Recherches géologiques, pétrographiques et minières dans la région de Divrik (Anatolie)

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Recherches géologiques, pétrographiques et minières dans la région de Divrik (Anatolie)

GYSIN, Marcel

GYSIN, Marcel. Recherches géologiques, pétrographiques et minières dans la région de Divrik (Anatolie). Mémoires de la Société de Physique et d'Histoire naturelle de Genève , 1943, vol. 42, no. 2, p. 97-252,pl.I-VII

Available at:

http://archive-ouverte.unige.ch/unige:150126

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MEMOIRES

DE LA

091~WIUITt . . . . IH' . . .

SOCIÉTÉ DE PHYSIQUE

ET

D'HISTOIRE NATURELLE DE GENÈVE

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Volume 42

FASCICULE 2

RECHERCHES GÉOLOGIQUES, PÉTROGRAPHIQUES ET MINIÈRES DANS LA RÉGION DE DIVRIK (ANATOLIE)

par Marcel GYSIN

Professeur à l'Université de Genève.

Avec 40 figures dans le texte et 7 planches.

GENÈVE

GEORG & c1°

BÂLE mtme maison.

1943

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TABLE DES MATIÈRES

DU

FASCICULE 2, VOLUME 42

Page

Hecherches géologiques, pétrngraphiques et minières dans la région de Divrik (Anatolie), par Marcel GYSIN. (Avec 40 figures dans le texte et 7 planches.) 97

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RECHERCHES GÉOLOGIQUES, ^(~~~

PÉTROGRAPHIQUES ET ^~(INIÈRES

DANS LA RÉGION DE DIVRII( (ANATOLIE)

PAR

Marcel GYSIN

Professeur à l'Université de Genève.

Avec 40 figures dans le texte et 7 planches

INTRODUCTION

En 1938, sur l'invitation de l'Institut de recherches minières de Turquie (Maden Tetkik ve A.rama Enstitüsü), nous avons visité plusieurs districts miniers d' Anatolie, notamment la région de Divrik, dans le vilâyet de Sivas, où se trouve l'important gisement de magnétite découvert peu de temps auparavant par V. KovENKO (1). Nous exposerons ici les résultats de l'étude des roches et minerais de Divrik, en insistant plus particulière- ment sur les phénomèn('!s de métamorphisme de contact, si largement développés dans cette région.

Durant notre séjour à Divrik, nos excursions ont été dirigées de façon très compétente par M. V. KOVENKO, ingénieur-géologue, qui nous a aimablement communiqué de nom- breux renseignements d'ordre géologique et à qui nous exprimons nos sentiments de vive gratitude.

Qu'il 'nous soit aussi permis d'adresser ici nos meilleurs remerciements à M. Rechid GENOER, directeur général de l'Institut de recherches, à M. le professeur Harriit PAMIR, de l'Université d'Istanbul, à M. ENIS et au personnel technique de l'Institut de recherches,

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98 MARCEL GYSIN

qui ont grandement facilité nos études et dont la sollicitude nous a permis de réaliser un programme de travail très chargé.

Nous tenop.s .à rappeler la collaboration dévouée de M. SAID, élève de l'Université d'Istanbul, qui nous a accompagné durant toutes nos excursions en Anatolie.

Enfin, nos sentiments de gratitude s'adressent aussi au Comité de la Société de physique et d'histoire naturelle de Genève, qui nous a aimablement accordé l'hospitalité dans ses Mémoires, et à M. le professeur L.-W. COLLET, dont l'aide amicale nous a permis de mettre au point les illustrations figurant dans ce volume.

CONSIDERATIONS GENERALES SUR LA REGION DE DIVRIK

ESQUISSE GÉOGRAPHIQUE. - ÛROGRAPHIE ET HYDROGRAPHIE. - STRATIGRAPHIE.

TECTONIQUE. - GÉOLOGIE.

ESQUISSE GÉOGRAPHIQUE

Les gisements de fer de Divrik sont situés à proximité de la petite ville du même nom, dans la partie orientale de l' Anatolie, approximativement au centre d'un triangle tracé par les villes de Sivas, de Malatya et d'Erzincan (voir fig. 1 ci-dessous).

La ville de Divrik est comprise, au point de vue administratif, dans le vilâyet de Sivas;

elle est desservie par la ligne de chemin de fer reliant Erzincan à Sivas.

Ankara . Erzincan

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Malatya

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FIG . 1. - Situation géographique de Divrik.

OROGRAPHIE ET HYDROGRAPHIE

La région de Divrik est fortement accidentée et comporte une série de massifs mon- tagneux dénudés, aux pentes escarpées et sillonnées de ravins profonds. La ville est située à l'altitude de 1250 m., dans une vallée profonde où coule le Çaltî suyu; elle est dominée par une série de sommets dépassant parfois 2000 m.: au nord, l' Ak dagh; au nord-est, le

100 MARCEL GYSIN

Gol dagh; au nord-ouest, le Demir dagh; à l'ouest, le Dumluca dagh, de forme tabulaire.

Le principal gisement de magnétite se trouve sur la crête du Demir dagh, à 6 km. au nord-ouest de Divrik, entre 1470 et 1690 m. de hauteur.

Au point de vue hydrographique, la plus importante .rivière de la région de Divrik est le Çaltî suyu, affiuent du Fîrat nehri, coulant sensiblement de l'ouest vers l'est dans des gorges parfois très profondes. Aux environs de la ville de Divrik, la vallée du Çaltî suyu présente un élargissement considérable, occupé surtout par les formations du Tertiaire et du Quaternaire. Un peu en amont, la rivière reçoit les eaux de !'Effendi dere, torrent qui draine une partie des eaux du massif du Gol dagh; plus en amont encore, mentionnons le torrent de Kilisecik, affiuent de la rive droite du Çaltî suyu.

Certains villages des environs de Divrik nous ont servi de repères dans nos descriptions géologiques: Burunsur, près du confluent de l'Effendi dere avec le Çaltî suyu; Kilisecik, en amont de Burunsur sur la rive droite du Çaltî suyu, mais un peu à l'intérieur de la montagne; Penkürt, plus en amont encore et sur la rive droite du Çaltî suyu.

Notons aussi que la voie ferrée Sivas-Erzincan suit la vallée du Çaltî suyu, puis celle du Fîrat nehri sur une grande partie de son tracé; à l'ouest de Divrik, sa construction a nécessité. l'édification d'un grand nombre d'ouvrages d'art.

STRATIGRAPHIE

La région de Divrik a fait l'objet de plusieurs descriptions géologiques, mais ce sont surtout les levés de V. KovENKO (2) qui ont donné l'esquisse la plus complète de la configu- ration géologique de ce territoire. Comme nous n'avons pas effectué nous-même de levé géologique proprement dit pendant notre séjour à Divrik, nous utiliserons ici les documents obligeamment mis à notre disposition par V. KovENKO, notamment une carte géologique au 1 : 100.000 dont nous donnons ci-dessous une reproduction schématisée; nous emprun- terons au même auteur la description des formations ~édimentaires d'âge tertiaire et quaternaire, dont l'étude sortait du cadre de nos travaux.

Au point de vue stratigraphique, on observe dans la région de Divrik les principales formations suivantes (d'après V. KovENKO):

Quaternaire récent: Eboulis des pentes, alluvions des rivières et des torrents avec leurs cônes de déjection.

Quaternaire ancien: Terrasses alluviales à cailloux de syénite, de calcaire et de ser- pentine, sables à magnétite, argiles; dépôts meubles ou cimentés par des matières marneuses (poudingues à cailloux de magnétite).

Miocène et Pliocène: Dépôts marins gréso~marneux et calcaréo-gréseux: transgressifs sur les serpentines, avec conglomérat de base à cailloux de serpentine (pas de magnétite). Dépôts lacustres marneux à empreintes de végétaux.

