Mots clés : granite, encaissant, métamorphisme de contact, cornéenne, andalousite, cordiérite, Ploumanac'h, ile Milliau

Métamorphisme et tectonique dans l'encaissant du granite de Ploumanac'h, île Milliau, Trébeurden, Côtes d'Armor

Pierre Thomas

Laboratoire de Sciences de la Terre / ENS de Lyon

Olivier Dequincey

ENS de Lyon / DGESCO

07/06/2010

Résumé

Granite et métamorphisme de contact.


Figure 1. L'encaissant du granite de Ploumanac'h, à quelques mètres du contact avec le granite, au Sud de l'île Milliau, Trébeurden, Côtes d'Armor

L'encaissant du granite de Ploumanac'h, à quelques mètres du contact avec le granite, au Sud de l'île Milliau, Trébeurden, Côtes d'Armor

Nous avons vu, il ya deux semaines, le contact granite de Ploumanac'h - encaissant, au sud de l'île Milliau.

L'encaissant est formé de strates verticales, alternances d'anciens lits gréseux et argileux d'épaisseur centimétrique, maintenant métamorphisés par la proximité du granite. Les anciens lits gréseux sont clairs, uniquement constitués de petits cristaux de quartz ; les anciens lits argileux sont plus sombres, principalement constitués d'un mélange quartz + biotite. La majorité des lits sombres sont constellés de minéraux sombres de plus grande taille : de l'andalousite et/ou de la cordiérite.


Nous avons vu les deux dernières semaines le contact Sud entre le granite de Ploumanac'h et son encaissant sédimentaire. L'intrusion du granite (–293 Ma) a profondément métamorphisé ces sédiments (d'âge mal connu, de toute façon antérieurs à -293 Ma) en augmentant fortement la température, sans faire varier de façon notable la pression. On a là un exemple typique de métamorphisme de contact, avec développement de minéraux de Haute Température / Basse Pression. La roche peut donc être appelée « cornéenne », bien qu'elle ne ressemble absolument pas à de la corne.

Les lits clairs sont principalement constitués de petits cristaux de quartz (SiO2). Les minéraux métamorphiques qui se développent dans les lits sombres sont noirs, blancs, ou blancs et noirs. Ces minéraux néoformés sont constitués :

  1. de petites paillettes de biotite [K(Mg,Fe)3Si3AlO10(OH)2] ;
  2. de minéraux noirs de grande taille pouvant être de l'andalousite [SiAl2O5] ou de la cordiérite [Al2(Mg,Fe)2Si5AlO18], minéraux parfois très difficiles à distinguer à l'œil nu ;
  3. et de minéraux présentant une section carrée ou losangique, blancs, ou blancs à cœur sombre, facilement reconnaissable à l'œil nu comme de l'andalousite [SiAl2O5].

Les lits clairs étaient constitués d'anciens bancs gréseux, uniquement siliceux. Chauffer de la silice ne peux engendrer d'autre minéraux que SiO2.

Les lits sombres étaient constitués d'argiles ou de grès argileux. Les argiles sont des silicates d'alumines hydratés pouvant contenir, en plus de Si et Al, du Mg, du Fe, du K, du Na… Le métamorphisme de ces niveaux argileux a pu former des silicates d'alumine anhydres (andalousite), des silicates d'alumine avec magnésium et/ou fer et/ou potassium (biotite, cordiérite).

L'influence de la chimie et de la minéralogie du protolite (= roche initiale) sur la minéralogie de la roche métamorphique est ici particulièrement démonstrative : les niveaux siliceux n'ont pas développé de minéraux métamorphiques, les niveaux argileux en ont développé.


Figure 3. L'environnement géologique, au Sud de l'île Milliau, Trébeurden, Côtes d'Armor

L'environnement géologique, au Sud de l'île Milliau, Trébeurden, Côtes d'Armor

On est dans l'encaissant anciennement sédimentaire, constitué d'alternances gréso-pélitiques verticales (au 1er plan, à quelques mètres sous le contact Sud du granite de Ploumanac'h).


Figure 4. Les alternances claires et sombres de l'encaissant du granite de Ploumanac'h, au Sud de l'île Milliau, Trébeurden, Côtes d'Armor.

Les alternances claires et sombres de l'encaissant du granite de Ploumanac'h, au Sud de l'île Milliau, Trébeurden, Côtes d'Armor.

Aucun minéral n'est discernable à cette échelle dans les lits clairs. Les lits sombres contiennent des minéraux noirs (surtout dans la partie inférieure de l'image). Ce sont soit des cordiérites, soit des andalousites, soit les deux (ces 2 minéraux sont parfois difficiles à distinguer à l'œil nu). Dans les niveaux sombres du haut de l'image, les minéraux sont le plus souvent clairs, parfois à section carrée et à cœur noir. Cet habitus est caractéristique de l'andalousite.


Figure 5. Vue rapprochée des minéraux clairs à cœurs sombres et à sections parfois carrées ou losangiques : des andalousites, variété chiastolite

Vue rapprochée des minéraux clairs à cœurs sombres et à sections parfois carrées ou losangiques : des andalousites, variété chiastolite

On voit que les andalousites ne se sont développées que dans les niveaux sombres, anciens niveaux argileux.


Figure 6. Vue très rapprochée des minéraux clairs à cœurs sombres et à sections parfois carrées ou losangiques : des andalousites, variété chiastolite

Vue très rapprochée des minéraux clairs à cœurs sombres et à sections parfois carrées ou losangiques : des andalousites, variété chiastolite

On voit que les andalousites ne se sont développées que dans les niveaux sombres, anciens niveaux argileux.


Figure 7. Lame mince en lumière polarisée-analysée (12 x 18 mm) d'une cornéenne à andalousite très semblable à celle de l'île Milliau

Lame mince en lumière polarisée-analysée (12 x 18 mm) d'une cornéenne à andalousite très semblable à celle de l'île Milliau

On voit 2 bancs quartzeux (en haut, et un très fin dans le quart inférieur) et 2 niveaux plus épais, riches en andalousite (blanc à gris) dont on voit bien les sections carrées, rectangulaires ou losangiques.


 

À côté du métamorphisme de contact, l'encaissant du granite de Ploumanac'h permet aussi de voir des figures tectoniques (des plis) liées à une tectonique hercynienne ou anté-hercynienne.


 

Figure 9. Détail de plis de l'encaissant, contact Sud du granite de Ploumanac'h, l'île Milliau, Trébeurden, Côtes d'Armor

Détail de plis de l'encaissant, contact Sud du granite de Ploumanac'h, l'île Milliau, Trébeurden, Côtes d'Armor

On note que certains niveaux sombres sont très riches en minéraux sombres (andalousite et/ou cordiérite).


Figure 10. Détail de plis de l'encaissant, contact Sud du granite de Ploumanac'h, l'île Milliau, Trébeurden, Côtes d'Armor

Détail de plis de l'encaissant, contact Sud du granite de Ploumanac'h, l'île Milliau, Trébeurden, Côtes d'Armor

On note que certains niveaux sombres sont très riches en minéraux sombres (andalousite et/ou cordiérite).


Mots clés : granite, encaissant, métamorphisme de contact, cornéenne, andalousite, cordiérite, Ploumanac'h, ile Milliau