Dieser Artikel beschäftigt sich mit der Geologie des Montblanc-Massivs.
Einführung
mini|230px|Strukturelle Karte des Montblanc-Massivs (rechts) und seiner Umgebung mini|230px|Lage der Externen kristallinen Massive der Alpen
Zusammen mit den benachbarten Aiguilles Rouges, der Belledonne, dem Pelvoux und dem Mercantour stellt das Montblanc-Massiv ein Externmassiv (englisch External Crystalline Massif oder abgekürzt ECM) der französischen Westalpen dar. Es besteht aus polymetamorphem kristallinen Grundgebirge (vorwiegend Gneise und Granit), das im Verlauf der Alpenorogenese in Richtung Vorland herausgepresst wurde. Das Alter seiner Protolithen reicht bis ins frühe Paläozoikum, möglicherweise auch bis ins Neoproterozoikum zurück. Vorwiegend geophysikalische Untersuchungen bestätigen seine Allochthonie (Ortsfremdheit). Weiter nordöstlich schließen sich in der Schweiz das Aarmassiv und das Gotthardmassiv an.
Die frühalpine Entwicklung des späteren Montblanc-Massivs wurde durch die Ablagerung triassischer bis paläogener Sedimente bestimmt, die ab der Trias über Schwellen hinwegtransgrediert waren und bis in den mittleren Jura hinein in Beckenbereichen am Südrand des ehemaligen europäischen Kontinents die charakteristische Schichtenfolge des Helvetikums und Ultrahelvetikums zurückließen. Das Ende des Sedimentzyklus und das darauffolgende Einsetzen der alpinen Tektonik im mittleren Oligozän wird durch die Überschiebung ultrahelvetischer und penninischer Decken gekennzeichnet.
Die bogenförmige Gestalt der Westalpen im Vergleich zu den mehr oder weniger geradlinig verlaufenden Ostalpen beschäftigt schon seit geraumer Zeit die Gemüter der Geologen. Mittlerweile haben sich drei Theorien zu ihrer Entstehung etabliert: Die erste und älteste Theorie bevorzugt radial und isochron erfolgte Bewegungen, die ihren Widerhall in der jetzigen Bogenform finden und auf eine ursprüngliche, schon paläogeographisch angelegte Bogenform zurückgehen (Argand, 1916). die zweite Theorie sieht im Westalpenbogen nur eine seitliche Ausbuchtung („Seitenschlag“), die senkrecht zur generell Nord-Süd verlaufenden Einengung des Alpenorogens erfolgte (Goguel, 1963 und Boudon und Kollegen, 1976).
die dritte Theorie ist der Ansicht, dass sich die beiden Zweige zu unterschiedlichen Zeitpunkten herausgebildet hatten, wobei Deckentektonik und Seitenverschiebungen gleichermaßen beteiligt waren. Die Transportrichtung war in der Anfangsphase Nord-Süd, drehte aber dann in der Schlussphase auf Ost-West (Ricou, 1980).
Geländebefunde scheinen letztere Theorie zu stützen.
Beschreibung mini|500px|Blick ins Val Ferret. Eingeklemmt unterhalb des Montblanc-Massivs (links) steil stehendes Ultrahelvetikum. Rechts Penninikum der Internzone.
Das Montblanc-Massiv hat in etwa die Gestalt eines in Nordost-Richtung gestreckten und gleichzeitig verbogenen Weberschiffchens, das aufgrund dieser Form bereits auf eine überregionale rechtsseitige Scherung hinweist. Entlang seiner maximalen Längserstreckung in Nordost-Südwestrichtung – was in etwa der Krümmung des nördlichen Alpenbogens entspricht – misst es 50 Kilometer. Die maximale Breite in Südostrichtung beläuft sich auf knapp 15 Kilometer. Räumlich stellt es eine domförmige, antiklinale Aufwölbung im Grundgebirge dar, die in der Nähe des Montblanc-Gipfels ihren Scheitel erreicht. Diese Antiklinalstruktur taucht mit 15 bis 20° nach Norden in Richtung Wallis und mit 10 bis 15° nach Süden ins Beaufortain hin ab.
Autochthone (ortsansässige) Trias bedeckt im Südteil Gneise, ansonst wird das Montblanc-Massiv von allochthonem Mesozoikum und Alttertiär umrahmt, welches noch dem Ultrahelvetikum zugerechnet wird. Diese Sedimente sind beispielsweise in der nicht metamorphen Zone von Chamonix im Westen (ein ehemaliger Halbgraben) zwischen die beiden Grundgebirgsblöcke von Aiguilles Rouges und Montblanc-Massiv eingefaltet, seitenverschoben (steilstehende Faltenachsen) und zerschert worden. Das an der Ostseite liegende Ultrahelvetikum enthält als kleine eingeschobene Granitlinse den Mont-Chétif-Granit. Dieses nur sehr dünne Band aus Ultrahelvetikum wird sodann weiter ostwärts von der Internzone der Alpen überfahren.