Eocène-Oligocène ? : Au nord-ouest de Divrik: gypses, marnes, calcaires, conglomérats à galets de roches acides ou neutres, grès rouges et conglomérat de base à galets de serpentine.

A Divrik: flysch, marnes, calcaires et conglomérats à ciment latéritique.

Permien à lnfracrétacé: Calcaires massifs blancs, calcaires brunâtres ferrugineux (dénommés « calcaires anciens »).

Roches éruptives: Serpentines (ayant fait intrusion dans les calcaires anciens peut- être au Crétacé moyen!).

Syénites (intrusion datant de la fin de l'Eocène ou du début de l'Oligocène).

Granites du Gôl dagh.

Basaltes de Dumluca dagh (Miocène supérieur?).

B Tertiaire et Quaternaire lm ^Basalte

Serpentine

~ Calcaire ancien E3J Syénite, Granite 0 Minerai de fer

FIG. 2. - Croquis géologique de la région de Divrik (d'après V. KovENKo) .

TECTONIQUE

Au point de vue tectonique, l'absence de levé détaillé et l'intervention constante des roches éruptives ne permettent pas de donner ici une interprétation générale de phénomènes observés isolément. Les grands massifs calcaires forment le plus souvent des anticlinaux à grand rayon de courbure; toutefois l'étude des contacts de ces calcaires avec les serpen- tines montre une tectonique de détail plus compliquée, se traduisant par l'existence de failles, de zones de broyage et même de surfaces de chevauchement. Ainsi, à l'est du Demir dagh, les calcaires gris constituent de grandes dalles très redressées, paraissant plaquées mécaniquement contre les serpentines. La direction prédominante des plissements est est-nord-est à nord-est; au voisinage du grand gisement de magnétite, on observe des fractures et des failles orientées sensiblement nord-ouest et nord-est (plongement vers le sud-est).

D'après V. KovENKO, le paléogène est moins plissé. La fin de l'Eocène a été marquée par un grand mouvement d'ensemble qui a provoqué l'exondation complète du pays. La période continentale a duré pendant presque tout !'Oligocène; une nouvelle phase oro- génique a rétabli ensuite le régime marin. Les failles affectent tous les sédiments, et même le Miocène (Pliocène ?) d'eau douce.

102 MARCEL GYSIN

GÉOLOGIE

Une partie importante de ]a région de Divrik est occupée par des calcaires et dolomies

«anciens», fortement ondulés et parfois même redressés, dessinant de larges voûtes anti- clinales; ils constituent soit de larges massifs (Ak dagh et Gol dagh), soit des lambeaux dispersés dans les roches éruptives, surtout dans les serpentines. Les serpentines sont elles-mêmes largement répandues dans toute la région de Divrik, où elles semblent cons- tituer le substratum des formations sédimentaires; par endroits, elles paraissent s'infiltrer dans les calcaires massifs.

On observe au milieu des calcaires et des serpentines de petits massifs de roches syéni- tiques et dioritiques: 1° le massif du Demir dagh, formant le flanc nord du grand gisement de magnétite et s'étendant au delà du Çaltî suyu; 2° le massif situé au sud-ouest du Demir dagh et formant le soubassement du plateau basaltique du Dumluca dagh; 3° le massif de Penkürt; 4° le massif de l'Effendi dere, constituant la partie septentrionale du Gol dagh.

Les dépressions et les flancs des vallées sont souvent recouverts par des dépôts conglo- mératiques, gréseux ou calcaires, d'âge éocène, oligocène, miocène ou quaternaire.

LES CALCAIRES ET LES DOLOMIES

LES DOLOl\IIES JAUNES ET LES CALCAIRES GRIS. - ANALYSES DES TYPES PRINCIPAUX.

DESCRIPTION PÉTROGRAPIDQUE. - LES RADIOLARITES.

LES DOLOMIES JAUNES

Les serpentines renferment de nombreux bancs de dolomies jaunâtres, paraissant interstratifiés dans la roche éruptive; ces bancs sont très nombreux sur les collines situées au sud du Demir dagh, notamment sur le versant ouest de Magara tepe. On les observe aussi sur la crête du Demir dagh, au sud-est de la grande lentille de magnétite.

Nous avons analysé trois échantillons de dolomie jaune et nous donnons ci-dessous les résultats de ces analyses:

Echantillon n° 12. - Crête de la colline de Magara tepe (filon en chapelet), entre la lentille de magnétite 5 et les serpentines:

Insoluble dans HCl Fe2Üa

FeC03

CaC03

MgC03

8,11 2,19 2,18 51,12 36,65 100,25 CaC03 1,12 . (rapport moléculaire).

MgC03

+

Echantillon no 2. - Lambeau stratiforme dans les serpentines, au sud du grand gisement de magnétite du Demir dagh:

Insoluble dans HCl FeC0₃

CaC03

MgCOa

Ca CO a

MgC03

+

22,20 4,21 42,03 31,06 99,50

104 MARCEL GYSIN

Echantillon n° 217. - Sommet de la crête du Demir dagh, immédiatement au sud-est du grand gisement de magnétite:

Insoluble dans HCl Fe2Ü₃

FeCOa Ca CO a MgC03

Ca CO a

MgCOa

+

3,64 3,27 5,45 52,47 35,28 100,11

Pour contrôler sur un plus grand nombre d'échantillons le caractère dolomitique des bancs sédimentaires interstratifiés dans les serpentines, nous avons élaboré une méthode d'analyse sommaire par centrifugation (13); cette méthode permet de déterminer approxi- mativement le rapport en poids de CaC0₃ à la somme des carbonates alcalino-terreux.

Nous désignerons par Re ce rapport; pour une dolomie pure, Re = 0,54, et pour un mélange à parties égales de dolomie et de calcite, Re = 0, 78.

Nous rappellerons d'une façon succincte la technique de cette méthode d'analyse sommaire: Une prise de 0,1 g de la roche pulvérisée est attaquée par HCl dilué à ébulli- tion; on précipite le fer et l'alumine par addition d'ammoniaque et on filtre sommairement.

Le filtrat est additionné d'.acide acétique et d'oxalate d'ammonium; le précipité d'oxalate de calcium est centrifugé dans une éprouvette graduée, la liqueur ainsi clarifiée étant transvasée dans une seconde éprouvette graduée pour être additionnée de phosphate d'ammonium et d'ammoniaque. Le précipité de phosphate ammoniaco-magnésien est centrifugé à son tour. On évalue ensuite directement les volumes des deux précipités, volumes comparés à ceux de précipités de même nature préparés à l'aide de solutions- types préalablement analysées par voie gravimétrique, ce qui permet de déterminer la teneur approximative en CaC03 et en MgC0₃ de l'échantillon initial.

Nous avons étudié sous le microscope une série de coupes minces de dolomies et nous donnons ci-dessous les résultats de cette étude:

Echantillon n° 2. - Lambeau stratiforme dans les serpentines, au sud du grand gisement de magnétite du Demir dagh.

Roche grise, à patine jaune, un peu bréchiforme, formée de petits grains de dolomie gris-brun, souvent arrondis et zonés, enrobant des fragments anguleux de dolomie plus largement cristalline. On observe par endroits des rhomboèdres de dolomie associés à des plages « hornfelsitiques » de q-ua?'tz. - Diagnostic: Dolomie siliceuse.

Echantillon n° 12. - Crête de la colline de Magara tepe (filon en chapelet), entre la lentille de magnétite 5 et les serpentines.

