Les «  pillows gabbro  » de Sainte Anne, granite de Ploumanac'h, Trégastel, Côtes d'Armor

Pierre Thomas

Laboratoire de Sciences de la Terre / ENS de Lyon

Olivier Dequincey

ENS de Lyon / DGESCO

29/11/2010

Résumé

Mélange de magmas et structures en coussins ( pillow lava et «  pillow gabbro  »).


Figure 1. Accumulation d'enclaves basiques séparées les unes des autres par de fins liserés de granite, Baie de Sainte Anne, Trégastel (Côtes d'Armor)

Accumulation d'enclaves basiques séparées les unes des autres par de fins liserés de granite, Baie de Sainte Anne, Trégastel (Côtes d'Armor)

Les enclaves sont constituées de gabbro à grain fin. Le granite est un granite rose, riche en grosses orthoses, le granite de Ploumanac'h.


Figure 2. Une enclave basique dans un granite rose, Baie de Sainte Anne, Trégastel (Côtes d'Armor)

Une enclave basique dans un granite rose, Baie de Sainte Anne, Trégastel (Côtes d'Armor)

Cette enclave est constituée de gabbro à grain fin. Le granite est un granite rose riche en grosses orthoses.

Même affleurement que pour la photo précédente.


Figure 3. Autre site montrant de nombreuses enclaves de gabbro (de toutes tailles) dans le granite de Ploumanac'h, Baie de Sainte Anne, Trégastel (Côtes d'Armor)

Autre site montrant de nombreuses enclaves de gabbro (de toutes tailles) dans le granite de Ploumanac'h, Baie de Sainte Anne, Trégastel (Côtes d'Armor)

Quelque mètres plus au Nord-Est que l'affleurement de la photo précédente.


Figure 4. Vue d'ensemble de l'affleurement de la baie de Sainte Anne, Trégastel (Côtes d'Armor)

Vue d'ensemble de l'affleurement de la baie de Sainte Anne, Trégastel (Côtes d'Armor)

Affleurement de la première photo.


Nous avons vu la semaine dernière que de nombreux granites contenaient des enclaves basiques constituées de gabbro (ou diorite) à grain fin. L'affleurement de la baie de Sainte Anne va permettre de proposer une explication à cette présence d'enclaves basiques au sein des granites.

L'examen de la carte géologique montre que cet affleurement se situe à la bordure Nord-Ouest d'un petit massif de gabbro, massif complètement entouré de granite. La carte ne permet pas de dire si le gabbro est pris dans le granite (le gabbro serait alors plus vieux que le granite), ou intrusif dans ce granite (le gabbro serait alors plus jeune).

Figure 5. Extrait de la carte géologique 1/80 000 de Lannion

Extrait de la carte géologique 1/80 000 de Lannion

La carte au 1/50 000 correspondante n'existe pas à ce jour.

Le petit massif de gabbro est en vert ; il est complètement au sein du granite de Ploumanac'h (en différents rouges). Les pointillés noirs indiquent la position (supposée) de la limite gabbro-granite sous la baie. La flèche bleue indique l'affleurement d'où proviennent toutes les photos.


L'examen de détail du contact (figures 1, 2 et 3) montre des enclaves de gabbro entourées de granite ; le gabbro est donc plus vieux que le granite. Un examen attentif de cet affleurement va permettre de « nuancer » cette conclusion.

Figure 6. Gros plan sur une limite enclave de gabbro / granite rose, baie de Sainte Anne, Trégastel (Côtes d'Armor)

Gros plan sur une limite enclave de gabbro / granite rose, baie de Sainte Anne, Trégastel (Côtes d'Armor)

Le gabbro contient des orthoses, ce qui est tout à fait inhabituel pour un gabbro. Ces orthoses sont abondantes près du contact, absentes plus loin. Elles sont parfaitement identiques à celles du granite.




Figure 9. Détail d'une enclave de gabbro contenant des orthoses, baie de Sainte Anne, Trégastel (Côtes d'Armor)

Détail d'une enclave de gabbro contenant des orthoses, baie de Sainte Anne, Trégastel (Côtes d'Armor)

La macle de Karlsbad montre bien qu'on est en présence d'une orthose. Cette orthose, au centre, est entourée d'un liseré blanc, preuve d'une réaction entre l'orthose et le gabbro. Cette auréole claire est constituée de plagioclase. Une telle structure est nommé texture rapakivi (cf. feldspath à texture rapakivi et granite rapakivi).

On observe également (au centre gauche) un cristal de quartz, totalement incongru dans un gabbro, entouré d'une auréole sombre, preuve d'une réaction entre le quartz et le gabbro. Cette auréole sombre est constituée de pyroxène.


Figure 10. Orthose dans une enclave de gabbro, baie de Sainte Anne, Trégastel (Côtes d'Armor)

Orthose dans une enclave de gabbro, baie de Sainte Anne, Trégastel (Côtes d'Armor)

L'orthose est entourée d'un liseré blanc, preuve d'une réaction entre l'orthose et le gabbro. Cette auréole claire est constituée de plagioclase. Une telle structure est nommé texture rapakivi (cf. feldspath à texture rapakivi et granite rapakivi).


Le gabbro contient donc des « mini-enclaves » d'orthose et de quartz, « fragments » de granite. Le gabbro contenant des fragments de granite en enclaves est donc plus jeune que le granite. Cette conclusion est contraire à celle tirée quelques lignes auparavant (le gabbro est plus vieux que le granite).

