Boudins basiques dans les migmatites de la Sand River, Afrique du Sud

Pierre Thomas

Laboratoire de Sciences de la Terre / ENS Lyon

Olivier Dequincey

ENS Lyon / DGESCO

11/10/2010

Résumé

Aplatissement-étirement dans une migmatique et boudinage.


Figure 1. Boudins basiques dans les migmatites de la Sand River, Afrique du Sud

La végétation herbacée visible en haut à droite donne l'échelle.


Dans les migmatites de la Sand River existent des niveaux plus basiques. Ces niveaux basiques sont intercalés dans la masse des migmatites issus de roches acides et/ou pélitiques. Du fait de leur température de fusion beaucoup plus élevée que pour les roches acides (1000 à 1100°C pour les roches basiques, 700 à 800°C pour les roches acides), les niveaux basiques ont subi une fusion partielle beaucoup plus faible que les niveaux acides, voire nulle. Ces niveaux basiques sont de ce fait beaucoup moins déformables (plus compétent) que les parties acides. Et comme à chaque fois qu'il y a aplatissement-étirement et/ou cisaillement d'alternance entre des niveaux de ductilité (déformabilité) variable, il y a rupture et boudinage des niveaux peu déformables au sein des niveaux très ductiles qui se déforment de façon continue. Ce boudinage peut se produire chaque fois que l'on a des déformations avec aplatissement/étirement affectant des alternances de compétences différentes (cf. par exemple "Boudinage et déflection de la schistosité dans la nappe des gypses").

Figure 2. Boudinage lors d'un raccourcissement/allongement

Dans ce schéma très théorique, la roche initiale comprenait principalement des roches acides (beige), avec quelques niveaux basiques (brun). Une très haute température a entraîné une fusion partielle notable des niveaux acides, une fusion partielle très faible voire nulle des niveaux basiques. Les niveaux acides étaient donc beaucoup plus déformables que le niveau basique. La tectonique a aplati/étiré (flèches rouges) et aussi cisaillé (flèches noires) ce prisme « rectangulaire » de roche, qui est devenu un prisme parallélépipédique. Cette déformation s'est faite à volume constant (surface constante sur ce schéma à 2 dimensions ). Les niveaux acides, ductiles, ont vu leur épaisseur divisée par 2, leur longueur multipliée par 2, avec développement de zones de fusion partielle prononcée et de recristallisation dans des plans privilégiés (plans d'aplatissement = schistosité/foliation) perpendiculaires à la direction de raccourcissement et contenant la direction d'allongement. Ces plans se moulent sur les boudins de roches basiques qui, résistant à l'aplatissement, n'ont pas pu s'aplatir/s'allonger, mais se sont tronçonnés et boudinés. L'éventuelle dissymétrie due à la possible composante cisaillante n'a pas été représentée ici.


Figure 3. Vue d'ensemble d'un affleurement de boudins basiques, migmatites de la Sand River, Afrique du Sud

Vue d'ensemble de l'affleurement de la figure 1.

La végétation herbacée donne l'échelle. On voit très bien que la schistosité/foliation moule les boudins.


Figure 4. Vue de détail d'un affleurement de boudins basiques, migmatites de la Sand River, Afrique du Sud

Vue de détail de la figure précédente.

On voit très bien que la schistosité/foliation moule les boudins.


Parfois, certains boudins basiques montrent une foliation interne, différente de la foliation générale de l'affleurement. Cela suggère que cette région a subi des mouvement tectoniques antérieurs à ceux ayant engendré la foliation générale de la région. Cette foliation précoce a été conservée dans le boudin basique, mais a été effacé par la déformation tardive dans les niveaux acides plus ductiles.

Figure 5. Vue globale d'un boudin basique montrant une schistosité/foliation différente de celle de l'encaissant acide

Cette schistosité/foliation dans le boudin basique signe une déformation antérieure (mais de combien ?) à celle ayant généré la schistosité/foliation dans l'encaissant plus acide et la migmatitisation régionale.


Figure 6. Vue détaillée d'un boudin basique montrant une schistosité/foliation différente de celle de l'encaissant acide

Zoom de la figure précédente.

Cette schistosité/foliation dans le boudin basique signe une déformation antérieure (mais de combien ?) à celle ayant généré la schistosité/foliation dans l'encaissant plus acide et la migmatitisation régionale.


Figure 7. Localisation des dalles migmatitiques de la Sand River, Afrique du Sud, près de la frontière du Zimbabwe

En jaune, la frontière Zimbabwe / Afrique du Sud.


Figure 8. Localisation des dalles migmatitiques de la Sand River, Afrique du Sud


Outre la beauté de ces migmatites et de ses boudins, ces dalles de la Sand River (Afrique du Sud) possèdent d'autres trésors géologiques que nous avons commencé à découvrir les 2 dernières semaines et que nous verrons pendant les 3 semaines qui suivent. Des compléments scientifiques sur cette province migmatitique sont disponibles sur le site de Jean François Moyen (Voyage géologique en Afrique du Sud) qui m'y a guidé.