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Recherches sur les roches étrangères enfermées dans la protogine erratique du Mont-Blanc
DUPARC, Louis, MRAZEC, Ludovic
DUPARC, Louis, MRAZEC, Ludovic. Recherches sur les roches étrangères enfermées dans la protogine erratique du Mont-Blanc. Archives des sciences physiques et naturelles, 1891, vol. 3e période, t. 25, p. 655-668,pl.VII
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ExTRAIT DES Archives des Sciences physiques et naturelles Troisième période, t. XXV: - Juin 1891, p. 655.
··RECHERCHES SUR LES ROCHES ÉTRANGÈRES
ENFERMÉES DANS LA
PAR
L. Duparc et L. Mrazec Avec PL VII.
Le noyau du massif du Mont-Blanc se compose, comme on le sait, d'une roche granitoïde, connue sous le nom de protogine (Alpengranit de Studer ), qui a fait l'objet de nombreux travaux. Sans vouloir citer tous les géologues qui se sont occupés de l'origine de cette roche, nous men- tionnerons cependant MM. A. Favre, Delesse, Lory et tout récemment Michel Lévy.
Pour les uns, la structure plus ou moins schisteuse de la protogine en fait un facies particulier des gneiss pri- mitifs, pour les autres elle est essentiellement éruptive, et ne doit son facies actuel qu'à des phénomènes en partie ~
contemporains, en partie postérieurs à son éruption.
Sans remonter jusqu'au Mont-Blanc on trouve la proto- gine très abondamment dans les environs de Genève; et tout spécialement sur le Salève sous forme de nombreux blocs erratiques de dimensions variées, qui sont exploités
656 ROCHES ÉTRANGÈRES ENFERMÉES
pour la construction. Ils sont principalement entassés sur le petit coteau mollassique du Mont-Gosse, ainsi que sm·
le flanc du grand et du petit Salève, et dans le vallon qui sépare le Mont-Gosse de ce dernier.
Dans l'intérieur de la majorité de ces blocs, on peut observer des fragments d'une roche dont l'aspect, la cou- leur et le grain, sont absolument différents de la protogine qui les enveloppe. C'est dans le but de rechercher les rap- ports de cette roche avec la protogine que nous avons entrepris Je présent travail tant au point de vue chimique que microscopique. Au cours de nos recherches, nous avons eu connaissance du mémoire de M. Michel Lévy' sur le massif du Mont-Blanc. Nous avons eu le plaisir de voir que nos observations nous conduisaient à des con- clusions très voisines de celles de l'éminent pétrographe.
Nous ne rappellerons que brièvement la structure macroscopique de la protogine déjà si souvent décrite.
La protogine erratique du Salève présente plusieurs types
·qui se distinguent par la dimension du grain et le degré de la schistosité. Elle forme en général un agrégat grossiè- rement granitoïde de quartz grisâtre, de feldspath blanc ou verdâtre, et de mica brun avec reflets souvent métalloïdes.
Ce dernier élément varie quantitativement dans les diffé- rents spécimens. Nous ajouterons que cette protogine res- semble beaucoup à celles des Alpes du Valais (Bietschborn, ·
Aletscbhorn)quin'en diffèrent que par leur grain plus fin et leur moindre abondance en mica. Delesse a du reste remarqué que l'élément micacé de la protogine du Mont- Blanc diminue progressivement des bords vers le centre
1 Michel Lévy. Etude sur les roches cristallines et éruptives du :VIont-Blanc. Bulletin du service de la carte géologique de France.
DANS LA PROTOGINE DU MONT-'BLANC. 657 du massif et que c'est da us le voisinage du contact de la protogine avec les schistes que cette roche est la plus riche en mica.
La roche étrangère (nous désignerons désormais sous ce nom les fragments empâtés dans la protogine) est comme nous l'avons dit fort différente de celle-ci. A. Favre l'a déjà remarqué dans un bloc erratique qui, dit-il, renferme des amas de quelques pouces d'un porphyre gris semblable à celui de la base du Montan vert ainsi que d'au- tres amas où le mica est fort abondant.
Ces fragments sont les uns homogènes et compacts, les autres nettement schisteux. Les échantillons en apparence les plus compacts se laissent souvent séparer par le choc en donnant des surfaces, sur lesquelles l'éclat légèrement soyeux diffère un peu de celui observé directement sur la roche, et ressemble plus ou moins à l'éclat qu'on voit sur les feuillets de certains schistes. Ces surfaces répondent probablement à une schistosité primitive de la roche.
