1/22 L'intrusion magmatique du Mont Royal, Montréal (Québec, Canada) 13/10/2017 Auteur(s) : Matthias Schultz Professeur de SVT, Lycée H. de Chardonnet, Chalon sur Saône Publié par : Olivier Dequincey Résumé Une possible chambre magmatique intracrustale peu profonde, différenciation, filons, mélanges de magmas, métamorphisme de contact. Province magmatique et rifting avorté. Table des matières Introduction Les roches magmatiques intrusives du Mont Royal L'encaissant de l'intrusion magmatique du Mont Royal La formation du Mont Royal Le contexte géologique et l'origine de l'intrusion magmatique du Mont Royal Bibliographie Introduction Source - © 2016 Matthias Schultz Figure 1. Filon de roche magmatique claire s'injectant dans un encaissant magmatique plus sombre et en détachant des enclaves, Mont Royal (Québec, Canada). Il s'agit de deux roches basiques voisines ; la plus sombre, plus basique, est sans doute un (micro)gabbro, tandis que la plus claire, plus acide (c'est-à-dire plus riche en silice), se rapproche d'une diorite ou d'une monzonite. Le caractère anguleux des enclaves sombres montre que le gabbro était déjà solidifié lorsque le magma correspondant à la roche plus claire est venu le recouper (déformation cassante, "à froid"). Les magmas acides ont d'ailleurs généralement une température de solidification plus basse que les magmas basiques, et des propriétés mécaniques différentes (viscosité plus grande…) cohérentes avec cette observation. Cet affleurement est visible sur les pentes https://planet-terre.ens-lyon.fr/ressource/intrusion-Mont-Royal.xml - Version du 07/04/21 2/22 Nord-Ouest du Mont Royal, dans l'Université de Montréal, Québec, Canada (voir localisation figure 5). Le voyageur venu visiter Montréal (Québec, Canada) y recherche peut-être avant tout la grande ville américaine, ses gratte-ciels et ses larges avenues à angles droits, ses nombreux musées, son industrie florissante, sa riche vie étudiante et nocturne, sa douceur de vivre au quotidien et l'affabilité de ses habitants, ou son étonnant mélange de cultures et de communautés. Pourtant la métropole québécoise offre aussi une surprise intéressante aux férus de géologie (en plus de multiples musées et parcs dédiées aux sciences naturelles) : la spectaculaire intrusion magmatique du Mont Royal. C'est l'explorateur Jacques Cartier, lors de son second voyage en Amérique en 1535, qui baptisa la montagne qui surplombe la ville. Dans son récit de voyage, il raconte : « Et parmi ces campagnes est située et assise la ville de Hochelaga près d'une montagne aux alentours labourés et fort fertiles et sur laquelle on voit fort loin. Nous nommâmes cette montagne le mont Royal ». Cette colline culmine à 234 m au-dessus des basses terres du Saint-Laurent, une vaste vallée très plane entre les Laurentides et les Appalaches (figures 2 à 5). Elle constitue donc un point stratégique pour le contrôle du fleuve en aval des rapides de Lachine, et a sans doute guidé l'établissement et le développement initial de la ville. Source - © 2010 abdallah sur wikimedia, CC2.0 Figure 2. Panorama de Montréal avec les pentes boisées du Mont Royal à droite. Source - © 2016 Matthias Schultz Figure 3. Panorama du centre-ville de Montréal avec ses gratte-ciels et de la très plane vallée du fleuve Saint- Laurent en direction de l'Est depuis le sommet du Mont Royal. On distingue à l'horizon quelques autres collines montérégiennes (voir partie 4). Source - © 2016 Google Earth Figure 5. Vue satellite de Montréal et du Mont Royal (Québec, Canada). Source - © 2016 Guilhem Vellut sur wikimedia, CC2.0 Voir aussi le kmz proposé pour un parcours dans la Figure 4. Vue du Mont Royal depuis le centre ville de province magmatique montérégienne. Montréal (Québec, Canada). https://planet-terre.ens-lyon.fr/ressource/intrusion-Mont-Royal.xml - Version du 07/04/21 3/22 Malgré l'urbanisation, ou plutôt en réaction à celle-ci, le Mont Royal est resté relativement boisé et constitue un vaste espace vert apprécié des habitants et des touristes. Il est aisé de s'y promener et d'y observer de nombreux affleurements qui montrent l'association étroite de diverses roches magmatiques plus ou moins basiques (c'est-à- dire relativement pauvres en silice). Observons quelques exemples, ici essentiellement photographiés dans l'Université de Montréal, située sur les pentes Nord-Ouest du Mont Royal (il s'agit d'affleurements in situ, de gros blocs déplacés sur de faibles distances lors de la construction des bâtiments, et parfois de blocs utilisés dans les murs de ces bâtiments). Les roches magmatiques intrusives du Mont Royal Il est possible d'observer, en place, sous forme de blocs ou dans certains murs, des filons de roches magmatiques allant de basaltes, gabbros à des termes plus acides diorites, monzonites. On remarque que ces filons se recoupent les uns les autres et que des figures d'interaction et/ou de recristallisation sont visibles. Voyons quelques exemples illustrant cette variété pétrographique et les différentes structures rencontrées. Source - © 2016 Matthias