Roche jaune, compacte, dure, à cassure esquilleuse, formée d'une masse finement grenue de dolomie criblée de matières argileuses brunâtres (résidu floconneux dans HCl) et de minuscules écailles de couleur orange. On observe aussi quelques veinules remplies de dolomie rhomboédrique et des infiltrations de quartz <~ hornfelsitique ». -Diagnostic:

Dolomie argileuse.

Echantillon n° 217. - Sommet de la crête du Demir dagh, immédiatement au sud-est du grand gisement de magnétite.

Roche brunâtre très grossièrement spathique, formée de très grandes plages rhom- boédriques de dolomie, criblées de fines inclusions ferrugineuses dessinant des zones d'ac- croissement géométriques. Les matières ferrugineuses constituent aussi des agrégats écailleux qui enrobent des rhomboèdres de dolomie et de minuscules prismes de tourmaline presque incolore. - Diagnostic: Dolomie ferrugineuse.

Echantillon n° 26. - Crête de la colline de Magara tepe, au-dessus de la lentille 1 du filon en chapelet.

Roche jaunâtre, dure, renfermant des veines de quartz; sous le microscope, la roche est formée de grandes plages rhomboédriques de dolomie et de calcite, riches en inclusions ferrugineuses et cimentées par des grains de qtiartz. Une partie de la préparation est envahie par les grains de quartz, remplaçant les carbonates et accompagnés de beaux cristaux de tourmaline vert-bleu à vert-brun. Des grains de pyrite limonitisée sont dispersés dans toute la préparation. - Re = 0, 71. Diagnostic: Calcaire dolomitique tourmalinifère.

Echantillon n° 950. - Crête de la colline de Magara tepe.

Roche jaunâtre formée de grains de carbonates bruns alternant avec des veines de quartz et de tourmaline noire. Sous le microscope, la roche est formée de grandes plages rhomboédriques de dolomie, riches en inclusions ferrugineuses et cimentées par des grains de quartz. On observe encore de beaux cristaux de tourmaline vert-bleu et vert-brun et des grains de pyrite limonitisée. - Re ⁼ 0,64. Diagnostic: Dolomie silicifiée et tourmalinisée.

Echantillon n° 216. - Banc interstratifié dans les serpentines au sud du Demir dagh.

Roche jaunâtre, compacte, veinée de quartz gris. Sous le microscope, on observe une masse grenue de dolomie souillée de matières ferrugineuses rougeâtres; quelques cryptes sont remplies de grosses plages de ^quart:~ enrobant de petits rhomboèdres de dolomie. La préparation renferme des traînées de petits octaèdres de magnétite. - Re = 0,60. Dia- gnostic : Dolomie siliceuse ferrugineuse.

Echantillon n° 15. - Sommet de la crête du Demir dagh.

Roche brunâtre, grossièrement spathique, formée de grandes plages de dolomie, criblées d'inclusions ferrugineuses dessinant les contours rhomboédriques. On observe quelques cryptes remplies de feldspath alcalin un peu séricitisé, de granules opaques rougeâtres et de minuscules prismes de tourmaline incolore, vert-bleu ou brune. La coupe contient des grains de pyrite limonitisée. ^~Re = 0,70. Diagnostic: Calcaire dolomitique (ou ankéri- tique).

Echantillon n° 34. - Ravin situé à l'ouest du Demir dagh, entre le gisement de magnétite et le village de Kilisecik.

Roche jaunâtre, compacte, formée d'une masse réticulée de dolomie et de matières ferrugineuses brunâtres; on observe des agrt3gats de quartz « hornfelsitique », des grains opaques et fragmentés de magnétite et des traînées de petits cristaux de pyrite. -:-- Re =

0,60. Diagnostic: Dolomie ferrugineuse.

Echantillon S. 6-1. - Gisement de magnétite du Demir dagh, début du sondage n° 6, échantillon prélevé à la surface.

Roche gris-jaune, compacte, formée de petits grains de carbonate de Mg ferrugineux, parsemés de granules de pyrite et enrobant de grandes sections prismatiques ou tronco- niques remplies de carbonate cristallin, de pyrite et de quartz. - Re

=

Echantillon S. 6-3. - Gisement de magnétite du Demir dagh, sondage n° 6, à environ 30 m. de profondeur.

Roche grise, un peu pyriteuse, formée de dolomie :finement grenue associée à un peu de qum·tz et renfermant de multiples petites inclusions jaunes submétalliques. - Re = 0,65.

Diagnostic: Dolomie siliceuse.

106 MARCEL GYSIN

Echantillon S. 6-2. - Gisement de magnétite du Demir dagh, sondage n° 6, à environ 20 m. de profondeur.

Roche métamorphique bariolée, vert et jaune, bréchiforme, formée de dolomie très finement grenue enrobant des fragments anguleux de même composition, mais largement cristallisés, le tout parsemé de minuscules grains de pyrite et de matières ferrugineuses rougeâtres. - Re = 0,48. Diagnostic: Dolomie métamorphique.

En résumé, les « calcaires jaunes » interstratifiés dans les serpentines sont des dolomies plus ou moins ferrugineuses; au voisinage du gisement de magnétite, ces roches sont fré- quemment silicifiées et tourmalinisées.

LES CALCAIRES GRIS

Ces roches, qui constituent d'importants massifs, ne sont pas liées d'une façon constante .aux serpentines, comme l'étaient les dolomies jaunes. A l'est du gisement de magnétite du Demir dagh et sur le versant oriental de la ,colline de Magara tepe, les calcaires gris paraissent reposer en contact mécanique sur les syénites, sur les serpentines et sur les dolo- mies jaunes; ils constituent de grandes dalles plongeant de 30° vers le sud-est, qui encapu- chonnent par endroits les lentilles de minerai de fer du «filon en chapelet». Plus au nord- est, les calcaires gris traversent le Çaltî suyu et constituent un massif assez important sur la rive gauche de la rivière; en ce point, ils laissent apparaître une sorte de dyke de serpen- tine, découvert et décrit par V. KovENKO. Dans les gorges du Çaltî suyu, les calcaires sont en contact avec les roches syénitiques, contact ici nettement éruptif.

A l'ouest de Kilisecik, les calcaires gris forment un massif anticlinal qui plonge vers le Çaltî suyu et qui paraît supporter une écaille de chevauchement constituée par des serpentines et des dolomies jaunes; sur la rive gauche de la rivière, les calcaires gris semblent reposer en contact mécanique sur les serpentines et les dolomies jaunes.

Le massif syénito-dioritique situé au sud-ouest de Kilisecik forme une série de petites collines, dont quelques-unes sont coiffées d'une calotte de calcaire gris; le contact est ici

~ruptif, comme l'atteste la présence d'une zone métamorphique.

En remontant la vallée de l'E:ffendi dere, on observe au début les serpentines associées aux dolomies jaunes; plus en amont apparaissent des calcaires blancs en contact avec des syénites alcalines leucocrates.

Nous avons analysé deu;x: échantillons de calcaire gris:

Echantillon n° 226. - Dalles formant le versant oriental de Magara tepe, sous le filon en chapelet.

Roche grise, finement cristalline, formée de petits grains de calcite non maclée et de très peu de quartz xénomorphe.

Insoluble dans HCl Fe203

CaC03

MgCOa

Echantillon n° 64. - Colline au sud-ouest de Kilisecik.

1,11 0,22 98,46 traces 99,79 Roche gris clair, finement spathique, à croûte brunâtre.

Insoluble dans HCl FeCOa

Ca CO a

MgC03

3,04 0,87 95,98 0,28 100,17

Ces analyses montrent que les calcaires de Divri.k sont en général relativement purs et très différents des dolomies jaunes associées aux serpentines; toutefois, certains spéci- mens contiennent davantage de magnésie et correspondent à des calcaires dolomitiques.