Le contour de ces fragments est irrégulier, anguleux ou arrondi; certains d'entre eux sont aplatis et allongés comme un morceau de schiste. On en rencontre de toutes dimensions, depuis les plus petits jusqu'à des blocs mesu- rant 75 centimètres de longueur sur 20-30 centimètres · de largeur et 10-20 d'épaisseur. La eouleur est gris foncé à l'état frais; la strueture toujours franchement grenue.
A son contact avec la protogine cette roche est entourée d'une mince couche micacée, dont l'épaisseur de i à quel- ques millimètres peut varier sur les différents points d'un même morceau. Le contact immédiat est revêtu d'un feuil- leté micacé très mince, brun verdâtre, qui, si l'on sépare la roche étrangère de la protogine, reste adhérent à cette dernière. Dans l'intérieur de la masse grenue on voit de
658 ROCHES .ÉTRANGÈRES ENFERMÊES
nombreuses inclusions macroscopiques de quartz et de feldspath (ces dérniers quelquefois de 2 centimètres) don- nant plus ou moins à la roche étrangère l'aspect d'un porphyre. Comme celle-ci est plus ràpidement attaquée par les agents àtÎnosphériques que la protogine, sa sur- face s'écaille, tandis que les inclusions feldspathiques et quartzeuses restent en saillie.
Dans les blocs riches én fragme~ts étrangers, la proto- gine nous a toujours paru plus aboildante en mica ; lorsque ces fragments sont extrêmement petits,
li
arrive un moment où on ne les distingue plus d'un véritable amas de mica. Quelquefois dans le voisinage immédiat d'un échantillon schisteux, le mica de la protogine se dispose en couches parallèles au ft·agment, séparées entre elles par le magma de la protogine, qui semble avoir pénétré entre les couches du mica.Analyses chirriiques.
Nous avons analysé plusieurs des fragments parfaite- ment sains de protogine et de roche étrangère (facies compact) prélevés sur le même bloc. Les mêmes méthodes ont été suivies pour les deux roches.
Analyse de la protogine du Mont-Blanc.
Densité = 2.65
1 II III Moyenne
S:iO, 72,32 72,39 72,35
Al,03 13,44
( 16,41
13,44
Fe,O, 0,01 0,0'1
FeO 2,30 2,30
MnO traces traces
DANS LA PROTOGINE DU MONT··BLANC. 659
CaO ·1,55 1,75 1,65
MgO 0,65 0,65
K,O 5;18 5,18
Pa05 traces traces
Na,O 3,78 3178
Humidité 0,09 0,09
Perte au feu 0,49 0,49
Total 99,94 Les résultals de cette analyse sont très concordants avec ceux de Delesse 1 que nous transcrirons ici. Nous regrettons que l'autem· n'ait point séparé la soude de la potasse ce qui est intéressant pour la composition miné- ralogique de la roche.
I provient du sommet du Mont-Blanc. II du fond de la Mer de glace. III de l'aiguille du Dru.
SiO, Al203 FeO MnO CaO (MgK,Na,) 0
H,O
I 74,25
11,58 2,41 traces
1,08 10,01
0,67
II 72,42
1,03
III 70,75
1,08
Nous avons également co:mparé l'analyse faitepar nous de la protogine d.u Mont-Blanc, avec celles de M. Duparc'
1 Del esse. Sur la protogine des Alpes. Bullet. de la Soc. géolo,g.
de France. 1849, III, 230.
2 Ces analyses font partie d'un travail d'ensemble sur la compo- sition chimique des roches du massif des Alpes bernoises ; travail qui paraîtra plus tard.
660 ROCHES ÉTRANGÈRES ENFERMÉES
:mr les protogines de l'Aletschhorn et du Bietschhorn.
Cette comparaison nous montre comme on le verra ci- dessous une grande constance daus la composition chi- mique de cette roche.
I Bietschhorn II Aletschhorn Densité 2,62
SiO, 75,40 76,28
AI,O, '13,38 13,'19
Fe,O, 0,35
FeO 0,99 1,23
MnO traces traces
CaO 1,28 0,88
MgO 0,32 0,42
K,O 4,59 4,32
Na,O 3,93 4,18
Humidité 0,12
Perte au feu 0,51 0,39
'100,35 '10'1,01
En revanche les analyses de la protogine du Mont- Blanc faites par Schônfeld et Roscœ s'éloignent suffi- samment des moyennes observées, pour qu'il nous paraisse difficile d'admettre que ces auteurs aient analysé un échantillon frais de cette roche. Peut-être même ne s'agit-il pas d'une véritable protogine, comme le ferait penser la pauvreté en alcalis et la richesse en eau.
