Quand les crapauds des granites égyptiens démontrent le mélange de magmas à Paris et à Lyon

Pierre Thomas

Laboratoire de Géologie de Lyon / ENS Lyon

Olivier Dequincey

ENS Lyon / DGESCO

01/05/2017

Résumé

Magmas acides et basiques  enclaves basiques dans divers granites plus ou moins voyageurs de nos villes.


Figure 1. Gros plan sur une enclave basique (diorite ou gabbro), non orientée et contenant des orthoses en enclave

La photo centrale a été prise sur une des colonnes (à droite) de la croisée du transept de la basilique Saint Martin d'Ainay, la plus vieille église de Lyon. Cette colonne provient de la réutilisation, par les bâtisseurs d'églises du XIème siècle, d'une colonne d'un temple romain situé sur la colline de la Croix Rousse. Les Romains avaient eux-mêmes importé ce granite d'Égypte, et plus précisément d'Assouan (anciennement Syène). Ces enclaves sombres sont appelées « crapauds » par les carriers. On retrouve les mêmes crapauds gabbroïques dans l'Obélisque de la Concorde à Paris (à gauche), qui provient aussi des anciennes carrières d'Assouan.


Les collisions entre deux continents se traduisent par tous les phénomènes conduisant à la formation des chaines de montagnes dites « de collision ». Ces phénomènes sont sédimentaires, tectoniques, métamorphiques, magmatiques, topographiques… Le magmatisme associé aux chaines de collision est particulièrement abondant dans les stades tardifs de la collision. Il se traduit par du plutonisme comme par du volcanisme, par du magmatisme acide comme par du magmatisme basique (cf. Des magmas acides et des magmas basiques qui coexistent, se recoupent, se mélangent… en Oman, et Le plus méconnu des volcanismes, le volcanisme des zones de collision, et son volcan actif le plus emblématique : le Mont Ararat (Turquie orientale) pour l'actuel et la chaine hercynienne). Très souvent, le magma acide (en grande partie d'origine crustale) est majoritaire et forme des granites sensu lato , omniprésent dans les chaines de montagnes dès que l'érosion les a dégagées, mais aussi des rhyolites. Mais très souvent aussi, ce magmatisme acide est accompagné (ou précédé ou suivi de peu) par du magmatisme basique, ce qui prouve que la fusion de la croûte n'est pas la seule à avoir lieu en contexte de collision, et qu'elle est accompagnée (voire favorisée) par un magmatisme d'origine mantellique. La coexistence de ces magmas acides et basiques donne lieu à des figures de coexistence (avec mélange très souvent limité), ce qui se traduit dans la majorité des cas par des enclaves basiques au sein des granites et autres roches acides : enclaves de gabbro si les minéraux ferromagnésiens sont anhydres (pyroxène) ou de diorite si les minéraux ferro-magnésiens sont hydratés (amphiboles). Nous avons vu un cas très spectaculaire de cette coexistence la semaine dernière en Oman. Mais ce n'est pas la peine de voyager très loin pour voir cette association gabbro/granite. On peut voir ces enclaves basiques en plus ou moins grande abondance au sein d'une majorité de granites sensu lato , par exemple en Italie ( Les enclaves basiques des granites, granite du Monte Capanne, Capo San Andrea, île d'Elbe, Italie ), dans les Pyrénées (figures 4 et 5 de Structure fluidale et orientation des enclaves dans les granites ), dans le Massif Armoricain ( Les « pillows gabbro » de Sainte Anne, granite de Ploumanac'h, Trégastel, Côtes d'Armor et Les « granitoïdes » de Saint Jean du Doigt (Finistère) : des magmas acides fracturant un pluton gabbroïque préexistant )...

Ce n'est même souvent pas la peine de voyager car ces granites à enclaves basiques ont servi a construire de nombreux monuments (antiques, médiévaux…), et aussi à confectionner d'innombrables pavés et dalles de granite pour nos rues et trottoirs. Tous les jours, sur le trajet de la station de métro Debourg (cf. Une faute d'orthographe géologique "miocène" coulée dans le bronze ) au Laboratoire des sciences de la Terre de l'ENS de Lyon, je piétine de telles figures de mélange. Mes collègues parisiens font la même chose de la station Luxembourg au Département des sciences de la Terre de l'ENS de Paris. Et sans doute de nombreux collègues professeurs de SVT font la même chose sur le trajet de leur domicile à leur lycée.

Ces enclaves basiques ne sont pas les seules enclaves sombres dans les granites, bien que ce soient les plus fréquentes. On peut en effet aussi trouver dans les granites des enclaves de roches métamorphiques, à structure orientée, souvent très riches en mica noir. Ce sont alors des restites, résidus non fondus de la roche métamorphique à l'origine du granite (cf. Les enclaves surmicacées (restites) des granites ).