L'étude microscopique de quelques échantillons a donné les résultats suivants:

Echantillon no 765. - Flanc sud de la crête du Demir dagh.

Roche pyriteuse grise, sillonnée de veines de calcite; sous le microscope, on observe une masse grenue. de calcite un peu maclée, renfermant des traînées noirâtres, des cristaux de pyrite limonitisée et des écailles d'un minéral indéterminé, ressemblant à une chlorite (allongement positif, ng-np = 0,010, ng =vert éJ.neraude foncé, np =vert-jaune pâle).

- Re = 0,96. Diagnostic: Calcaire pyriteux.

Echantillon no 223. - Flanc sud-ouest de la colli:p.e de Magara tepe, plaques de calcaire blanc sur les serpentines.

Roche gris clair, formée d'une masse grenue de calcite parfois maclée. - Re

Diagnostic: Calcaire. 0,98.

Echantillon no 23~. -- Même origine que l'échantillon précédent, spécimen recueilli au contact même des serpentines.

Roche cristalline gris clair passant sur les bords à une roche jaune, plus dure et un peu siliceuse. Sous le microscope, on observe de nombreuses plages de calcite renfermant des inclusions ferrugineuses et des grains xénomorphes de quartz. - Re = 0,81. Dia- gnostic: Calcaire dolomitique.

Echantillon no 237. --- Calcaires situés à l'est du gisement du .Demir da.gh et formant la base du piton Poldini.

Sous le microscope, la préparation est formée de plages de calcite parfois maclée. - Re = 0,98. Diagnostic: Calcaire cristallin.

Echantillon no 239. - Calcaire gris, en contact avec les roches syénito-dioritiques, au nord de Divri.k, dans les gorges du Çaltî suyu.

Roche blanche très cristalline, formée de grosses plages de calcite souvent maclée, parsemées de rares et minuscules écailles de phlogopite jaunâtre. - Re = 0,93. Diagnostic:

Calcaire cristallin.

Echantillon n° 306. - Gorges du Çalti suyu, au nord-ouest de Kilisecik.

Roche blanche, saccharoïde, formée de belles plages de calcite maclée renfermant quelques inclusions de quartz et de minuscules prismes d'un minéral indéterminé, très réfringent et biréfringent, uniaxe négatif, lui-même criblé de fines inclusions noirâtres.

- Re = 0,98. Diagnostic: Calcaire cristallin.

Echantillon n° 49. - Au bord de la grande calotte calcaire située au sud-ouest de Kilisecik.

Calcaire cristallin gris-bleu clair formé de grandes plages de calcite maclée. - Re = 0,96. Diagnostic: Calcaire cristallin.

Echantillon no 81. - Vallée de l'Effendi dere, au contact des syénites.

Calcaire cristallin blanc, formé de petits grains de calcite et de dolomie, engrenés les uns dans les autres et renfermant de fines inclusions de magnétite et de pyrite limonitisée.

- Re = 0,73. Diagnostic: Calcaire dolomitique.

108 MARCEL GYSIN

LES RADIOLARITES

En 1938, M. WIJKERSLOOTH nous avait fait part de sa découverte de Radiolaires dans les «calcaires jaunes» de Divrik (examen à la loupe); dans la suite, l'étude microscopique des carottes de sondage nous a permis de confirmer et de préciser cette découverte. En l'absence de débris organiques, il est souvent difficile de définir l'origine de certaines roches siliceuses et de faire la distinction entre les phtanites et les cornéennes; aussi, dans de nombreux cas nous n'avons pas pu préciser l'origine des lits siliceux intercalés dans les formations dolomitiques de Divrik.

Echantillon no 11. - Lit siliceux grisâtre intercalé dans les dolomies jaunes de Magara tepe, au-dessus de la lentille 1 du filon en chapelet.

Roche grisâtre, compacte, très dure; sous le microscope, on observe une masse micro- cristalline formée presque exclusivement de quartz « hornfelsitique » parsemé de quelques écailles de séricite, de rhomboèdres brunâtres de dolomie et de petits cristaux de pyrite limonitisée. La préparation est traversée par des fissures cicatrisées par du quartz et de la dolomie. L'échantillon a été recueilli au contact d'une dolomie tourmalinisée et peut cor- respondre soit à une phtanite, soit à une cornéenne.

Echantillon no 76. - Roche siliceuse brunâtre formant des pitons bréchlformes sur la crête située au-dessous de la grande colline calcaire, au nord-ouest de Kilisecik.

Roche compacte, gris jaune, très dure, fortement fissurée; sous le microscope, la pré- paration montre un grain excessivement fin. Le minéral constituant paraît être du quartz ou de la calcé<ioine; la roche est traversée par des ^veinul~s géodiques de quartz. Phtanite ou cornéenne.

Echantillon S. 6-16. - Gisement de magnétite du Demir dagh, sondage n° 6, à environ 103 m. de profondeur.

Roche compacte, grisâtre, très dure, bréchiforme; la doupe mince montre une masse finement grenue (« hornfelsitique ») de quartz parcourue de fissures cicatrisées par du quartz et des carbonates, accompagnés de petits grenats et de minuscules cristaux de pyrite et magnétite. La masse siliceuse renferme des grains circulaires de Radiolaires appartenant au groupe des· Spumellariés. Cette préparation a été décrite d'une façon détaillée dans une publication antérieure (15). Ilanalyse des carbonates montre que ceux-ci sont composés d'un mélange de calcite et de dolomie (Re ⁼ 0,76). - Diagnostic: Radiolarite. (Planche I, microphotographie n° 1.)

LES SERPENTINES

GÉNÉRALITÉS. - MINÉRAUX CONSTITUTIFS. - STRUCTURE ET VARIÉTÉS.

GÉNÉRALITÉS

Les serpentines sont largement répandues dans la région de Divrik; elles forment des collines évasées, dont les flancs abondent en décombres de matériaux serpentineux ^meuble~

de teinte verdâtre. Les massifs de serpentine renferment souvent de nombreuses inter- calations de bancs de dolomies jaunes, d'aspect ruiniforme, donnant à ces massifs l'apparence de formations purement sédimentaires; ces dolomies, plus résistantes que les serpentines, forment des « ^croûtons » brunâtres qui jalonnent le tracé des bancs sédimentaires détruits par l'érosion. En outre, les serpentines paraissent avoir fréquemment métasomatosé les dolomies, dont elles ont conservé la structure stratiforme; la direction et le plongement des bancs de serpentine sont alors les mêmes que ceux des dolomies. La figure ci-dessous représente le massif de serpentine situé au nord-ouest de Kilisecik, sur la rive gauche du Çaltî suyu; l'allure stratiforme est ici particulièrement accusée.

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F m . 3. - Massi.E de serpentine au nord-ouest de Kilisecik (voir aussi fig. 1, planche V).

(dessin de A. Schu pbach)

110 MARCEL GYSIN

Le versant occidental de la colline de Magara tepe, au sud du gisement de magnétite du Demir dagh, est constitué par des serpentines renfermant de nombreux lambeaux de dolomies jaunes, alignés selon une direction sud-ouest-nord-est et plongeant d'environ 45° vers le nord-ouest; ces affieuremerits nous ont fourni d'excellents échantillons pour l'étude des phénomènes de contact entre les dolomies et les serpentines. Sur le versant sud de Magara tepe, nous avons observé des serpentines très régulièrement stratifiées, en bancs épais plongeant de 30° à 45° vers l'est.

A l'entrée du ravin de l'Effendi dere, les serpentines apparaissent :finement stratifiées et surmontées des dolomies jaunes ruiniformes.

