HISTOIRE GEOLOGIQUE DU MORVAN

LES MICROGRANITES A BIOTITE ET MUSCOVITE

C'est probablement durant la période de distension Est-Ouest qui suit la phase sudète II que se mettent en place des microgranites à deux micas. Ces roches de couleur rouge forment des filons verticaux, larges de quelques mètres, isolés ou groupés en faisceau dont l'orientation est variable selon les secteurs où ils ont été observés :

Les variations de texture sont importantes entre les bordures et le centre de la caisse filonienne. Le contact avec la roche encaissante peut avoir conservé la bordure figée, vitreuse et vert sombre sur quelques centimètres; vient ensuite une roche au faciès de rhyolite dont la texture aphanitique présente les restes d'écoulement turbulents. L'essentiel du filon possède une texture microgrenue porphyrique et souvent granophyrique. Suivant les conditions d'affleurement on observera une rhyolite ou un microgranite.

Le cœur du filon à texture porphyrique est donc constitué de phénocristaux sub à automorphes de quartz, de feldspath potassique et d'oligoclase; la muscovite est associée avec la biotite plus rare. La mésostase est souvent granophyrique faite d'une association de quartz et de feldspaths accompagnée de fines auréoles symplectiques autour des phénocristaux.

CARACTERES GEOCHIMIQUES

(Terminologies pétrographiques et magmatiques)

MICROGRANITES

Compositions chimiques en %

(13=nombre d'échantillons)

Elément

Moyenne

Déviation

SiO2

73,0008

2,1620

TiO2

0,2231

0,1310

Al2O3

14,0777

0,7129

Fe2O3

1,7608

0,8378

MnO

0,0462

0,0155

MgO

0,5531

0,4745

CaO

0,6515

0,4813

Na2O

2,8938

0,4916

K2O

4,7562

0,3649

P2O5

0,1392

0,0540

H2O+

0,1308

0,4530

H2O-

0,0577

0,1999

Sources des analyses chimiques en éléments majeurs et en traces : (REF, REF, REF).

Les microgranites à deux micas sont des roches riches en silice et en alumine, caractérisés par des teneures fortes en potasse le rapport K2O/Na2O étant en moyenne égal à 1,64 proche en cela des leucogranites.

  CLASSIFICATION PETROGRAPHIQUE ET SUITE MAGMATIQUE

Les diagrammes présentés ont été réalisés à l'aide d'un logiciel de calculs pétrographiques et de reports graphiques (REF)

Le diagramme SiO2 vs Na2O+K2O est classiquement utilisé comme grille de nomenclature (REF) et distingue également les 2 principales séries magmatiques subalcaline (tholéiitique+calco-alcaline) et alcaline (REF). C'est un diagramme sensible aux phénomènes d'altération affectant les métaux alcalins. Les microgranites à biotite et muscovite se situent dans le champ des rhyolites sub-alcalines.

Le diagramme Q' vs ANOR (REF) est une approximation chimique du diagramme de classification modale de Streckeisen (REF) dans lequel les paramètres

  • Q' = Q/(Q+Or+Ab+An)
  • ANOR = (An/(Or+An))*100

sont calculés à partir des minéraux quartz, albite, anorthite et orthose de la norme CIPW (REF). Dans le cas particulier des granites, les minéraux normatifs sont recalculés dans la mésonorme (REF). Les microgranites à deux micas se partagent en deux populations celles des granites à feldspaths alcalins (Alg) et celle des granites proprement dit (g).

Dans la grille de classification proposée par Debon & Le Fort (REF), (REF) pour les roches plutoniques, les paramètres Q et P sont calculés à partir des valeurs millicationiques pour 100 g de roches. On y retrouve la même répartition en deux groupes des microgranites, les uns dans le champ des granites (gr), les autres à tendance adamellique (ad). 

On retrouve cette même répartition des microgranites dans la grille de classification proposée par Debon & Le Fort (REF), (REF) pour les roches plutoniques, les paramètres A et B étant calculés à partir des valeurs millicationiques pour 100 g de roches. Sur cette grille de nomenclature la même part (celle Alg du diagramme Q'-ANOR) de microgranites se placent dans le champ des leucogranites, les autres roches se dispersant dans le champ des granites alumineux à biotite > muscovite. Ces dernières roches bien que contenant aussi de la muscovite n'appartiendraient pas à cette génération de leucomicrogranites et seraient à rattacher à des venues plus anciennes mises en place au Tournaisien ou au Viséen supérieur. 

Dans le premier diagramme de Winchester et Floyd (REF), Zr/TiO2 vs SiO2, les microgranites à deux micas se répartissent dans les champs des rhyolites (R) et des rhyodacites et dacites (RD+D) de la grille de référence.

