Filons de pegmatite en Bretagne et en Himalaya

Pierre Thomas

Laboratoire de Géologie de Lyon / ENS Lyon

Olivier Dequincey

ENS Lyon / DGESCO

30/04/2018

Résumé

Pegmatites périgranitiques dans des chaines de collision ancienne (à Plougoulm, Roscoff et Ploumanac'h) et actuelle (Ladakh, vallée de l'Indus).


Figure 1. Réseau de filons de pegmatite recoupant un granite breton, le granite de Brignogan-Plouescat, rochers de Toul al Nouch, Plougoulm, Finistère

Le marteau au centre de la photo donne l'échelle.


Figure 2. Détail du réseau de filon de pegmatite des rochers de Toul al Nouch, Plougoulm, Finistère

Le marteau donne l'échelle.


Figure 3. Détail sur un filon de pegmatite, rochers de Toul al Nouch, Plougoulm, Finistère

Les cristaux sont plus gros au centre du filon qu'en périphérie. On voit très bien la différence entre le quartz gris et les feldspaths blancs.


Figure 4. Détail sur un filon de pegmatite, rochers de Toul al Nouch, Plougoulm, Finistère

Les cristaux sont plus gros au centre du filon qu'en périphérie. On voit très bien la différence entre le quartz gris et les feldspaths blancs.


La côte Nord de Bretagne est très riche en pegmatites, en particulier la région connue sous le nom de district aplito-pegmatitique de Plougoulm-Roscoff.

Rappelons qu'aplites et pegmatites sont des roches magmatiques essentiellement filoniennes, à petits cristaux (plus petits que ceux d'un granite classique) pour les aplites, et à gros cristaux (plus gros que ceux d'un granite classique) pour les pegmatites. Si la petite taille des cristaux d'aplite est sans doute due à une cristallisation rapide, ce qui est normal dans un filon étroit qui se refroidit vite, la grande taille des cristaux des pegmatites ne vient pas d'un refroidissement lent. Aplites et pegmatites correspondent la plupart du temps aux derniers liquides résiduels subsistant en toute fin cristallisation d'un magma granitique. Dans le cas des pegmatites, la très forte teneur en eau dissoute dans le magma constitué de silicates fondus favorise la diffusion des ions dans le magma et provoque cette “anomalie” de cristallisation avec formation de cristaux peu nombreux mais de grande taille.

Imaginons par exemple qu'un premier petit cristal d'orthose (feldspath potassique) apparaisse dans le magma en cours de refroidissement. En cristallisant, ce premier cristal d‘orthose a incorporé la majorité du potassium qui se trouvait dans le magma à son voisinage immédiat. Le magma perdant encore de la chaleur au cours du temps, de l'orthose va continuer à cristalliser. Il y a alors compétition entre deux solutions possibles. Si les ions potassium sont peu mobiles et circulent mal dans le magma, le premier cristal d'orthose ne pourra pas grandir, faute de potassium présent dans les environs, et ce sera un nouveau cristal d'orthose qui cristallisera à quelque distance du premier (quelques millimètres, voire moins), là où il y a abondance de potassium dans le magma. Si, au contraire, les ions potassium sont mobiles et circulent bien dans le magma, le premier cristal pourra grandir car il pourra incorporer tout le potassium présent à des centimètres à la ronde, ce qui empêchera par là-même la cristallisation de nouveau cristaux dans les environs. Ce qui est vrai pour le potassium l'est aussi pour tous les autres ions (sodium, calcium, fer…). Un magma granitique très riche en eau dissoute dans le bain silicaté cristallisera donc sous forme de cristaux peu nombreux mais de grande taille.

Dernièrement, nous avons vu des coupes polies effectuées dans des filons, coupes polies servant à décorer des halls d'aéroport, à constituer des tables de bar, et à aménager des… urinoirs (cf. Pegmatites polies d'Afrique australe (Namibie et Afrique du Sud) ). Cette semaine nous vous montrons des filons de pegmatite dans leur environnement, dans le Massif Armoricain (figures 1 à 13) et en Himalaya (figures 14 à 21).

Figure 5. Filon de pegmatite extrêmement étroit recoupant un granite, environs de Roscoff, Finistère

Ce filon est majoritairement constitué de quartz (gris) mais contient quand même quelques feldspaths. Un filon purement quartzeux ne serait pas un filon magmatique, mais un filon hydrothermal, dû à la circulation (dans une fracture) d'eau supercritique saturée en silice dissoute. Cet étroit filon de Roscoff serait dans un domaine “frontière”, intermédiaire entre un magma silicaté saturé en eau (donnant une pegmatite) et une solution aqueuse saturée en silice (donnant un filon de quartz).


Figure 6. Détail d'un filon de pegmatite extrêmement étroit recoupant un granite, environs de Roscoff, Finistère

Ce filon est majoritairement constitué de quartz (gris) mais contient quand même quelques feldspaths. Un filon purement quartzeux ne serait pas un filon magmatique, mais un filon hydrothermal, dû à la circulation (dans une fracture) d'eau supercritique saturée en silice dissoute. Cet étroit filon de Roscoff serait dans un domaine “frontière”, intermédiaire entre un magma silicaté saturé en eau (donnant une pegmatite) et une solution aqueuse saturée en silice (donnant un filon de quartz).


Figure 7. Détail d'un filon de pegmatite extrêmement étroit recoupant un granite, environs de Roscoff, Finistère

Ce filon est majoritairement constitué de quartz (gris) mais contient quand même quelques feldspaths. Un filon purement quartzeux ne serait pas un filon magmatique, mais un filon hydrothermal, dû à la circulation (dans une fracture) d'eau supercritique saturée en silice dissoute. Cet étroit filon de Roscoff serait dans un domaine “frontière”, intermédiaire entre un magma silicaté saturé en eau (donnant une pegmatite) et une solution aqueuse saturée en silice (donnant un filon de quartz).