Ces enclaves sombres, enclaves basiques (les plus nombreuses), ou restites, sont tellement fréquentes que les carriers leur ont donné un nom : des « crapauds ». On peut remarquer que ce nom de crapaud est aussi celui que donne les bijoutiers aux impuretés que l'on peut, parfois, voir dans des diamants ou autres pierres précieuses transparentes.

Dans un premier temps, nous verrons les enclaves basiques du granite d'Assouan, telles qu'on peut en voir à Lyon (église d'Ainay), à Paris (Obélisque de la Concorde) et à… Assouan. Puis nous verrons le même type d'enclaves basiques dans un granite breton, le granite de l'Aber Ildut, granite qui a servi en 1836 à réaliser le socle sous l'Obélisque de la Concorde, justement parce que ces granites breton et égyptien se ressemblent, entre autres parce qu'ils ont la même origine. Enfin nous regarderons quelques pavés et dalles de trottoirs sur les trajets station(s) de métro / ENS(s) de Lyon et de Paris. Collègues professeurs de SVT, étudiants et autres amateurs de géologie, regardez les trottoirs de votre ville : vous y verrez sans doute des preuves de l'omniprésence de cette coexistence magma acide/magma basique dans les granites.

Figure 2. La nef de la basilique Saint Martin d'Ainay (XIème siècle) à Lyon

Les colonnes de la nef sont en calcaire, mais les quatre colonnes du transept, celles qui soutiennent la coupole, sont quatre colonnes monolithiques en granite. Ces colonnes de granite provenaient d'un temple romain lyonnais qui a servi de "carrière de pierres" aux bâtisseurs du Moyen-Âge. Les Romains, comme c'était leur habitude, avait fait venir ces monolithes granitiques d'Égypte, d'Assouan (appelé Syène à l'époque gréco-romaine) pour être plus précis. Ces monolithes étaient extraits de carrières situées non loin du Nil, descendaient le Nil en bateau, étaient transférés sur des bateaux "de mer", arrivaient jusqu'à Arles, étaient transférés à nouveau sur d'autres bateaux qui remontaient le Rhône jusqu'à Lyon.


Figure 3. Une des quatre colonnes du transept de la basilique d'Ainay dans laquelle on devine deux ou trois petites enclaves basiques

Les colonnes de la nef sont en calcaire, mais les quatre colonnes du transept, celles qui soutiennent la coupole, sont quatre colonnes monolithiques en granite. Ces colonnes de granite provenaient d'un temple romain lyonnais qui a servi de "carrière de pierres" aux bâtisseurs du Moyen-Âge. Les Romains, comme c'était leur habitude, avait fait venir ces monolithes granitiques d'Égypte, d'Assouan (appelé Syène à l'époque gréco-romaine) pour être plus précis. Ces monolithes étaient extraits de carrières situées non loin du Nil, descendaient le Nil en bateau, étaient transférés sur des bateaux "de mer", arrivaient jusqu'à Arles, étaient transférés à nouveau sur d'autres bateaux qui remontaient le Rhône jusqu'à Lyon.




Figure 6. Zoom sur une enclave de gabbro visible sur une colonne de l'église d'Ainay (Lyon)

On voit très bien la structure de ces enclaves de gabbro : grenue, à grains fins (plagioclases et ferromagnésiens noirs, par contre pyroxène et/ou amphibole sont difficiles à distinguer sur la colonne d'une église), non orientée (ce qui exclut qu'il s'agisse d'une restite). On voit très bien la présence d'éléments du granite (feldspath) à l'intérieur du gabbro, preuve de l'état liquide du gabbro quand il se mélangeait au granite en cours de cristallisation (cf. Les « pillows gabbro » de Sainte Anne, granite de Ploumanac'h, Trégastel, Côtes d'Armor et Des magmas acides et des magmas basiques qui coexistent, se recoupent, se mélangent… ).


Figure 7. Zoom sur une enclave de gabbro visible sur une colonne de l'église d'Ainay (Lyon)

On voit très bien la structure de ces enclaves de gabbro : grenue, à grains fins (plagioclases et ferromagnésiens noirs, par contre pyroxène et/ou amphibole sont difficiles à distinguer sur la colonne d'une église), non orientée (ce qui exclut qu'il s'agisse d'une restite). On voit très bien la présence d'éléments du granite (feldspath) à l'intérieur du gabbro, preuve de l'état liquide du gabbro quand il se mélangeait au granite en cours de cristallisation (cf. Les « pillows gabbro » de Sainte Anne, granite de Ploumanac'h, Trégastel, Côtes d'Armor et Des magmas acides et des magmas basiques qui coexistent, se recoupent, se mélangent… ).