Puisqu'un même affleurement montre que le gabbro est soit plus jeune, soit plus vieux que le granite, c'est que gabbro et granite sont contemporains. Le fait que du gabbro soit entouré de granite formant parfois de fines couches de granite montre que le magma granitique était encore (au moins partiellement) liquide quand il a enclavé le gabbro. Le fait que des éléments du granite (des orthoses et des quartz) soient enclavés dans du gabbro (et en déséquilibre avec lui) montre que le magma gabbroïque était encore (au moins partiellement) liquide quand feldspaths et quartz du granite se sont introduit mécaniquement en son sein.

Magma granitique acide et magma gabbroïque basique étaient donc liquides (ou partiellement liquides) en même temps. De densité et de viscosité assez différentes, ils se sont très peu mélangés.

On peut alors interpréter cet affleurement de la façon suivante. Un magma granitique, quelle qu'en soit l'origine, était en train de cristalliser en profondeur. Des orthoses et quelques rares quartz étaient déjà cristallisés et l'ensemble correspondait à une « bouillie cristalline » (un mush suivant le vocabulaire géologique officiel). Dans cette bouillie cristalline acide encore partiellement liquide est arrivé un magma basique. La température de solidification d'un magma basique est d'environ 1100°C ; celle d'un magma acide est d'environ 700°C. Le magma basique arrivant dans un liquide « froid » (pour lui) a donc (relativement) rapidement cristallisé (d'où la taille réduite des cristaux du gabbro), sans se mélanger au magma acide, mais en englobant à son contact quelques phénocristaux déjà cristallisés. Les orthoses déjà cristallisées ont très provisoirement continué à croître dans le magma basique, mais en changeant de composition, pour passer d'une composition potassique à une composition calco-sodique (auréoles de plagioclase). Les quartz (déjà solides, ou sous forme de goutelettes encore liquides) ont réagi avec le magma basique et se sont « blindés » d'une auréole de pyroxène.

On peut aussi proposer une interprétation expliquant la forme en boules du gabbro au contact gabbro/granite. Que fait un magma quand il arrive dans un liquide froid ? Tout le monde le sait, quand ce liquide froid est de l'eau de mer. Cela fait des pillows lava ! Il se passe la même chose pour de nombreux liquides chauds (= liquide 1) que l'on fait couler dans un liquide froid (= liquide 2), c'est-à-dire à une température inférieure à la température de cristallisation du luiquide &. C'est par exemple le cas du soufre fondu (liquide 1) qui coule dans de l'eau froide (liquide 2). Il pourrait s'agir ici d'un phénomène « analogue ». Le magma basique correspondant au liquide 1 (chaud) et le magma acide correspondant au liquide 2 (« froid »). En montrant cet affleurement à mes élèves, j'ai inventé le terme de « pillows gabbro », qui n'a bien sûr rien d'officiel, mais qui veut bien dire ce qu'il veut dire. On a pu montrer que la majorité des enclaves basiques présentes dans de nombreux granites avaient cette origine : arrivée et dispersion d'une petite quantité de magma basique (plus petite qu'à Ploumanac'h) au sein d'un magma acide.

On ne peut s'empêcher de comparer cette morphologie de « pillows gabbro » entourés de granite à celle de pillows lava de basalte entourés de sédiments marins. C'est ce qu'on peut voir en restant en Bretagne à la pointe de Lostmarc'h (presqu'île de Crozon, Finistère) où un volcanisme basaltique sous-marin d'âge ordovicien a engendré une morphologie très convergente avec celle des « pillows gabbro » de Sainte Anne, les pillows de basalte remplaçant pillows de gabbro, et du calcaire marin blanc remplaçant le granite.

Figure 11. Pillows lava basaltiques de la ponte de Lostmarc'h, Presqu'île de Crozon (Finistère)

Pillows lava basaltiques de la ponte de Lostmarc'h, Presqu'île de Crozon (Finistère)

Il s'agit du résultat d'un volcanisme sous-marin ordovicien, les coulées basaltiques s'étant épanchées sur un fond marin recouvert d'une boue calcaire non encore consolidée. Après diagenèse, les pillows basaltiques sombres sont entourés de calcaire blanc, ce qui ressemble « remarquablement » aux « pillows gabbro » entourés de granite de la baie de Sainte Anne.


Figure 12. Pillows lava basaltiques de la ponte de Lostmarc'h, Presqu'île de Crozon (Finistère)

Pillows lava basaltiques de la ponte de Lostmarc'h, Presqu'île de Crozon (Finistère)

Il s'agit du résultat d'un volcanisme sous-marin ordovicien, les coulées basaltiques s'étant épanchées sur un fond marin recouvert d'une boue calcaire non encore consolidée. Après diagenèse, les pillows basaltiques sombres sont entourés de calcaire blanc, ce qui ressemble « remarquablement » aux « pillows gabbro » entourés de granite de la baie de Sainte Anne.


Figure 13. Pillows lava basaltiques de la ponte de Lostmarc'h, Presqu'île de Crozon (Finistère)

Pillows lava basaltiques de la ponte de Lostmarc'h, Presqu'île de Crozon (Finistère)

Il s'agit du résultat d'un volcanisme sous-marin ordovicien, les coulées basaltiques s'étant épanchées sur un fond marin recouvert d'une boue calcaire non encore consolidée. Après diagenèse, les pillows basaltiques sombres sont entourés de calcaire blanc, ce qui ressemble « remarquablement » aux « pillows gabbro » entourés de granite de la baie de Sainte Anne.


Figure 14. Localisation des pillows gabbro de Sainte Anne (Côtes d'Armor)

Localisation des pillows gabbro de Sainte Anne (Côtes d'Armor)

Figure 15. Localisation des pillows lava de Lostmarc'h (Finistère)

Localisation des pillows lava de Lostmarc'h (Finistère)