Figure 8. Filon de pegmatite recoupant l'encaissant “sédimentaire” (en fait constitué de cornéennes) du granite de Poumanac'h, ile Millau, Trebeurden, Côtes d'Armor

Le premier plan est constitué de cornéennes, étudiées en détail sur Le contact Sud du granite de Ploumanac'h sur l'île Milliau, Trébeurden (Côtes d'Armor) .

Le second plan est constitué du granite de Ploumanac'h. Le contact granite/encaissant (étudié en détail dans Métamorphisme et tectonique dans l'encaissant du granite de Ploumanac'h, île Milliau, Trébeurden, Côtes d'Armor ), invisible ici, se situe sous les gros blocs arrondis au sommet de l'estran.


Figure 9. Vue d'ensemble d'un filon de pegmatite recoupant un contact granite/encaissant visible au premier plan

Un autre contact (celui détaillé dans Métamorphisme et tectonique dans l'encaissant du granite de Ploumanac'h, île Milliau, Trébeurden, Côtes d'Armor ) est visible au second plan. Les 2 prochaines images détailleront ce filon de pegmatite du premier plan.




Figure 12. Vue aérienne de la côte Sud de l'ile Millau, Trébeurden, Côtes d'Armor

L'ile elle-même est constituée de granite (le granite de Ploumanac'h). L'estran Sud est constitué de l'encaissant sédimentaire transformé en cornéenne. On voit très bien les nombreux filons de pegmatite recoupant cet encaissant.



La Bretagne et les autres massifs anciens français montrent de beaux filons de pegmatite. Le problème, c'est que Massif Armoricain, Massif Central… sont pénéplanés et qu'on manque de relief et de recul pour apprécier l'ampleur des cortèges filoniens pegmatitiques périgranitiques (même si la vue aérienne de la figure 12 laisse deviner l'ampleur des filons). Quand elles sont riches en granites, les chaines de subductions et/ou de collision actuelles, aux hautes montagnes et aux vallées profondes, n'ont pas cet inconvénient. L'amplitude des dénivelés y permet d'apprécier l'importance du cortège filonien périgranitique, cortège filonien riche en filons de pegmatite (mais aussi vraisemblablement en filons hydrothermaux non magmatiques comme des filons de quartz, de barytine…, pas faciles à distinguer les uns des autres vus de loin).

Nous vous montrons deux secteurs de l'Himalaya (Ladakh indien) avec des vallées riches en pegmatite, vallées dont les fonds sont à environ 4000 m d'altitude et bordées de montagnes culminant à plus de 6000 m : le secteur de Tangtse (pegmatite-Tangtse.kmz) et le secteur de la haute vallée de l'Indus (pegmatite-Indus.kmz). Les granites de ces secteurs font parties du complexe granitique du Karakoram, dont les nombreux granites ont des âges s'échelonnant entre 50 et 13 Ma (Éocène à Miocène).

Figure 14. Vue de la rive gauche (Est) de la vallée de l'Indus, 5 km en amont du village de Tangtse

Le tiers droit de la montagne qui domine la vallée (de couleur rosée) est constitué de granite. Les deux tiers qauches sont constitués de l'encaissant, de natures variées. Le contact granite/encaissant est masqué par une coulée d'éboulis. L'encaissant situé entre le granite rose et une masse de terrain très sombre à gauche est entrelardé de multiples filons de pegmatite. La route et les deux chevaux qu'on voit à l'extrême gauche de la photo permettent d'apprécier l'ampleur de cette vallée. Le fond de la vallée est à 3990 m d'altitude. Le sommet de la montagne au centre de l'image est à 4900 m.

Localisation avec le fichier pegmatite-Tangtse.kmz.


Figure 15. Zoom sur la partie la plus riche en filons de pegmatite de la photo précédente, vallée de l'Indus

Google Earth permet de mesurer l'épaisseur de cette “bande” très riche en filons à environ 110 m. Cela permet d'estimer l'épaisseur de la majorité des filons entre 1 et 5 m.


Figure 16. Gros plans sur des filons de pegmatite du même secteur, mais situés sur le bord de la route visible sur la gauche de la figure 14, vallée de l'Indus

L'échelle est donnée par les touffes d'herbe. Les gros cristaux de la pegmatite sont visibles sur la figure suivante.


Figure 17. Gros plans sur des filons de pegmatite de la figure précédente, vallée de l'Indus

L'échelle est donnée par les touffes d'herbe.


Figure 18. Vue de la rive droite de la haute vallée de l'Indus (rivière visible à gauche)

Tout le versant de la montagne formant l'arrière-plan (environ 500 m de dénivelé d'après Google Earth ) est recoupée de multiples filons de pegmatite. Localisation avec le fichier pegmatite-Indus.kmz.


Figure 19. Zooms sur les filons de pegmatites de la haute vallée de l'Indus

Détail de la photo ci-dessus.


Figure 20. Zooms sur les filons de pegmatites de la haute vallée de l'Indus

Détail de la photo ci-dessus.




Vous pouvez voir d'autres filons de pegmatite un peu “spéciaux”, soit par leur structure (cf. Croissance cristalline atypique dans un filon de pegmatite, Plage de la Mine, Piriac-sur-Mer (Loire Atlantique) ), soit pour leur localisation dans des sites prestigieux (cf. Le Mont Rushmore (Dakota du Sud, USA) : la base d'une intrusion granitique, des filons de pegmatites et quatre présidents ).