MINÉRAUX CONSTITUTIFS

Quelques-unes des serpentines étudiées contiennent encore des noyaux d'olivine, mais dans la plupart des échantillons le péridot a complètement disparu. D'une façon générale, ces roches sont formées de minéraux microcristallins appartenant au groupe des serpentines, dont l'étude macroscopique s'avère impossible; pour le classement de ces minéraux, nous avons adopté le tableau schématique donné par S. MATTHES (« Biotitführende Metabasit- einschaltungen in Serpentinvorkommen des sachsisch-:fichtelgebirgischen Kristallins und Hrre Abteilung », Mineral. und petrogr. Mitteil., Bd. 52, Heft 1-3, Leipzig, 1940):

Antigorites Serpentines lamellaires

Chrysotiles Serpentines :fibreuses Chrysotile alpha

Elément constitutif.

Allongement -.

Signe optique -

ng-np

=

Chrysotile gamma Remplissage des fentes.

Allongement

+.

2V voisin de 90°.

ng-np = 0,008 à 0,009.

En outre, comme de nombreux auteurs l'ont déjà mentionné, une partie des serpentines est formée de plages plus ou moins isotropes, donnant parfois l'image d'une bissectrice aiguë négative; dans certains cas, il s'agit de matières colloïdales isotropes et dans d'autres cas de lamelles biréfringentes superposées donnant une isotropie de compensation.

Les valeurs que nous avons obtenues pour les biréfringences maxima sont souvent plus élevées que les ,chiffres du tableau précédent, mais la subdivision des minéraux ser- pentineux en quatre types principaux (antigorite, chrysotile alpha, chrysotile gamma et serpentine isotrope) cadre fort bien avec nos observations.

Olivine.

Sur une vingtaine d'échantillons de serpentines, quatre spec1mens seulement renfer- maient encore des témoins d'olivine. Dans ces quatre préparations, le péridot forme des noyaux réfringents enserrés dans les mailles de la serpentine.

ng-np = 0,036. 2V très grand, signe optique incertain.

Antigorite.

Au point de vue de son diagnostic microscopique, cette variété est caractérisée par son habitus lamellaire, son allongement positif et son signe optique négatif.

ng-np = 0,011 à 0,013. 2V variable, parfois grand.

Extinctions sensiblement droites. Incolore, jaunâtre ou verdâtre.

Nous n'avons observé l'antigorite que dans quelques échantillons, comme produit de remplacement (bastite) d'un pyroxène monoclinique, ou encore dans une dolomie en voie de serpentinisation.

FIG. 4o. - Antigorite.

P = Pyroxène. S = Serpentine.

Chrysotile alpha.

Cette variété, très fréquente, forme des rubans, <les étoiles et des rubans lentiCulaires à fibres (ou pseudo-fibres) transversales; ces fibres présentent un allongement négatif et un signe optique également négatif.

ng-np = 0,010 à 0,015. 2V petit. Extinctions sensiblement droites.

+

Mail/ es Croix Rubans

FIG. 5. - Chrysotile alpha.

Chrysotile gamma.

Cette variété est également très fréquente. Elle remplit les crevasses de la roche en formant des rubans à fibres transversales positives ou se présente comme élément consti-

"' t

li@I''''"·'""' '""' ,

Plaquettes Ruban flammé

Rubans

1

Plage fibreuse Cellules

FIG. 6. - Chrysotile gamma.

112 MARCEL GYSIN

tutif sous forme de fibres entremêlées ou associées en gerbes, de rubans à fibres transver- sales, de plages fibreuses, de masses cellulaires et de gros rubans à flammes plus fortement biréfringentes. L'allongement d.es fibres est toujours positif, de même que le signe optique du minéral (microphotographies n° 2 et n° 3, planche I).

ng-np = 0,009 .à 0,014.

Serpentine isotrope.

Les. variétés précédentes de chrysotile sont associées à une serpentine isotrope, donnant parfois l'image d'une bissectrice aiguë négative à très petit angle des axes; la serpentine isotrope remplit notamment l'intérieur des mailles et cellules dessinées par les chrysotiles ou par les carbonates.

Pyroxène.

Le pyroxène est dans la plupart des cas entièrement bastitisé; nous ne l'avons retrouvé sous forme de noyaux réfringents à l'intérieur des plages de bastite que dans un seul échan- tillon. L'angle d'extinction parfois oblique de ces témoins de pyroxène (dépassant 10°) indique qu'il s'agit probablement d'un pyroxène monoclinique, du type diallage.

Amphibole.

Nous avons observé quelques aiguilles d'une amphibole incolore, s'éteignant à environ 15° de leur allongement, dans une serpentine recueillie dans la zone de contact voisine du grand gisement de magnétite.

Talc.

Ce minéral est assez fréquent dans les serpentines de Divrik; il forme soit des écailles associées aux chrysotiles, soit des veinules qui traversent la roche.

Signe optique négatif, allongement positif. ng-np ⁼ 0,045.

Biotite.

Dans la zone métamorphique du Demir dagh, au sud du grand gisement de fer, les serpentines renferment quelquefois des écailles de biotite brune, très fortement décolorées et présentant un verdissement intense le long des clivages (001). Les clivages sont eux- mêmes soulignés par des traînées de grains de magnétite. Les caractères de cette biotite sont:

ng-np

=

=

=

En outre, certaines serpentines contiennent de minuscules écailles d'un minéral d'aspect micacé, vert, plus réfringent que les chrysotile.s et sensiblement moins réfringent que la biotite normale; les caractères de ce minéral peuvent se résumer comme suit:

ng-np

=

=

Pléochroïsme: ng - vert foncé · presque opaque à vert clair;

np = vert pâle à incolore, parfois jaune très pâle.

Carbonates.

Au voisinage des calcaires et des dolomies, les serpentines sont fréquemment carbo- natées, les carbonates formant des veinules parallèles à la stratification des dolomies ou des plages plus intimement associées aux minéraux serpentineux. Nous avons analysé sommairement (par centrifugation) ces carbonates et déterminé dans chaque cas le rapport Re:

Echantillon no 5:

Echantillon no 7:

Veines de carbonate dans la serpentine.

Re = 0,15. Giobertite.

Cellules de carbonate dans la serpentine.

Re ⁼ 0,31. Giobertite

+

Echantillon n° 14: Veinules · et plages de carbonate dans la serpentine.

Re = 0,57. Dolomie.

Echantillon n° 73: Plages et filaments de carbonate dans la serpentine.

Re = 0,49. Dolomie.

Echantillon n° 209: Réseau dense de veinules de carbonate enrobant par endroits des noyaux de serpentine isotrope.

Re = 0,16. Giobertite.

Echantillon n° 213: Veinules stratiformes dè carbonate dans la serpentine.

Re= 0,35. Giobertite

+

Echantillon no 214: Veinules de carbonate dans la serpentine.

Re= 0,06. Giobertite.

Echantillon no 303: Carbonate remplissant les crevasses de la serpentiile.

Re= 0,14. Gioberti te.

Echantillon n° 766: Petits grains de carbonate dans la serpentine.

Re= 0,13. Giobertite.

Chromite et magnétite.

En coupe mince, les serpentines présentent souvent de gros grains craquelés, opaques, idiomorphes; le noyau de ces grains est en général translucide, brun rouge, isotrope. En outre, on observe des traînées de multiples petits granules opaques, de forme irrégulière, souvent filamenteux.

En section polie, les gros grains craquelés apparaissent de couleur gris clair, avec un noyau un peu plus foncé, l'ensemble étant strictement isotrope; ces grains sont traversés par des veinules plus claires, plus tendres et isotropes, remplaçant parfois presque entière- ment le minéral primaire. J_.es petits grains disposés en traînées sont constitués par le même minéral qui forme les veinules claires.

L'attaque prolongée par HCl laisse pratiquement intact les gros grains craquelés, tandis qu'elle corrode le second minéral, dessinant parfois des zones concentriques géomé- triques.