Schultz Figure 7. Filon de roche magmatique gris clair s'injectant dans un encaissant magmatique plus sombre Source - © 2016 Matthias Schultz et en détachant des enclaves, Mont Royal (Montréal). Figure 6. Filon de roche magmatique gris clair La roche la plus sombre, plus basique, est sans doute s'injectant dans un encaissant magmatique plus sombre un (micro)gabbro, tandis que la plus claire, plus acide, se et en détachant des enclaves, Mont Royal, Montréal rapproche d'une diorite ou d'une monzonite. Le caractère (Québec, Canada). anguleux des enclaves sombres montre que le gabbro Il s'agit de deux roches basiques voisines : la plus était déjà solidifié lorsque le magma correspondant à la basique est un gabbro à patine gris sombre, tandis que la roche plus claire est venu le recouper (déformation plus claire, plus acide, se rapproche d'une diorite ou cassante, "à froid"). Notez l'aspect de brèche du filon d'une monzonite. Le caractère anguleux des enclaves central et la présence de nombreux cristaux clairs de sombres montre que le gabbro était déjà solidifié lorsque feldspaths. Les épontes du filon et la bordure des le magma correspondant à la roche plus claire est venu enclaves sont plus claires, ce que l'on peut interpréter le recouper (déformation cassante, "à froid"). Cet comme des auréoles de réaction entre les deux magmas affleurement est visible sur les pentes Nord-Ouest du de compositions différentes. Mont Royal, dans l'Université de Montréal, Québec, Canada (voir figure 5). https://planet-terre.ens-lyon.fr/ressource/intrusion-Mont-Royal.xml - Version du 07/04/21 4/22 Source - © 2016 Matthias Schultz Figure 8. Intrusions filoniennes successives, Mont Royal, Montréal (Québec, Canada). On observe un premier filon vertical de roche magmatique sombre (basalte ou microgabbro) s'injectant dans un encaissant métasédimentaire visible à droite de Source - © 2016 Matthias Schultz l'image (calcaire marmorisé, voir plus bas), Ce filon Figure 9. Bloc montrant plusieurs phases successives basique est recoupé à son tour sur la gauche de l'image de filons magmatiques se recoupant successivement, et par un autre filon vertical plus clair, probablement recoupant tous la roche magmatique la plus sombre dioritique, émettant de fin filons horizontaux (gabbro) et en arrachant des enclaves, Mont Royal (remplissage de fractures ?). Cette diorite montre une (Montréal). nette zonation interne, avec un cœur plus clair que les Les filons les plus récents sont aussi les plus clairs, les bords (effet d'échanges chimiques entre les deux types plus acides (les monzonites recoupent les diorites qui de roches magmatiques ? ou bien évolution continue de recoupent les gabbros), ce qui plaide en faveur d'une la chimie du liquide magmatique injecté dans le filon ?). évolution progressive par différenciation magmatique. On y observe par ailleurs de nombreux cristaux aciculaires d'amphibole (peut-être accompagné de pyroxènes). https://planet-terre.ens-lyon.fr/ressource/intrusion-Mont-Royal.xml - Version du 07/04/21 5/22 Source - © 2016 Matthias Schultz Figure 10. Intrusions filoniennes successives, Mont Royal, Montréal (Québec, Canada). Le filon gris clair en diagonale sur la photographie Source - © 2016 Matthias Schultz recoupe et décale le filon vertical de gabbro leucocrate à gros cristaux de pyroxène noirs. Ce dernier semble lui- Figure 11. Intrusions filoniennes successives, Mont même recouper le gabbro mélanocrate (en haut à gauche Royal, Montréal (Québec, Canada). de la photographie, d'aspect plus sombre et patiné, à Deux filons gris clairs horizontaux sur la photographie cristaux moins distincts). Les deux gabbros ont une recoupent des gabbros leucocrates à gros cristaux de composition globale proche, ils se distinguent surtout par pyroxène noirs et des gabbros mélanocrates (sur la droite la séparation spatiale plus marquée des minéraux de la photographie). La relation chronologique entre les sombres (pyroxènes cristallisant en premier) et clairs deux types de gabbros n'est pas nette. Notez par ailleurs (feldspaths plagioclases) dans le gabbro mélanocrate. Il la présence dans le filon du haut de cristaux d'amphibole s'agit ici d'un bloc utilisé dans un mur, les orientations en aiguilles allongées horizontalement dans le sens sont donc relatives. d'écoulement du magma. Il s'agit d'un bloc utilisé dans Ces compositions minéralogiques similaires mais dans un mur, les orientations sont donc relatives. des proportions différentes peut faire penser à l'évolution d'un magma par sédimentation ("extraction" gravitaire de minéraux). Source - © 2016 Matthias Schultz Figure 12. Détail de filons gabbroïques, Mont Royal, Source - © 2016 Matthias Schultz Montréal (Québec, Canada). Figure 13. Détail d'un gabbro mélanocrate recoupé par On observe dans le gabbro leucocrate (à droite) comme un filon vertical plus clair, Mont Royal, Montréal (Québec, dans le gabbro mélanocrate (à gauche) de gros cristaux Canada). de pyroxène noirs. L'arrivée de nouveau magma dans ces gabbros est souvent l'occasion d'une recristallisation.