DANS LA PROTOGmE DU !\lONT·BLANC. 661
Analyse de la roche ètrangère.
Densité
=
2, 75I II III IV Moyen.
SiO, 6'1,32 "6'1,21 61,30 6'1,27 Al,03 '16.35
( 26,H
t
16,35Fe,03 3,02 3,02
FeO 6,00
)
26,'10 6,00MnO 0,48 1 0,48
CaO 3,57 3,57
MgO ·1,65 'l, 73 '1,69
K,O
~
9,18 7,26 7,26Na,O 1,9!~ 1,94
P,O,
~
traces id. id.~traces
FIH
H,O =0,45 0,45
Total 102,03 Cette roche, au point de vue chimique, diffère donc essen- tiellement de la protogine. Cette différence porte surtout sur les bases, chaux, magnésie, oxyde de fer et d'alumine ainsi que sur les alcalis. Dans la protogine la soude égale presque la potasse, dans la roche étrangère c'est au con- traire celle-ci qui prédomine de beaucoup.
Quant à la silice, en s'en tenant purement aux résul- tats de l'analyse, sa teneur suffirait pour faire rentrer la roche dans la série acide.
Cependant en faisant pour le moment abstraction de toute autre considération, il se pourrait que la roche fût le résultat d'une simple concentration primitive de l'élé-
662 ROCHES ÉTRANGÈRES ENFERMÉES
ment noir basique dans la protogine. U excès de silice s'expliquerait alors par la présence de quartz et de felds- path libre au sein du mica. A cet effet si l'on compare nos analyses avec celles faites par Delesse sur le mica isolé de la protogine on remarque bien une cm·ta.ine analogie. Ce mica présente la composition suivante :
Densité= 3,i27
SiO. 41,32
Al,03 13,92 Fe.03 21,31
Feû 5,03
Mnû 1,09
FIH 1,58
CaO 2,58
Mgû 4-,70
K.o 6,05
Na.o '1,40
H.o 0,90
La roche étrangère renferme bien comme ce mica un excès de potasse du manganèse, du fluor, etc.; mais si elle représente une concentration d'éléments plus basiques, il semblerait qu'en ajoutant au mica des quantités variables du magma de la protogine, on puisse arriver ainsi à reproduire la composition chimique de cette dernière.
Nous l'avons essayé sans succès, l'alumine et les alcalis en particulier sont impossibles à raccorder.
Il nous semble au contraire que la roche étrangère possède des caractères qui lui sont propres et qui la sépa- rent de la protogine. Nous ajouterons que les considéra- tions macroscopiques énoncées plus· haut et les résultats
DANS LA PROTOGINE DU MONT-BLANC. 663 des analyses microscopiques faites par lVI. Michel Lévy et par nous ensuite confirment également le caractère bien individuel de cette roche.
Nous ne voulons point dissimuler cependant, qu'il y ait une certaine ressemblance chimique entre l'élément noir isolé, et la roche étrangère, mais nous pensons que, con- trairement à l'hypothèse ci-dessus énoncée, celle-ci s'expli- que parfaitement en admettant non pas une concentra- tion de l'élément noir en certains points, mais au contraire une diffusion en quelque sorte d'une partie du mica de la roche étrangère dans la protogine. Le mica altéré (talc des anciens auteurs) serait alors un produit externe qui ne se serait point consolidé dans la protogine elle- même.
Nous reviendrons plus loin sur ce sujet.
Etude microscopique.
Protogine.
Nous en avons examiné plusiems bonnes coupes faites en partie dans le matériel ayant servi à l'analyse.
Les éléments constituants principaux de la roche sont : Mica brun, Oligoclase, Orthose et Quartz, avec Apatite, Allanite comme éléments accessoires.
Le mica brun déchiqueté, sans contours réguliers, con- stitue desrégions peu étendues, et joue un rôle restreint vis-à-vis des autres éléments. Souvent plusieurs des feuil- lets communiquent entre eux par des traînes filamen- teuses comme s'ils avaient appartenu à .un seul individu disloqué.Ce mica évidemment altéré.est de.conleur jaune ou brun verdâtre avec polychroïsme dans les tons bruns,
664. ROCHES ÉTRANGÈRES ENFERMÉES
sa couleur varie quelquefois dans les différentes parties d'un même individu. Quelquefois on le rencontre tassé en minces bandes entre certains cristaux de feldspath.