En broyant la roche et en traitant la poudre tamisée par le bromoforme, on obtient des concentrés métalliques presque entièrement attirables à l'aimant; leur traitement par l'acide phosphorique sirupeux donne une solution verdâtre caractérisant le chrome.

Ces divers essais indiquent que les gros grains craquelés sont constitués par une magnétite chromifère, leur noyau étant lui-même formé de chromite, tandis que les veinules de remplacement et les granules irréguliers correspondent à la magnétite. La microphoto- graphie no 1 dé la planche IV donne l'image d'un grain de magnétite chromifère envahi par les veinules de magnétite.

Au voisinage du gisement de fer, les serpentines sont traversées par des veines de magnétite franche, parfois striée de filaments d'oligiste.

STRUCTURE ET VARIÉTÉS

La structure des serpentines est fréquemment cellulaire, réticulée ou maillée; elle est parfois très finement écailleuse.

Nous avons distingué trois variétés principales : 1° les péridotites en voie de serpenti- nisation; 2° les serpentines à bastite; 3° les serpentines compactes.

Péridotites en voie de serpentinisation (échantillons n° 77, Effendi dere; n° 745 et n° 756, Demir dagh).

Ces roches, plutôt rares, se distinguent difficilement à l'œil nu des serpentines com- pactes; sous le microscope, elles sont formées de masses écailleuses, finement cellulaires, verdâtres ou orange, de chrysotile alpha et de serpentine isotrope, enserrant de multiples

14

114

petits noyaux d'olivine. Les rubans de chrysotile sont jalonnés par des matières opaques;

on observe aussi de gros ^grai~s craquelés de magnétite chromifère, et parfois des écailles de tajc.

Serpentines à bastite (échantillons n° 235, versant sud de Magara tepe; n° 753, versant sud-ouest du Demir dagh).

Ces roches sont compactes, vert-jaune ou noires; sous le microscope, elles apparaissent constituées par des masses serpentineuses, écailleuses ou finement cellulaires, dans lesquelles prédomine le chrysotile alpha,. en rubans et mailles qui circonscrivent' des noyaux de ser- pentine isotrope. Ces masses écailleuses enrobent de grosses plages de pyroxène bastitisé. On observe parfois des résidus d'olivine, des écailles de talc et de gros grains de magnétite chromif ère à noyau translucide de chromite.

Serpentines compactes (échantillons n° 3, au sud du Demir dagh; n° 70, près de Kilisecik;

n° 214, au sud du Demir dagh; n° 221, à l'ouest du grand gisement de magnétite; n° 293, près de Penkürt; n° 298, n° 302 et no 303, sur la rive gauche du Çaltî suyu, en aval de Penkürt; n° 766, à l'extrémité ouest de l'arête du Demir dagh).

Roches jaune vert, vert amande, gris-vert ou noires, parfois bariolées, toujours très compactes. Sous le microscope, on observe des masses finement écailleuses, parfois cellu- laires ou réticulées, comportant des noyaux de serpentine isotrope, des écailles, rubans, lentilles et étoiles de chrysotile alpha, ainsi que des écailles, fibres, rubans flammés et plages fibreuses de chrysotile gamma. Ces roches contiennent souvent de minuscules paillettes du minéral micacé vert. Le talc est rare. Les coupes renferment des grains craquelés de magné- tite chromifère à noyau translucide rouge de chromite, ainsi que des traînées de petits granules irréguliers, de filaments et de fines inclusions de magnétite.

LES ROCHES SYENITO-DIORITIQUES DU MASSIF DU DEMIR DAGH

GÉNÉRALITÉS. - l..1ES SYÉNITES ALCALINES. - LES GRANITES ALCALINS. - LES DIORITES, GABBROS-DIORITES ET GABBROS. - LES SYÉNITES CALCO-ALCALINES ET LES MONZONITES.

RÉCAPITULATION.

GÉNÉRALITÉS

Nous avons étudié plus d'une centaine de coupes minces de ces roches, cette étude ayant comporté dans chaque cas la détermination des feldspaths par la méthode de Michel- Lévy et par celle de Féodoroff, ainsi que l'analyse planimétrique de la préparation. Cette dernière opération, effectuée sur la platine d'intégration de Leitz, nous a donné la composition minéralogique volumétrique de la roche exprimée comme suit:

%

%

%

fémiques (pyroxènes, amphiboles, biotite, magnétite, etc.). -

%

%

Pour interpréter les résultats de l'analyse planimétrique et pour classer les roches, nous nous sommes rapportés aux indications de W.-E. TROEGER (Spezielle Petrographie der Eruptivgesteine. Verlag der Deutsch. Minerai. Gesellschaft, Berlin, 1935. - « Eruptiv- gesteinsnamen ». Fortschr. der Mineralogie, Kristall. und Petrogr., Band 23, 1938).

Nous avons calculé les quotients suivants:

100 Q/L = 100 fois le rapport du volume de quartz au volume total des éléments leucocrates (quartz

+

100 P /F = 100 fois le rapport du volume des plagioclases au volume total des feldspaths (feldspaths alcalins

+

D'après W.-E. TROEGER, on peut subdiviser les roches éruptives grenues (plutoniques) de la façon suivante, les roches à feldspathides et les termes de différenciation étant laissés de côté:

100 P/F

0 à 10 15 à 35 1,0 . à 60 65 à 85 90 à 100

100 _{Q/L {} 47,5 à Granites Granites Monzonites Granodiorites Diorites

15,0 alcalins normaux quartziques quartziques

100 Q/L { 10,0 a

'

0,0 alcalines normales et Syéno- Gabbros

gabbros

Dans les diorites et les syénodiorites, les plagioclases ont moins de 50

%

dans les gabbros et les syénogabbros, les plagioclases ont plus de 50

%

%

116 MARCEL GYSIN

Nous désignerons comme « quartzifères » les syénites, les diorites et les monzonites contenant entre 4

%

%

%

Nos études microscopiques nous ont permis de reconnaître la présence des variétés suivantes de roches. svénito-dioritiques dans la région de Divrik:

Syénites alcalines leucocrates.

Granites alcalins leucocrates.

Syénites normales à pyroxène, parfois avec biotite.

Syénites à biotite et hornblende, un peu quartzifères, passant aux monzonites;

Syénites quartzifères à pyroxène, passant aux monzonites.

Gabbros à biotite et pyroxène, en voie d'ouralitisation.

Gabbros à pyroxène, en voie d'ouralitisation.

Granites calco-alcalins leucocrates.

Monzonites à :pyroxène, plus ou moins micacées et parfois ouralitisées.

Monzonites quartzifères à biotite, monzonites quartzifères à pyroxène et monzo- nites quartzifères à hornblende.

Monzonites quartziques leucocrates.

Syénogabbros à biotite et pyroxène.

Syénodiorites quartzifères à hornblende.

Granodiorites à biotite et hornblende.

Diorites à biotite et hornblende.

Diorites à biotite et pyroxène, en voie d'ouralitisation.

Gabbros-diorites à biotite et pyroxène, en voie d'ouralitisation.

Certaines de ces roches sont rares et ne constituent que des faciès de bordure ou des termes sporadiques, tandis que d'autres sont largement répandues. Parmi ces dernières, les monzonites jouent un rôle important dans le massif du Demir dagh.

En réunissant les résultats de l'analyse planimétrique de 98 éch.antillons recueillis dans la région de Divrik (massif du Demir dagh et massifs environnants), et en prenant les moyennes de ces résultats, les caractères globaux des roches syénito-dioritiques pourraient être exprimés par les valeurs suivantes (en

%

39,3

%

34,4

%

5,8

%

20,5

%

100 P/F

100 Q/L 46,6.

7,3.