Interner Aufbau mini|500px|Blick aus dem Val Ferret oberhalb von Plampincieux nach Südwesten zum Mont-Blanc. Im Mittelgrund steht graues eingekeiltes Ultrahelvetikum an.
Der Internaufbau des Montblanc-Massivs gliedert sich in zwei Teile. Anstehend auf seiner maximal 5 Kilometer breiten Nordwestseite sind steilstehende Orthogneise, Paragneise und untergeordnete Glimmerschiefer, die ihre Entstehung einer Hochdruckmetamorphose während des ausgehenden Ordoviziums verdanken. Hierbei bildete sich eine Ostnordost-streichende Foliation heraus.
Eine anschließende Regionalmetamorphose unter mittlerem Druck (Almandin-Amphibolitfazies) führte zur Migmatisierung der Gneise, deren steil stehende Foliation N 020 bis N 025 streicht. Dadurch kam es zur Bildung des La-Tour-Granits bei Montenvers (auch Montenvers-Granit am Mer de Glace), der jetzt als in die Länge gezogener, mylonitischer Orthogneis vorliegt. Die Gesteine wurden sodann intensiv unter Grünschieferbedingungen mylonitisiert und bei hohen Temperaturen und relativ niedrigem Druck anatektisch aufgeschmolzen (unter Bildung von Cordierit). Die vertikalen Mylonite folgen erneut der Nordnordost-Richtung und enthalten eine steile Lineation. Durch die regionale, penetrative mylonitische Deformation wurden Quarze polygonisiert und andere Minerale zerbrochen. Alkalifeldspatporphyroklasten liegen augenförmig vor. Die folgende Anatexis erfasste vor allem den Südteil des Montblanc-Massivs.
Erst jetzt sonderte sich der eigentliche Montblanc-Granit ab, der mittels einer steilstehenden, Nordost-streichenden Verwerfung, der Faille de l'Angle (oder Faille du Midi), im Südosten der Metamorphite anschließt. Es handelt sich um einen syenitisch-monzonitischen Biotitgranit mit zentimetergroßen Alkalifeldspatklasten, die jedoch in den Randbereichen der Intrusion nicht auftreten. Der ursprüngliche Intrusivkontakt des Granits, aufgeschlossen vor allem im Südwesten des Massivs, ist eindeutig diskordant und entsendet zahlreiche Apophysen und Gänge in das Nebengestein.
Der Montblanc-Granit wurde sodann im Verlauf der alpinen Orogenese seinerseits sehr stark grünschieferfaziell mylonitisiert und im Deka- und Hektometerbereich linsenartig zerschert, wobei die beiden Richtungen N 050 bis N 070 und N 000 vorherrschten. Regional von Bedeutung ist außerdem N 120. Die Mylonitflächen stehen so gut wie senkrecht und formen ein dreidimensionales Netzwerk – die Bewegungen in Richtung N 050 bis N 070 waren rechtsverschiebend, die in Richtung N 000 und N 120 linksverschiebend. Aufschiebungen begünstigen meist die Süd- und die Ostseiten. Die individuellen Scherbänder schwanken in ihrer Mächtigkeit von mehreren Millimetern bis 50 Meter. Die Mylonitflächen führen die Minerale Muskovit, grüner Biotit, Albit, Chlorit ± Epidot ± Sphen. Spätere Verwerfungen werden jedoch meist von fibrösem Chlorit oder fibrösem Epidot bedeckt.
Montblanc-Granit mini|500px|Blick vom Col de la Seigne (2516 m) nach Nordosten zum Mont Blanc und den Grandes Jorasses. Rechts im Vordergrund steil aufragendes Ultrahelvetikum, im Mittelgrund dunkle Paragneise und im Hintergrund der Montblanc-Granit.
Der Montblanc-Granit verfügt über mehrere petrologische Fazies. Seine grobkörnige, gewöhnlich weiß-schwarz gefärbte Normalfazies ist porphyrisch mit großen, oft eingeregelten Alkalifeldspatkristallen von bis zu 5 Zentimeter Länge. Die Farbgebung ist jedoch wechselhaft und kann violette, grüne und sogar orange Farbtöne annehmen. Gegen den Rand der Intrusion wird das Gefüge feinkörniger und auch kleinkörniger aufgrund der Größenreduktion der Alkalifeldspäte. An seinem Ostrand geht der Granit in einen schiefrigen Quarzporphyr (Rhyolith) über, der die Begrenzung zum steil einfallenden Ultrahelvetikum bildet.
Der Granit enthält teils Schlieren, Amphiboliteinschlüsse, mikromonzodioritische Stöcke und mikrogranulare mafische Inklusionen (engl. microgrenular mafic enclaves oder MME), die auf eine Vergesellschaftung (engl. mingling) mit einem Restmagma hinweisen.