Il est assez riche en inclusions d'apatite.
L'oh'goclase moins répandu que l'orthose est toujours altéré (kaolinisé) avec production de paillettes micacées ( serieité). Sur les échantillons relativement frais on observe les stries caractéristiques. Les cristaux sont généralement corrodés sur leur· pourtour, leur consolidation précède l'orthose car les grandes plages de cet élément entourent toujours l' oligoclase.
L'orthose à structure microperthitique est avec le quartz l'élément le plus répandu. D'après M. Michel Lévy l'or- those monoclinique rare est généralement remplacé par les feldspaths tricliniques Anorthose et Microcline, recon- naissables au fin quadrillé qui apparaît en lumière pola- risée et qui échappe facilement à l'œil dans les coupes un peu épaisses. Nous avons en effet observé très souvent ce quadrillé mais sur certains points seulement d'une plage feldspathique et plus particulièrement au centre. Disons en passant que la forte teneur en soude de la protogine rend douteuse la présence d'un orthose véritable.
Le quartz, dernier minéral consolidé se rencontre en gros grains, ou plages irrégulières qui moulent les autres éléments. Il est sillonné de fines cassures provenant d'ac- tions postérieures. A côté de ce quartz, on en observe un autre tout différent, qui, sous forme d'un magma parfaite- ment granulitique composé de petits grains polyédriques, représente une deuxième poussée plus récente. Ces élé- ments granulitiques pénètrent dans toute la roche et rem- plissent les interstices laissés vides entre les grands cris-
DANS LA PROTOGiNE DU l\IONT-BLANC. 665 taux. D'autres fois ils sont concentrés en certains points et forment de petits amas isolés.
Cette deuxième poussée très abondante dans certains échantillons est beaucoup plus rare dans d'autres. Elle ne fait toutefois jamais défaut. Enfin l'allanite a été trouvée dans quelques coupes en rares cristaux d'un brun rou- geâtre.
Roche étrangëre.
Nous avons examiné les types compacts et schisteux.
Le mica brun y est très abondant sous forme de petites lamelles. distribuées tantôt sans ordre apparent, d'autres fois disposées en couches ou traînées parallèles. Nous possé- dons une coupe que nous avons reproduite planche 4 et qui montre parfaitement la structure schisteuse de ce mica.
Les petites lamelles de mica enveloppent des grains de quartz et de feldspath. Toute la roche est imprégnée du magma granulitique de la protogine, qu'on trouve soit en amas isolés soit en véritables injections intercalées entre les feuillets du mica schisteux. Les grains polyédriques sont alors alignés en chaîne à la suite les uns des autres.
Dans la roche on trouve aussi des grands cristaux d'or- those et d' oligoclase de même nature que ceux de la pro- togine, qui sont pénétrés d'une multitude de petites lamelles de mica et de quartz distribuées sans ordre, d'au- tres fois formant traînée dans l'intérieur.
Les grands cristaux macroscopiques qu'on voit dans la roche étrangère, se montrent complexes, formés par la réunion de plusieurs individus d'anorthose renfermant quelquefois de l'oligoclase. On y trouve aussi du quartz.
666 ROCHES .ÉTRANGÈRES ENFERMÉES
Le contact direct de la roche étrangère avec la protogine toujours parfaitement franc est particulièrement intéres- sant. Il ne laisse aucun doute sur la nature foncièrement différente de ces deux roches. L'étude de ce contact con- firme ce que nous avons déjà observé directement c'est-à- dire l'existence d'une zone de contact immédiat fortement micacée.
En effet sous le microscope on voit les éléments de la protogine nettement séparés de ceux de la roche étrangère par un cordon composé par des lamelles de mica serrées les unes entre les antres (fig. 3), et généralement plus grandes que celles de la roche même. Ce cordon est rompu en plusieurs endroits, et on voit le magma de la protogine pénétrer par la brèche. Dans le voisinage immédiat du contact celle-ci se montre particulièrement riche en quartz des deux poussées, les fissures des grands cristaux de cet élément sont remplies par le magma granulitique. Souvent on remarque des filaments micacés qui sont tassés entt·e ces grands cristaux et qui semblent être un produit d'arra- chement. En arrière du contact la roche étrangère pré- sente tous les caractères déjà décrits.