Ces valeurs moyennes correspondraient à celles d'une monzonite quartzifère.

Le massif du Demir dagh forme le flanc nord du grand gisement de magnétite; il s'étend au nord un peu au delà du Çaltî suyu. Il est constitué en majeure partie par des roches grenues d'apparence syénitique, en contact sur presque toute la périphérie avec les serpen- tines, plus rarement avec les dolomies, les calcaires, le minerai de fer et les roches méta- morphiques. Nous n'avons pas échantillonné systématiquement la surface de ce massif, mais nous avons plus particulièrement porté notre attention sur sa bordure méridionale, au contact du gisement de magnétite, et sur les affieurements échelonnés le long du Çaltî su yu.

Au point de vue pétrographique, les roches de ce massif peuvent être subdivisées en quatre familles:

1° Les syénites alcalines, rares et sporadiques;

2° Les granites alcalins, également rares et sporadiques;

30 Les diorites, gabbros-diorites et gabbros, localisés dans la bordure occidentale du massif, au~dessous de Kili.secik;

40 Les syénites calco-alcalines et les monzonites, constituant la majeure partie du massif et offrant des types variés.

1. LES SYÉNITES ALCALINES

Ce sont des roches finement grenues, gris-vert, leucocrates. Certaines, constituées essentiellement par l'albite et la chlorite, présentent une structure ophitique et seront rattachées aux diabases, décrites plus loin. D'autres, formant des dykes dans les monzonites et dans les gabbros-diorites, seront examinées en même temps que les roches filoniennes, bien que la subdivision des roches grenues en roches plutoniques et en roches :filoniennes soit ici bien précaire. D'autres syénites enfin, dispersées dans les monzonites aux alentours du gisement de magnétite, semblent correspondre à un faciès de différenciation des venues syénito-dioritiques et constitueront le prototype de nos syénites alcalines.

L'échantillon n° 310, recueilli sur le flanc nord du grand gisement de magnétite, au contact même du minerai, caractérise particulièrement bien les syénites alcalines. La roche est formée de grains de pyroxène monoclinique vert, encastrés dans de grandes plages d'orthose maclé selon Carlsbad, accompagnées de petites sections foliacées de ce même feldspath et renfermant de rares inclusions résiduelles de plagioclase fortement corrodé. La préparation contient en outre de rares plages de quartz, des granules et cristaux de magnétite, des grains de sphène, des traces de biotite brune et de minuscules prismes d'apatite. Sur la section Snm, le pyroxène s'éteint à 45°; sur la section Sng, l'orthose s'éteint à 8°.

Analyse planimétrique:

Orthose Plagioclase . . Pyroxène, etc.

Quartz . . . .

78,8%

12,5 7,7 1,0 Diagnostic : Syénite alcaline à pyroxène.

2. LES GRANITES ALCALINS

100 P/F

100 Q/L 8,9 1,1

Ce sont des roches gris rosé, très cristallines, à grain moyen, apparaissant sporadique- ment au milieu des syénites quartzifères, dont elles constituent un faciès plus acide. Nous avons observé trois variétés: granite à pyroxène, granite leucocrate à hornblende et granite a pli tique.

Granite alcalin à pyroxène (échantillon n° 14 du sondage 5, à 45 m. de profondeur dans le gisement de magnétite).

Sous le microscope, la préparation est formée de gros grains de pyroxène monoclinique vert, un peu ouralitisé, de larges plages d'orthose perthitique et de quartz cataclastique. On observe en outre des grains de sphène entourant des noyaux opaques d'ilménite, de rares débris de biotite brune, quelques prismes de plagioclase zoné et maclé, un minuscule cristal de zircon et des aiguilles d'apatite. Le plagioclase présente la composition suivante:

noyau= 28% .An, bordure = 16% An.

Analyse planimétrique:

Orthose Plagioclase . . Pyroxène, etc.

Quartz .

68,2%

12,8 6,3 12,7

100 P/F

100 Q/L 14,6 ^8,4

Granite leucocrate à hornblende (échantillon n° 964, à l'extrémité ouest de l'arête de magnétite du 'Demir dagh).

La roche est formée de petits cristaux idiomorphes de hornblende vert-brun, de sections prismatiques de plagioclase zoné, de nombreuses plages d'orthose maclé selon Carlsbad et d'un ciment de quartz.

118 MARCEL· GYSIN

Pléochroïsme de la hornblende: ng = vert foncé; nm = brun verdâtre foncé; np jaune brunâtre clair.

Plagioclase: noyau ⁼ 20

%

%

Orthose: Le feldspath alcalin forme souvent une gaîne autour des prismes de plagio- clase; il est un peu perthitique. Plusieurs mesures effectuées sur la platine de Féodoroff ont montré que ce feldspath correspond à un orthose sodifère (6).

Section présentant un bon clivage:

ng np nm

Clivage . 89° 76°5 13°

Section formée de deux individus maclés selon Carlsbad:

ng np nm

Axe de macle . 90° 72°5 17°

Plan de macle .

oo

Section formée de deux individus maclés selon Carlsbad:

Axe de macle . Plan de macle . Analyse planimétrique:

Orthose

Plagioclase . . . Hornblende, etc.

Quartz . . . ng 90°

oo

np 74°5 90°

66,3%

9,0 4,4 20,3

nm 15°5 90°

(001)

[001]

(010)

[001]

(010)

100 P/F

100 Q/L 11,2 21,2

2V

=

2V

=

Granite aplitique (échantillon n° 202, noyaux durs dans les terres micacées à l'extrémité ouest de la crête de magnétite du Demir dagh).

La roche est très leucocrate; elle est formée de fuseaux de sphène, de très nombreuses plages d'orthose et de grains de quartz. L'orthose, un peu perthitique, est souvent maclé et contient des inclusions de plagioclase.

Analyse planimétrique : Orthose . Plagioclase Sphène . Quartz ..

79,7%

0,6 1,0 18,7

100 P/F

100 Q/L 0,7 19,0

3. LES DIORITES, GABBROS-DIORITES ET GABBROS

Ces roches forment soit des enclaves dans les monzonites, soit la bordure occidentale du massif du Demir dagh.

Minéraux constitutifs.

Magnétite et ilménite.

Ces minéraux constituent des grains idiomorphes, souvent inclus dans les minéraux fémiques, ou des plages xénomorphes colmatant les fissures de la biotite ou cimentant les grains de pyroxène et d'apatite. L'ilménite est fréquemment entourée de sphèD:e.

Apatite.

Minéral fréquent, sous forme de petits cristaux idiomorphes, dont la cristallisation semble avoir précédé celle des autres éléments constitutifs.

Sphène.

Minéral fréquent, formant de petits grains idiomorphès fuselés et des plages qui circonscrivent l'ilm~nite. En surface polie, le sphène apparaît souvent comme un produit de remplacement de l'ilménite.

Biotite.

Le mica noir peu,t être abondant dans certains échantillons et faire totalement défaut dans d'autres. Il se présente en grosses lamelles pléochroïques, souvent partiellement remplacées par le pyroxène ou l'amphibole; dans ce cas, la biotite forme des débris lamel- laires de même orientation · optique, dispersés dans les gros cristaux de pyroxène ou d'amphibole.

Pléochroïsme: ng .=brun-rouge foncé; np =brun-jaune pâle.

Pyroxène monoclinique.

Ce minéral est très fréquent, souvent abondant, sous forme de grains incolores .ou vert clair, remplaçant la biotite et partiellement épigénisés par l'amphibole.

ng-np = 0,024 à 0,027; ng-nm = 0,017; nm-np = 0,007.

Plan des axes optiques = (010). 2V = environ +65°.

Extinction sur g₁ par rapport à ng = 43° à 45°.

Amphiboles.

