INSTITUT DE GÉOLOGIE DE L'UNIVERSITÉ DE NEUCHATEL Directeur : Professeur Eugene Wegmann L'EXTRÉMITÉ OCCIDENTALE DU MASSIF DE L'AAR (Relations du socie avec la couverture) THÈSE PBÉSENTÉE A LA FACULTÉ DES SCIENCES DE L'UNIVERSITÉ DE NEUCHATEL POUR L'OBTENTION DU GRADE DE DOCTEUR ES SCIENCES PAR ALEC BAER EXTRAIT DU BULLETIN DE LA SOCIÉTÉ NEUCHATELOISE DES SCIENCES NATURELLES TOME 82, 1959 UNIVERSITÉ DE NEUCHATEL FACULTÉ DES SCIENCES La Faculté des sciences de l'Université de Neuchâtel, sur le rapport de MM. les professeurs Eug. WEGMANN, D. AUBERT et H. BADOUX, autorise l'impression de la présente thèse sans exprimer d'opinion sur les propositions qui y sont contenues. Neuchâtel, le 1er juin 1959. Le Doyen : Dr J. CLERC. L'EXTRÉMITÉ OCCIDENTALE DU MASSIF DE L'AAR (Relations du socle avec la couverture) INSTITUT DE GÉOLOGIE, UNIVERSITÉ DE NEUCHATEL Directeur : Professeur Eugene Wegmann L'EXTRÉMITÉ OCCIDENTALE DU MASSIF DE L'AAR (Relations du socle avec la couverture) 1 par ALEC BAER AVEC 22 FIGURES ET 5 PLANCHES TABLE DES MATIÈRES Page? PRÉFACE • • • ? INTRODUCTION 9 Le cadre géographique 9 Le cadre géologique 10 L'intérêt tectonique de la région 11 Considérations historiques 12 PREMIÈRE PARTIE 15 Les roches / 15 Les schistes cristallins et les gneiss de la bordure méridionale ... 15 Les schistes cristallins de la bordure septentrionale 18 Le granite de Baltschieder 24 Le Carbonifère 27 Les porphyres quartzifères 30 Le Permien 32 Le Mésozoïque 41 Le Trias 41 Le Jurassique 49 Le Lias 49 Généralités . 49 Le Lias inférieur 49 Le Lotharingien 53 Le Pliensbachien et le Domérien 55 Le Toarcien 60 Considérations sur la sédimentation du Lias 62 1 Publié avec l'appui du Fonds national suisse de [a recherche scientifique. _ 6 — Pag*» Le Dogger 64 Le Malm • • • • 7Û Le Crétacé 73 Le Tertiaire 73 La Tectonique 77 Généralités 77 Description régionale 79 Le liloc cristallin d'Eggerbcrg 79 La zone sédimentaire de Baltschicder 80 Lc bloc cristallin d'Ausserbcrg 83 La zone sédimentaire Ganipel-Schiltfurggc 89 Le bloc cristallin du granite de Baltschicder 97 La zone sédimentaire de Loèclie 100 Lc bloc cristallin du Niwen 107 La zone sédimentaire du Faldutnrothorn : . 107 Le bloc cristallin des Lauche rspitzen 113 La zone sédimentaire du Restirothorn 114 Le bloc cristallin du Restigrat 119 La zone sédimentaire du Ferdenrothorn 119 Récapitulation 120 DEUXIÈME PAHTIE 123 La Cinématique 123 Généralités : . 123 Etat antérieur à la mise en place du granite de l'Aar 123 Etat postérieur à la mise en place du granite de l'Aar 125 Interlude mésozoïque et permien 126 Généralités 126 Le Permien 126 Le Trias 127 Le Lias 129 Lc Dogger 133 Le MaIm 134 Lc Crétacé et Ie Tertiaire 135 Etat avant le plissement alpin 135 Les déformations alpines 137 Généralités 137 Etude régionale 140 Généralités 140 La nappe du Doldenhorn 140 La nappe du Gellihorn 145 Etat après le plissement alpin 146 Les nappes helvétiques en dehors du secteur Ferdenrothorn - Locche - Baltschicder 147 CONCLUSIONS ET HYPOTHÈSES 151 RÉSUMÉ 154 BIBLIOGRAPHIE 157 — 7 — PRÉFACE C'est mon maître, le professeur WEGMANN, qui m'a proposé ce travail au début de 1953. Depuis lors, il n'a cessé de témoigner à mes efforts un intérêt dont je lui suis infiniment reconnaissant. Ses nombreuses suggestions ont été pour moi un appui indispensable, et les méthodes tectoniques qu'il a développées sont à l'origine même de ma thèse. J'éprouve également une profonde gratitude envers feu le professeur H. GÜNZLER-SEIFFERT qui, au cours des rares entrevues que nous avons eues, m'a procuré de précieux encouragements. Sans ses minutieuses recherches des vingt-cinq dernières années, ce travail aurait sans doute une orientation différente. Je remercie MM. les professeurs D. ATJBERT et H. BADOTTX de la bienveillance et de l'intérêt qu'ils m'ont témoignés en tant que membres du jury.' Les ouvrages dont feu M. J. FAVRE, ancien conservateur au Muséum de Genève, m'a fait cadeau m'ont rendu d'infinis services. MM. les professeurs GALOPIN, OULIANOFF et REICHEL m'ont appris chacun une part du métier de géologue ; qu'ils en soient vivement remerciés. mc M M. CORNELIUS et M. J.-M. FONTBOTÉ ont passé tous deux quelques jours sur mon terrain. Leurs visites ont été pour moi pleines d'intérêt. J'ai eu avec mes camarades B. KÜBLER et J.