqu'à une profondeur de 2 m. La roche est fortement chloritisée et partiellement dissociée, devenant très friable. Des poches centimétriques (diamètre moyen de 4 cm) de calcaire dolomitique ocre aux contours irréguliers envahissent le gneiss. Les rhomboèdres d 'ankérite abondent dans les zones dolomitiques; la matrice sériciteuse est partiellement imprégnée de calcite ferrifère. Ces phénomènes correspondent à l'altération an té-triasique du soubassement cristallin, vraisemblablement liée à la circulation d'eaux météoriques.

Les amphibolites et les synclinaux carbonifères sont généralement allongés parallèlement à la schistosité principale S2 (Steck, 1984) (direction N50-80°, plongement 40-60° vers SE). Une schistosité antérieure S 1, préservée dans les zones méridionales de Feselalp et de Raron, ne s'étend pas au-delà du Faldumrothom (Steck, 1984).

4.2.2 "Arkoses"

Ces roches représentent le premier dépôt sédimentaire sur le "Altkristallin". Avec des épaisseurs d'un à plusieurs mètres, elles sont bien connues sur le massif de Gastern, dans la lèvre sud du "synclinal" de Sattlegi et dans les "klippes" du Spalihorn et du Tennbachhorn (Collet, 1947b). Considérées comme manquantes dans la région étudiée ici (Lugeon, 1914a;

Paréjas, 1946a; SchUippi, 1978, 1980) où les cornieules sont censées reposer directement sur le soubassement cristallin, ces arkoses ont été retrouvées dans le vallon descendant du Niwenpass vers Bachalp, directement sur la surface altérée du gneiss (Fig. 4.2). Bien que de plus faible expression (épaisseur inférieure à 1 rn), les relations de contact sont comparables à celles observées ailleurs (voir 5.2.1 et 5.2.2).

Au-dessus de Bachalp (coord. 620'000/134'000/2340), ces arkoses se présentent ainsi:

- un premier banc de 5 à 10 cm d'épaisseur, très grossier (diamètre des clastes jusqu'à 3 cm) et très mal trié, moule la surface quelque peu irrégulière du cristallin rubéfié; la patine est beige;

- un second banc, à patine blanche, également de 5-10 cm d'épaisseur, est par contre beaucoup mieux trié, avec une granulométrie VCS.

Les éléments anguleux (quartz onduleux et polycristallin, feldspaths altérés, micas, quelques fragments lithiques) nagent dans une pâte sériciteuse. La composition modale moyenne permet de définir ces roches comme un

"arkosic wacke" (plus de 25 % de feldspaths, et plus de 10 % de matrice) (voir Pettijohn, Patter & Siever, 1987, p. 197).

Bien qu'extrêmement réduit et limité latéralement, cet affleurement d'arkoses permet de relativiser les interprétations proposées pour justifier sa prétendue absence. Baer (1959), intégrant certaines conclusions de von Tavel (1937), suggère l'existence d'une terre émergée entre les zones du Gastern au nord et de Feselalp au sud; cet auteur tire également des

Stratigraphie des Rothomer

conclusions d'ordre tectonique sur lesquelles nous reviendrons plus loin (voir 5.2.2.3 et 5.6.2.1). Cette observation permet plutôt d'envisager une aire de sédimentation continue entre le nord du massif du Gastern et la terminaison méridionale du massif de l'Aar, où des arkoses et quartzites sont bien connus (voir 5.2.2, 5.5.2 et 5.6.2.1). Les variations locales sont dues à une faible topographie héritée de l'altération anté-triasique. La signification des arkoses est discutée pour le cas du LOtschepass (voir 5.2.2.3).

Les arkoses de base correspondent au Melsersandstein dont 1' âge reste imprécis. Il est le plus probablement Muschelkalk inférieur (Trümpy, 1959, et in: Lefavrais, Ricour & Trümpy, 1963).

Par analogie avec la couverture des Aiguilles Rouges, ces arkoses pourraient être ladiniennes (Demathieu, 1978;

Demathieu & Weidmann, 1982) comme

Synonymie : "Comieule", "Calcaire dolomitique gris-jaune", "Calcaire quartzeux jaune feuilleté" (?) (de La Harpe, 1877); "Brisé, gypse, comieule, dolomie" (lscher, 1879); "Cargneu1e et dolomie", "Gypse et mames rouges" (Favre et al., 1883); "Cornieules" et" Dolomies" (von Pellenberg, 1893); "Cornieule et calcaire dolomitique (Rothidolomit)" (Lugeon, 1905); "Trias : Calcaire dolomitique et cornieule, schistes argileux foncés" (Lugeon, 1914a); "Cargneules", "Calcaires dolomitiques (Muschelkalk)" et "Dolomies schisteuses et schistes argileux bigarrés (Keuper inf.)" (Paréjas, 1946a); "Trias moyen : Corgneules et calcaires dolomitiques" et " Trias sup. : Dolomies argileuses, schistes argileux noirs et quartzites feuilletés" p.p.

(Collet, 1947b); "Calcaires dolomitiques, schistes verts et cornieules" (Baer, 1959); "Rauhwacke" et

"Dolomit" (Furrer, 1962); "Rauhwacken" et "Dolomite"(SchH1ppi, 1978, 1980; Hügi et al., 1988).

Du fait du plongement axial du massif de l'Aar vers le SW, ces formations n'affleurent que dans les synformes des Faldum- et Restirothorn, et dans le vallon d'Oberferden. Elles sont particulièrement bien observables dans le vallon descendant du Niwenpass vers Bachalp (coord.