On peut distinguer au moins deux variétés d'amphiboles:

a) une hornblende brune, épigénisant le pyroxène ou formant des grains isolés; cette hornblende, fortement pléochroïque, présente tous les caractères d'une amphibole d'oura- litisation magmatique:

ng-np = 0,024 à 0,025; ng-nm = 0,012; nm-np = 0,013.

Angle des axes optiques très grand, signe négatif.

Extinction sur g₁ par rapport à ng = 12° à 18°.

Pléochroïsme: ng =brun foncé un peu verdâtre; nm =brun foncé un peu rougeâtre;

np = brun-jaune clair.

b) une hornblende vert bleu pâle, parfois fibreuse, épigénisant le pyroxène et l'amphibole brune. Cette amphibole correspond à une ouralite secondaire et sa présence est parfois liée à celle de la calcite.

Pléochroïsme: ng = vert-bleu pâle; np = jaune pâle.

Plagioclases.

Ces feldspaths se présentent en général sous forme de grandes sections prismatiques, maclées selon l'albite, Carlsbad et la péricline, remplissant parfois les cryptes ménagées entre les minéraux fémiques. Ils sont souvent zonés, quelquefois séricitisés ou épidotisés.

Dans les diorites, la composition varie de 16

%

%

Dans les gabbros-diorites, la composition va de 29

%

%

%

%

Dans les gabbros, les plagioclases sont rarement zonés et présentent une composition voisine de 63% An; dans un terme très mélanocrate (tilaïte), nous avons observé des pla- gioclases à 80

%

Orthose.

Nous n'avons observé ce feldspath que dans un seul échantillon, sous forme de quelques rares plages xénomorphes.

Quartz.

Rare ..

120 MARCEL GYSIN

Structure, altération et variétés.

La structure est hypidiomorphe grenue; les phénomènes secondai;res sont peli accusés et consistent en une légère saussuritisation des plagioclases, accompagnée d'une ouraliti- sation du pyroxène et de l'amphibole brune. Au contact du gisement de fer, les feldspaths

sont parfois scapolitisés. .

Nous avons observé les variété_s suivantes de roches gabbroïques et dioritique.s:

Diorite à biotite (échantillon n° 248, inclusions dans les monzonites, dans les gorges du Çaltî suyu au-dessous de Kilisecik).

Sous le microscope, la roche est formée de grosses lamelles de biotite brune et de quelques longues sections de plagioclase, dispersées dans une masse grenue constituée par ces mêmes minéraux accompagnés d'un peu de hornblende verte, de petits cristaux d' apatite, de grains de sphène, de magnétite et d'ilménite, de très peu' de quartz et de quelques plages xé:riomorphes d'orthose. Le plagioclase est maclé et zoné; sa composition va de 16

%

%

Analyse planimétrique:

Plagioclase . . . 74,1%

Orthose

....

Biotite . . . . , Hornblende, etc.

..

Diorite à pyroxène (échantillon no 249, inênie origine que le numéro précédent).

La roche est formée de grandes plages de plagioclase maclé, en partie saussuritisé, enrobant de gros grains de pyroxène, quelques lamelles de biotite chloritisée, des grains de sphène et de magnétite (ou d'ilménite); le pyroxène est partiellement épigénisé par une amphibole fibreuse verdâtre et par de la. calcite. Le plagioclase titre 24

%

Analyse planimétrique:

Plagioclase . . Pyroxène ...

Biotite, sphène, etc.

73,~%

17,5 8,7

100 P/F

100 Q/L 100 0

Diorite mélanocrate à pyroxène et biotite (échantillon n° 263, bordure occidentale du massif du Demir dagh, dans les gorges du Çaltî suyu au-dessous de Kilisecik, un peu en aval de la brèche dioritique à serpentine).

Sous le nùcro~cope, on observe ~e nombreux grains de pyroxêne contenant des lamelles tésiduelles de biotite brune, un peu de 'sphène, de petits cristaux d'apatite et de magnétite (ou d'ilménite), ces divers minéraux laissant entre eux ~es cryptes remplies par des plagio- clases ·maclés. Le pyroxèU:e est légèrement « ^persillé » ^de hornblende verte; le plagioclase titre 43

%

Analyse planimétrique:

Plagioclase . . . Pyroxène . . . . Biotite . . . . . Magnétite, sphène, etc.

22,6%

64,9 8,2 4,3

100 P/F

100 Q/L 100 0

Gabbro-diorite à pyroxène et biotite (échantillons n° 264 et n° 265, bordure occidentale du massif du Demir dagh, dans les gorges du Çaltî suyu au-dessous de Kilisecik, pâte de la brèche à serpentine).

La roche est formée de grosses lamelles de biotite brune, de nombreux grains de pyroxène renfermant des résidus de biotite, de petits cristaux: d'apatite et de sphène, de hornblende

brune épig~nisant le pyroxène; de hornblende vert clair plus rare, de magnétite ou d'ilménite, et de nombreux plagioclases zonés remplissant les cryptes. Le plagioclase contient 29

%

%

Analyse planimétrique : Plagioclase . . . Pyroxène et amphibole Biotite . . . . Magnétite, sphène, etc.

59,2%

28,7 9,7 2,4

100 P/F

100 Q/L 100 0

Gabbro-diorite à pyroxène et biotite, en voie d'ouralitisation (échantillon n° 268, même origine que les échantillons précédents, mais un peu en amont de la brèche à serpen- tine).

J~a roche est formée de grosses lamelles, plus ou moins résorbées, de biotite brune, de gros grains de pyroxène, de belles sections de h01·nblende brune épigénisant le pyroxène, de petits grains idiomorphes de magnétite ou d'ilménite entourés de sphène, et de plagioclases prismatiques remplissant les cryptes. Le plagioclase, toujours zoné, titre 43

%

%

Analyse planimétrique:

Plagioclase . Pyroxène ..

Hornblende .

Biotite . . . . Magnétite, sphène, etc.

48 _{' / 0} 3°¹ 33,3 10,7 5,0 2,7

100 P/F 100 Q/L

100 0

Gabbro mélanocrate à pyroxène (échantillon n° 272, dans les gorges du Çaltî suyu, un peu en amont de l'échantillon précédent) (microphotographie n° 4, planche I).

Sous le microscope, la préparation est constituée par de très nombreux grains arrondis de pyroxène, tachetés de hornblende brune et de biotite brune lamellaire, par de grandes plages de magnétite « sidéronitique » enrobant les pyroxènes ou des cristaux d'apatite, et par des plagioclases remplissant les cryptes. La composition moyenne du plagioclase est de 80% An.

Analyse planimétrique:

Plagioclase . . . Pyroxène . . . . Biotite, magnétite, etc.

14,5%

77,2 8,3

100 P/F 100 Q/L Gabbro ou'ralitisé (échantillon n° 273, même origine que le no 272).

100 0

La roche est formée de quelques lamelles déchiquetées de biotite brune, de gros grains de pyroxène tacheté de hornblende brune, de nombreuses sections de cette même amphibole brune, frangées de hornblende bleue et renfermant des résidus de biotite et de pyroxène, de grains idiomorphes de magnétite où d'ilménite, et de plagioclases maclés abondants. ^I~a composition moyenne du plagioclase est d'environ 63

%

Analyse planimétrique:

Plagioclase . . . . Hornblende brune . Pyroxène . . . . Biotite, magnétite, etc.

60,5%

24,3 . 11,2

4,0 Paragénèse.

100 P/F

100 Q/L 100 0

En ce qui concerne l'ordre de cristallisation des mmeraux constitutifs des roches diorito-gabbroïques, nos observations sont parfois contradictoires, certains minéraux occupant des places différentes dans la série paragénétique selon la variété de roche con-