En résumé l'aspect microscopique de cette roche rappelle absolument un schiste micacé ou un gneiss riche en mica, pénétré par les éléments de la protogine. Ce sont do reste les conclusions auxquelles M. Michel Lévy a déjà été conduit.
Certaines de nos coupes sont tellement démonstratives à cet égard qu'il nous semble difficile qu'on puisse admet"
tre une autre origine pour ces fragments étrangers.
En résumé les conclusions qui se dégagent du présent travail sont les suivantes :
I. La protogine est incontestablement une roche érup-
DANS LA PROTOGINE DU MONT-BLANC. 667 tive; les excellentes observations de M. Michel Lévy, avec lequel nous sommes pleinement d'accord, montrent qu'au point de vue microscopique elle rentre dans la série des roches granitoïdes et présente. une stmcture à la fois granitique et granulitique.
II. Nos analyses chimiques de cette roche, confirment son caractère granitique. La protogine présente un type remarquablement constant, caractérisé surtout par son acidité, intermédiaire entre celle des vrais granits et des granulites. Cette composition est donc bien l'expression de la structure de cette roche.
III. La nature éruptive de la protogine admise en principe implique l'idée de phénomènes de dislocations, d'arrachements et de modifications des roches qu'elle a traversées. La présence de fragments clastiques dans son intérieur devient dès lors un fait Yraisemblable.
IV. La composition chimique des fragments étrangèrs 'diffère de la protogine. Tout en reconnaissant les analo-
gies que présente la composition de cette roche avec celle du mica noir isolé de la protogine il nous paraît difficile d'interpréter chimiquement cette analogie en faveur d'une concentration de J'élémentbasiqueencertains points. Nous pensons au contraire que ces roches étrangères ont un caractère chimique propre, plus ou moins masqué par la pénétration de la protogine dans leur intérieur.
V. La structure microscopique de ces fragments montre qu'il faut les rattacher à une roche schisteuse (schiste micacé feldspathique ou gneiss micacé) modifiée par la présence de la protogine. L'étude du contact apporte un
·argument décisif à cette manière de voir. La zone de contact toujours accusée, sa rupture en certains points suivie de la pénétration de la protogine; d'autre part,
668 ROCHES ÉTRANGÈRES, ETC.
l'ïnjection des éléments granulitiques entre les feuillets du mica, démontrent surabondamment le caractère indi- viduel de ces fragments et le genre de transformation qu'ils ont subis; transformation par injection et par imbibition en quelque sorte. ·
VI. L'abondance du mica brun dans la protogine riche en fragments étrangers, l'identité microscopique de ce mica avec celui de la roche(principalement du contact), le .fait que dans les protogines riches en petits fragments on observe toutes les transitions possibles entre la roche étrangère compacte et de véritables petits amas de mica;
enfin les observations faites par Delesse 1 sur la diminu- tion progressive de l'élément micacé des bords vers le cen- tre du massif, et l'absence complète du mica altéré au cœur de celui-ci, nous semblent militer en faveur de l'ori- gine posthume d'une partie du mica de la protogine. Ce mica proviendrait alors de l'assimilation complète de certains schistes traversés. Les analogies chimiques par- tielles observées entre le mica de la protogine et la roche étrangère s'expliqueraient alors parfaitement en admet- tant cette manière de voir.
Genève. Laboratoire de minéralogie de l'Université.
1 Delesse dit : « Dans les variétés granitiques qui se trouvent généralement au centre de la formation le talc manque quelque- fois complètement, etc. », et plus loin : « A mesure qu'on s'éloigne du centre de la formation le talc apparaît peu à peu en quantité notable. Dans les variétés schisteuses qui succèdent aux variétés gneissiques il devient encore plus abondant , . (Bull. soc. géolog.
de France. II, 1849.)
EXPLICATION DE LA PLANCHE
Fig. 1. Coupe de la Protogine.
Fig. 2. Coupe de la Protogine.
Fig. 3. Contact de la Protogine et de la roche étrangère.
Fig. 4. Coupe de la roche étrangère.
No 1 : quartz ; No 2 : quartz granulitique; No 3 : oligoclase;
No 4 : mica; No 5 : orthose.
Pl. \'11.
Atchit•es des sciences phys. el ?>at., !:. XX\', jnin 1891.
FIG. 2.
FIG. ·l.
FIG. 3.
Phot. Tm~voz & ci•.
hr "RAvlHi'· cllll