-P. SCHAER de longues discussions touchant nos travaux respectifs. Je garde le meilleur sou­ venir de ces confrontations. M. R. GIROUD a taillé avec beaucoup de soin la totalité de mes lames minces. Qu'il veuille m'excuser de toutes les difficultés qu'elles lui ont causé. D'autre part, ma gratitude est peu de chose en face de l'appui que m'ont apporté mes parents durant mes études. Merci, enfin, à ma femme qui a accompli souvent pour moi d'ingrates besognes et qui m'a parfois accompagné sur le terrain. La compagnie du chemin de fer Berne-Lötschberg-Simplon a bien voulu me laisser circuler le long de la voie ferrée, ce qui m'a été fort utile en certaines occasions. La population des régions où j'ai séjourné a toujours été accueillante, mais nulle part autant qu'à Ausserberg. Que chacun en soit ici remercié. La publication de ce travail a bénéficié de l'appui du Conseil d'Etat du canton de Neuchâtel, du Fonds national suisse de la recherche scien­ tifique et de Lonza AG. C'est pour moi un devoir agréable de leur expri­ mer ici tous mes remerciements. Les travaux de terrain ont occupé chaque été de 1953 à 1956 et durant les vacances de Pâques 1954 et 1955. De rapides vérifications en 1957 ont précédé la rédaction définitive. _ 8 — Lee bases topographiques utilisées sont les feuilles 527 (WiId- strubel-E), 528 (Jungfrau-W), 547 (Montana-E) et 548 (Visp-W) de la Carte nationale au 1: 50.000 et leurs agrandissements au 1: 25.000. Le Service topographique fédéral m'a fourni également les photos aériennes de V« Atlas-Photo 1946 » pour les régions qui m'intéressaient. La toponymie est celle de la Carte nationale au 1 : 50.000 à deux exceptions près. J'ai utilisé en effet les noms français de Loèclie-Ville (Leuk) et de Loèche Ies-Bains (Leukerbad). L'emplacement de localités inconnues de la Carte nationale est décrit lors de leur première appari­ tion dans le texte. Saint-Biaise, printemps 1958. — 9 — INTRODUCTION Le cadre géographique Comme le but de ce travail est l'étude d'un problème particulier, la région étudiée ne saurait avoir de forme géométrique régulière. Pour embrasser Ia plus grande étendue possible de la couverture autochtone, les limites choisies ont été les suivantes : à l'est le cours du Baltschiederbach jusqu'à son embouchure dans le Rhône ; au sud le cours du Rhône entre l'embouchure du Baltschiederbach et celle de la DaIa — plus exactement, puisque le fleuve coule ici dans une importante plaine d'alluvions, c'est le bord septentrional de cette plaine qui forme la limite ; à l'ouest le cours de la DaIa de Loèche-les-Bains à son embouchure dans le Rhône ; au nord, enfin, une ligne arbitraire suivant approximativement la coordonnée 137 de Loèche-les-Bains à la Lonza, puis le cours de la Lonza vers le sud et la coordonnée 134 jusqu'au Baltschiederbach (fig. I). Figi 1. Carte de situation. En pointillé, la région étudiée. __ io _ Lorsque la nécessité s'en est fait sentir, je n'ai pas hésité à déborder de ce cadre en quelques endroits. C'est notamment le cas sur la rive droite de la basse DaIa et dans la région de Kummenalp sur Ferden. La surface ainsi étudiée, voisine de 130 km2, est coupée en deux par la profonde tranchée de la Lonza entre Goppenstein et la vallée du Rhône. A l'E nous entrons dans l'imposant massif (pris ici dans son sens géographique) du Bietschhorn, dont descendent vers le S une série de courtes vallées méridiennes très encaissées. Les principales sont l'Ijolital, le Bietschtal et le Baltschicdertal. C'est une région profondé­ ment découpée, et seuls les versants dominant le Rhône supportent quelques villages et des mayens. A l'W de la Lonza, le cristallin disparaît sous les sédiments autoch­ tones et le relief devient plus calme. La vallée la plus importante est celle du Fescheljü, torrent qui se jette dans le Rhône en face d'Agarn. Les sommets principaux sont le Torrenthorn, dont la vue sur les Alpes valaisannes est célèbre, et la chaîne des Rothörner, soit du N au S : Ferdcnrothorn, Restirothorn et Faldumrothorn. Du point de vue hydrographique, toute la région est à rattacher au bassin du Rhône, et on a remarqué depuis longtemps l'alignement méri­ dien quasi géométrique des torrents principaux. Ce sont vraisemblable­ ment des cours d'eau conséquents le long du flanc S du massif de l'Aar, et on pourrait sans doute montrer que la haute Lonza (en amont de Ferden) et la haute DaIa {en amont de Loèche-les-Bains) ne sont que les restes d'un système hydrographique plus ancien, capté par la basse Lonza et la basse DaIa respectivement. Précieuses pour l'étude de la géologie, les profondes coupures du réseau hydrographique provoquent par contre la formation de grandes régions d'accès difficile ou quasi impossible, que Ton ne peut étudier qu'à distance. C'est plus particu­ lièrement le cas des parois abruptes qui dominent la Lonza et le Bietsch- bach. Pour terminer ces quelques notes de géographie physique, indiquons encore que les altitudes les plus fortes avoisinent 3000 m (le Krutig- horn, entre Bietschtal et Baltschicdertal a 3020 m par exemple), alors que l'embouchure de la DaIa dans le Rhône (Ie point le plus bas) n'est qu'à 589 m, soit une dénivellation totale de plus de 2400 m.