Dans ce second diagramme (REF) qui ne prend en compte que les éléments hygromagmaphiles, certains microgranites à deux micas montrent une tendance trachytique (TA), les autres restant à tendance rhyolitique et dacitique (R+D) dans la grille de référence.

Le caractère peralumineux des microgranites à deux micas apparaît sur ce diagramme dont les 2 paramètres sont calculés à partir de la composition en moles  (REF):

  • A/CNK = indice d'aluminosité = (Al2O3/102)/((CaO/56)+(Na2O/62)+(K2O/94))
  • A/NK = (Al2O3/102)/((Na2O/62)+(K2O/94))

Position des microgranites à deux micas sur le diagramme SiO2 vs K2O (REF) qui met en évidence le caractère potassique.

Ce diagramme est utilisé pour la classification des roches volcaniques calco-alcalines s.l. et shoshonitiques des zones orogéniques.

  • LK = champ des volcanites tholéiitiques d'arc
  • MK = champ des volcanites calco-alcalines
  • HK = champ des volcanites calco-alcalines potassiques

Sur le diagramme AFM où A=Na2O+K2O, F=FeO total  et M=MgO) (REF), les microgranites à deux micas se  situent en fin de lignée  dans le champ calco-alcalin CA.

SITE GEOTECTONIQUE

  Diagramme de normalisation aux chondrites, valeurs de McDonough & Sun (REF).

Les microgranites à deux micas présentent le profil caractéristique de ce type de roche marqué par une anomalie en Eu due au fractionnement des feldspaths et par l'anomalie Nd. L'enrichissement en terres rares légères se traduit par des rapports (La/Lu)N allant de 3,14 à 6,02 pour les leucomicrogranites et de 11,94 à 26,88 pour les autres.

Le diagramme de normalisation au manteau primitif, valeurs de normalisation selon McDonough & Sun (REF).

Les microgranites à deux micas présentent des profils assez semblables caractérisées par un enrichissement en éléments incompatibles et des anomalies négatives en Ba, Nb, Sr et Ti.

Ce type de profil est semblable à ceux des les granites dérivant de magmas formés dans les marges continentales actives.

  Diagramme de normalisation à ORG : (oceanic ridge granite) ou granite dérivant exclusivement de la différenciation de manteau appauvri, sans aucune composante crustale (REF).

Les microgranites à deux micas présentent des profils très proches caractérisés par des valeurs élevées en Rb et Th, des anomalies négatives en Ba constantes, une décroissance de Th à Zr et de légères anomalies positives en Ce et Sm. Les enrichissements en Rb, Th, Ce et Sm sont attribués aux magmas générés par la fusion de la croûte continentale. 

Position des microgranites à deux micas dans le diagramme multicationique R1 vs R2. Ce diagramme est une adaptation de la grille de classification proposée par de La Roche et al. (REF) étendue aux domaines géotectoniques (REF). Les paramètres R1 et R2 utilisent les valeurs millicationiques calculées à partir des pourcentages d'oxydes pour 100 g de roche. Deux grands domaines Alcalin (Alc) et Sub-alcalin (Sub-alc) sont séparés par la ligne portant les minéraux cardinaux : fayalite, orthose, plagioclase (An0 à An70), forstérite, diopside. Les divers champs définissent l'évolution des magmas granitiques au cours du cycle orogénique, à savoir :

  • Mantle fractionates = granite peu évolué, plagiogranite tholéiitique
  • Pre-plate collision = granite calco-alcalin et trondhjémite
  • PCU = soulèvement post-collision = granite calco-alcalin potassique
  • Late orogenic = granite sub-alcalin monzonitique
  • Anorogenic = granite alcalin et hyper-alcalin
  • Syn-collision = leucogranite anatectique

La distribution des microgranites à deux micas reflète l'hétérogénéité des roches classées dans ce groupe, à savoir une génération de microgranites peralumineux post-orogéniques et un lot de roches de générations antérieures syn-collision.

A partir d'un grand nombre  d'analyses de granites provenant de divers environnements géodynamiques Pearce et al. (REF) proposent deux diagrammes où les teneurs respectives des éléments en traces Rb, Nb et Y se distribuent suivant les 4 principaux sites tectoniques :
  • VAG+syn-ColG = Granite d'arc volcanique (I-granite) + Granite syn-collision (S-granites)
  • WPG = Granite intra-plaque
  • ORG = Granite de ride océanique

Les microgranites à deux micas se répartissent dans le champ orogénique.

Position des microgranites à deux micas à la limite ou dans le champ des granites synchrones de la collision continentale (syn-ColG) du diagramme Rb ppm vs Y+Nb ppm de Pearce et al. (REF).

La distribution des microgranites à deux micas répondant au critère SiO2> 55% (REF), (REF).

Une part des microgranites à deux micas occupent logiquement le champ des leucogranites hyperalumineux, les autres seraient à rattacher à des générations antérieures liées au contexte orogénique.


microgranitemicrogranite

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