Figure 8. L'Obélisque de la Concorde

Cet obélisque était l'un des deux obélisques qui ornaient l'entrée Nord du temple d'Amon de Louxor (Haute Égypte). Cet obélisque a été offert au roi Charles X par le vice-roi d'Égypte Méhémet Ali en 1830, juste avant la Révolution dite de juillet. Cet obélisque est arrivé à Paris en 1833, via le Nil, la Méditerranée, Gibraltar, l'Atlantique, la Manche et enfin la Seine. Il est érigé et inauguré en grande pompe en présence du roi Louis Philippe le 26 octobre 1836. Cet obélisque, comme la majorité des obélisques égyptiens, provient de la région d'Assouan. Le granite de cet obélisque, comme celui de la colonne d'Ainay qui provient des mêmes carrières, contient des enclaves de gabbro, visibles sur les photos de détail ci-après.


Figure 9. Zoom sur une enclave basique dans l'Obélisque de la Concorde

Enclave basique, ou crapaud, visible au centre gauche, à gauche d'un hiéroglyphe en forme d'oiseau.


Figure 10. Zoom sur une enclave basique dans l'Obélisque de la Concorde

Enclave basique, ou crapaud, visible à gauche du hiéroglyphe en forme d'oiseau.


Figure 11. L'Obélisque Inachevé, resté dans sa carrière, une des curiosités touristiques de l'actuelle agglomération d'Assouan (Égypte)

Cette carrière antique se visite de nos jours, 2000 ans après sa période d'exploitation. On peut y voir un obélisque laissé en place à cause d'une fracture fendant le futur monument. Une enclave basique en forme de goutte d'eau est visible près de la pointe de l'obélisque. Ce granite est daté de la fin de l'orogénèse panafricaine, comme le granite d'Oman vu la semaine dernière (cf. Des magmas acides et des magmas basiques qui coexistent, se recoupent, se mélangent… )


Figure 12. La carrière de l'Obélisque inachevé dans l'agglomération d'Assouan (Égypte)


Figure 13. Le socle "moderne" (XIXème siècle) de l'Obélisque de la Concorde

Le granite de ce socle a été choisi pour sa ressemblance avec le granite d'Assouan (taille des grains, couleurs rosée des orthoses…). Ce granite provient des carrières de l'ile Melon (Finistère) qui exploite un granite rose tardi-hercynien, le granite de l'Aber Ildut, daté de 320 Ma. Ce granite fait partie d'un ensemble de granites armoricains tardi-tectoniques, de couleur rose, riches en enclaves basiques (granites de l'Aber Ildut, de Primel-Trégastel, de Ploumanac'h, de Flamanville, de Barfleur…). Les zooms rapprochés permettent (1) de noter les gravures de 1836 expliquant la mise en place de l'Obélisque sur son socle, et (2) de remarquer de nombreuses enclaves basiques. Le zoom le plus rapproché montre des orthoses dans l'enclave basique.


Figure 14. Le socle "moderne" (XIXème siècle) de l'Obélisque de la Concorde

Le granite de ce socle a été choisi pour sa ressemblance avec le granite d'Assouan (taille des grains, couleurs rosée des orthoses…). Ce granite provient des carrières de l'ile Melon (Finistère) qui exploite un granite rose tardi-hercynien, le granite de l'Aber Ildut, daté de 320 Ma. Ce granite fait partie d'un ensemble de granites armoricains tardi-tectoniques, de couleur rose, riches en enclaves basiques (granites de l'Aber Ildut, de Primel-Trégastel, de Ploumanac'h, de Flamanville, de Barfleur…). Les zooms rapprochés permettent (1) de noter les gravures de 1836 expliquant la mise en place de l'Obélisque sur son socle, et (2) de remarquer de nombreuses enclaves basiques. Le zoom le plus rapproché montre des orthoses dans l'enclave basique.


Figure 15. Vue rapprochée sur le socle "moderne" (XIXème siècle) de l'Obélisque de la Concorde

Le granite de ce socle a été choisi pour sa ressemblance avec le granite d'Assouan (taille des grains, couleurs rosée des orthoses…). Ce granite provient des carrières de l'ile Melon (Finistère) qui exploite un granite rose tardi-hercynien, le granite de l'Aber Ildut, daté de 320 Ma. Ce granite fait partie d'un ensemble de granites armoricains tardi-tectoniques, de couleur rose, riches en enclaves basiques (granites de l'Aber Ildut, de Primel-Trégastel, de Ploumanac'h, de Flamanville, de Barfleur…). Les zooms rapprochés permettent (1) de noter les gravures de 1836 expliquant la mise en place de l'Obélisque sur son socle, et (2) de remarquer de nombreuses enclaves basiques. Le zoom le plus rapproché montre des orthoses dans l'enclave basique.