Die bevorzugte Ausrichtung der Biotite, der Feldspäte und der restitischen Einschlüsse bildet eine subvertikale magmatische Foliation, welche in Nordnordost-Südsüdwestrichtung streicht und von Apliten durchschlagen wird. In der Horizontalen erscheinen zwischen den Scherbändern zahlreiche Fiederspalten und auskristallisierte Quarzadern. Letztere enthalten geöffnet neben spektakulären automorphen Quarzkristallen (Rauchquarz) Epidot, Adular, Fluorit, Muskovit und Calcit. Um die Fiederspalten herum wurde das Ausgangsgestein metasomatisch zu so genannten Episyeniten verändert, wobei es sukzessive in Richtung Spaltenöffnung desilifiziert (Wegfuhr von Quarz), dafür jedoch mit den Elementen Al, K und Na angereichert wurde.
Über die geochemische Zusammensetzung des Montblanc-Granits gibt folgende Tabelle Aufschluss, die dem Durchschnittswert von 17 Analysen, dem Durchschnittswert von 7 Analysen und dem Durchschnittswert von 5 Analysen an der Aiguille du Midi entspricht Angegeben sind ferner die feinkörnige Fazies (10 Analysen) und die porphyrische Fazies (46 Analysen). OxidGew. % Durchschnitt (17) Durchschnitt (7) Aiguille du Midi Feinkörnig Grobkörnig SiO2 72,00 73,75 68,60 74,22 72,45 TiO2 0,30 0,15 0,30 0,22 0,27 Al2O3 13,96 13,10 13,52 12,99 13,83 Fe2O3 2,38 2,35 1,77 1,93 2,25 MnO 0,04 0,05 0,04 0,05 0,05 MgO 0,68 0,25 0,51 0,45 0,48 CaO 1,09 1,04 1,13 1,23 1,31 Na2O 3,82 3,60 2,86 3,52 3,60 K2O 4,63 4,80 5,17 4,40 4,77 P2O5 0,14 0,07 0,10 0,09 H2O+ 0,82 0,54 1,74 0,52 0,59 Es handelt sich beim Montblanc-Granit somit um einen alkalisch-kalkigen, peraluminosen bis metaluminosen Fe-K-Granit des S-Typus, der aus Paragesteinen abgeleitet wurde, jedoch ebenfalls eine kleinere Erdmantelkomponente enthält, erkennbar an den recht häufigen mafischen Einschlüssen. Sein alkalischer Charakter manifestiert sich in Zirkonen mit A- und T-Indizes. Anderen Fe-K-Graniten wie dem Aar-Granit oder dem Gotthard-Granit, welche ebenfalls in der Zeitspanne 305 bis 295 Millionen Jahren aufdrangen, ist er sehr ähnlich. Er zeichnet sich durch hohe Gehalte an Kalium (2,5 – 6,0 Gewichtsprozent), Rubidium (170 – 490 ppm), Yttrium (30 – 70 ppm) und Zirconium (40 – 400 ppm) aus, besitzt ein hohes Fe/Mg-Verhältnis (niedrige Magnesiumzahl), jedoch nur ein sehr niedriges 87Sr/86Sr-Initialverhältnis von 0,7050. Die Gehalte an Uran (7,4 - 19 ppm) und Thorium (3 – 50 ppm) sind ebenfalls erhöht, das Gestein ist somit schwach radioaktiv.
Folgende Tabelle verdeutlicht die Gehalte des Montblanc-Granits an Spurenelementen und Seltenen Erden:
Spurenelementppm Durchschnitt (7) Seltene Erdenppm Durchschnitt (7) Ba 16 - 869 La 18,4 - 49 Be 2,2 - 6,0 Ce 40,9 - 102 Co 45 - 72 Pr 4,8 - 11,4 Cr 5 - 37 Nd 17,8 - 41,8 Cu 5 - 15 Sm 4,7 - 9,4 Ga 5 - 14 Eu 0,05 - 0,95 Nb 11 - 25 Gd 5 - 10,2 Ni 5 Tb 0,8 - 1,9 Rb 142 - 490 Dy 4,2 - 11,4 Sc 3,9 - 7,4 Ho 0,84 - 2,29 Sr 11 - 174 Er 2,6 - 6,3 V 5 - 16 Tm 0,4 - 1,1 Y 20 - 70 Yb 2,7 - 6,9 Zn 22 - 82 Lu 0,45 - 1,0 Zr 40 - 400 Th 3 - 50 U 7,4 - 19
Die Hauptminerale sind Quarz (oft violettfarben), Plagioklas, Alkalifeldspat und eisenreicher Biotit, selten auch Hornblende. Akzessorisch treten hinzu Pyrit, violettfarbener Zirkon, Allanit, Anatas, Sphen, Fluorit, Beryll, Molybdänit, Magnetit, Hämatit, Thorit, Calcit und Apatit.