Figure 16. Zoom sur le socle "moderne" (XIXème siècle) de l'Obélisque de la Concorde

Le granite de ce socle a été choisi pour sa ressemblance avec le granite d'Assouan (taille des grains, couleurs rosée des orthoses…). Ce granite provient des carrières de l'ile Melon (Finistère) qui exploite un granite rose tardi-hercynien, le granite de l'Aber Ildut, daté de 320 Ma. Ce granite fait partie d'un ensemble de granites armoricains tardi-tectoniques, de couleur rose, riches en enclaves basiques (granites de l'Aber Ildut, de Primel-Trégastel, de Ploumanac'h, de Flamanville, de Barfleur…). Les zooms rapprochés permettent (1) de noter les gravures de 1836 expliquant la mise en place de l'Obélisque sur son socle, et (2) de remarquer de nombreuses enclaves basiques. Ce zoom montre des orthoses dans l'enclave basique.


Figure 17. Zoom sur un bloc de granite de l'Aber Ildut montrant une enclave basique

Ce bloc fait partie de la digue du petit port de Melon (Finistère).


Figure 18. Zoom sur un bloc de granite de l'Aber Ildut montrant une enclave basique

Ce bloc fait partie de la digue du petit port de Melon (Finistère).


Figure 19. Un affleurement naturel de granite de l'Aber Ildut en face de l'ile Melon

Ce granite contient localement de nombreuses enclaves basiques. Moins altérables/érodables que le granite, ces enclaves sont en relief et forme des espèces de « mini-cheminées de fées ». Des photos d'un échantillon frais d'une de ces enclaves sont disponibles sur la Lithothèque de l'ENS de Lyon : Granite porphyroïde à enclave basique microgrenue (Granite de l'Aber-Ildut).


Figure 20. Zoom sur un affleurement naturel de granite de l'Aber Ildut en face de l'ile Melon

Ce granite contient localement de nombreuses enclaves basiques. Moins altérables/érodables que le granite, ces enclaves sont en relief et forme des espèces de « mini-cheminées de fées ». Des photos d'un échantillon frais d'une de ces enclaves sont disponibles sur la Lithothèque de l'ENS de Lyon : Granite porphyroïde à enclave basique microgrenue (Granite de l'Aber-Ildut).


Figure 21. Une grosse enclave basique dans le granite de l'ile Melon (Finistère)

Cette enclave est particulièrement riche en orthoses et même en fragments de granite, prouvant une fois de plus la contemporanéité des magmas acides et basiques.




Figure 24. Vue aérienne de l'ile Melon (Finistère)

Les anciennes carrières de granite sont visible au centre de la côte Est de l'ile.


Figure 25. Localisation des granites tardi-panafricains d'Oman et d'Assouan, du granite tardi-hercynien de l'ile Melon, de Lyon et de Paris

Fichiers kmz pour aller directement à la carrière d'Assouan et aux carrières de l'ile Melon.


Figure 26. Allée d'Italie (Lyon, 7ème), entre la station de métro Debourg et l'ENS de Lyon (site Monod)

Cette allée qui date des années 1980-1985 a été pavée avec des pavés de récupération (d'origine locale probable) que l'on voit au milieu de l'allée, et des pavés importés de Belgique (cf. La « pierre bleue belge » et ses fossiles du Tournaisien (Carbonifère inférieur) ) disposés en bord d'allée. Les pavés centraux sont majoritairement clairs (granite, microgranite et rhyolite) , mais le "paveur" y a mis quelques pavés sombres faits de roches basiques, nous indiquant visuellement la coexistence de magmas acides et basiques, ainsi que leur proportions relatives si on admet que les anciens pavés lyonnais sont représentatifs de la fréquence des roches locales.


Figure 27. Un pavé de l'allée d'Italie (Lyon 7ème), pavé en granite

Ce pavé contient une enclave basique. Cette roche provient vraisemblablement d'anciennes carrières qui exploitaient le socle hercynien des Monts-du-Lyonnais.


Figure 28. Un pavé de l'allée d'Italie (Lyon 7ème), pavé en rhyolite/microgranite,pour ne pas oublier qu'à côté du plutonisme, il y a aussi du volcanisme dans les zones de collision

Ce pavé contient des enclaves basiques. Cette roche provient vraisemblablement d'anciennes carrières qui exploitaient le socle hercynien des Monts-du-Lyonnais.


Figure 29. Série de zooms sur la place du Panthéon et la rue Soufflot (Paris, 5ème) pour rappeler que les pavés, bordures et dalles de trottoirs montrant des roches acides (granites) et contenant des enclaves basiques (gabbros, diorites…) sont très fréquents dans nos villes

Ce pavage parisien est relativement récent. Le granite a dû être importé (de Chine, d'Inde, du Brésil… ?) ce qui montre la répartition mondiale de ce phénomène de mélange de magmas acide/basique. Ce qui est visible dans les rues de la capitale des Gaules et celle de la capitale de la France doit être visible dans la plupart des autres villes de France.