Mots clés : staurotide, macle, grenat, andalousite, métamorphisme
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Les staurotides du massif des Maures (Var) et de la vallée de l'Ével (Morbihan)

Pierre Thomas

Laboratoire de Géologie de Lyon / ENS Lyon

Olivier Dequincey

ENS Lyon / DGESCO

04/11/2019

Résumé

Prismes et macles (croix de Malte et croix de Saint André) de staurotide, association avec grenat et andalousite en contexte métamorphique de collision.


Figure 1. Baguette de staurotide sur la surface d'un rocher de micaschiste, plage du Rayol, commune du Rayol-Canadel-sur-Mer, Var

Baguette de staurotide sur la surface d'un rocher de micaschiste, plage du Rayol, commune du Rayol-Canadel-sur-Mer, Var

Les cristaux de staurotide [(Fe,Mg)1,5-2Al9(SiO4)4O6(O,OH)2], minéral moins altérable-érodable que les biotites et muscovites constituant la majorité de la masse du micaschiste, sont mis en relief par l'érosion marine.

Localisation par fichier kmz de la plage du Rayol (Var).


Figure 2. Zoom arrière sur les micaschistes à staurotide de la plage du Rayol, Var

Zoom arrière sur les micaschistes à staurotide de la plage du Rayol, Var

La staurotide [(Fe,Mg)1,5-2Al9(SiO4)4O6(O,OH)2] est un silicate de métamorphisme classique dans les séries métapélitiques (alumineuses) de basse pression - haute température et de moyenne pression - moyenne température. Elle est de ce fait assez souvent associée à l'andalousite, à la sillimanite ou au disthène. Elle cristallise dans le système monoclinique. Elle forme des prismes à base losangique, souvent maclés en croix. Elle est le plus souvent de couleur brune à rougeâtre, avec des cassures irrégulières. Les cristaux peuvent être de grande taille (plusieurs centimètres) et sont recherchés pas les minéralogistes, amateurs, enseignants mais aussi, hélas, vendeurs et “commerçants”. Deux régions françaises sont célèbres pour leurs staurotides : les Maures, fragment de socle hercynien intégré à la chaine pyrénéo-provençale par la tectonique cénozoïque, et la Bretagne, également d'âge hercynien. La géologie du massif des Maures est détaillée dans une Présentation de la géologie régionale du Var : le massif hercynien des Maures et de Tanneron

. Nous vous montrons 16 photographies d'affleurements et d'échantillons des Maures, et 6 photographies d'échantillons de la vallée de l'Ével, dans le secteur de Baud (Morbihan). J'ai ramassé tous ces échantillons (sauf celui des figures 23 et 24 qui m'a été donné) sans dégrader les affleurements (sans donner un coup de marteau) mais en ramassant des pierres dégagées par la mer ou par des travaux de réfections de chemins forestiers, d'adduction d'eau… Ces affleurements sont trop beaux et pas si fréquents que cela pour être dégradés. Certains de ces échantillons sont maintenant dans la collection de l'ENS de Lyon.

Figure 3. Vue de la plage du Rayol, commune du Rayol-Canadel-sur-Mer (Var)

Vue de la plage du Rayol, commune du Rayol-Canadel-sur-Mer (Var)

Les photos viennent de la limite entre les rochers et le sable.


Figure 4. Rochers en limite supérieure de la plage du Rayol (Var)

Rochers en limite supérieure de la plage du Rayol (Var)

Ces rochers sont principalement constitués de micaschistes à staurotide et de lentilles de quartz d'exsudation, quartz “déposés” dans la schistosité par les eaux supercritiques “dégagées” par les réactions métamorphiques, eaux chargées de substances dissoutes dont beaucoup de silice. Les baguettes de staurotide sont bien visibles sur la schistosité.


Figure 5. Vue rapprochée sur les rochers en limite supérieure de la plage du Rayol (Var)

Vue rapprochée sur les rochers en limite supérieure de la plage du Rayol (Var)

Ces rochers sont principalement constitués de micaschistes à staurotide et de lentilles de quartz d'exsudation, quartz “déposés” dans la schistosité par les eaux supercritiques “dégagées” par les réactions métamorphiques, eaux chargées de substances dissoutes dont beaucoup de silice. Les baguettes de staurotide sont bien visibles sur la schistosité.


Figure 6. Gros plan sur la dalle à staurotides de la figure précédente, plage du Rayol (Var)

Gros plan sur la dalle à staurotides de la figure précédente, plage du Rayol (Var)

En plus des baguettes de staurotide, on remarque la présence de grenats eux aussi de belle taille, de même couleur que la staurotide mais d'aspect beaucoup plus globulaire.


Figure 7. Sable rouge riche en grenat et saurotide sur la plage du Rayol (Var)

Sable rouge riche en grenat et saurotide sur la plage du Rayol (Var)

Ces minéraux, peu altérables et denses sont localement concentrés par les courants dus au déferlement des vagues.

C'est ce qu'on voit en plus grand à la plage des Sables Rouges de l'ile de Groix (cf Les plages de l'ile de Groix (Morbihan) : plage convexe, sables à grenats, dynamique sédimentaire et climatique, processus d'altération / érosion côtière), et en encore plus grand sur certaines côtes namibiennes (cf. Les plages et les dunes riches en grenats de la côte namibienne).


Figure 8. Lentille de quartz d'exsudation, quartz “déposés” dans la schistosité des micaschistes par les eaux supercritiques “dégagées” par les réactions métamorphiques et riches en silice dissoutes

Lentille de quartz d'exsudation, quartz “déposés” dans la schistosité des micaschistes par les eaux supercritiques “dégagées” par les réactions métamorphiques et riches en silice dissoutes

En plus du quartz très dominant, cette lentille d'exsudation contient des “amas” et “agrégats” d'un minéral rose : de l'andalousite. Si cette andalousite des lentilles est contemporaine de la cristallisation des staurotides (elle pourrait être plus tardive), alors le métamorphisme générateur de staurotide dans de ce secteur des Maures est un métamorphisme basse pression - haute température (cf. figure 30). Des galets riches en andalousite peuvent se trouver sur ces plages des Maures (cf. Andalousite (Galet d'andalousite)).


Figure 9. Gros plans sur une lentille de quartz d'exsudation à andalousite dans la schistosité des micaschistes de la plage de Rayol (Var)

Gros plans sur une lentille de quartz d'exsudation à andalousite dans la schistosité des micaschistes de la plage de Rayol (Var)

En plus du quartz très dominant, cette lentille d'exsudation contient des “amas” et “agrégats” d'un minéral rose : de l'andalousite. Si cette andalousite des lentilles est contemporaine de la cristallisation des staurotides (elle pourrait être plus tardive), alors le métamorphisme générateur de staurotide dans de ce secteur des Maures est un métamorphisme basse pression - haute température (cf. figure 30). Des galets riches en andalousite peuvent se trouver sur ces plages des Maures (cf. Andalousite (Galet d'andalousite)).


Si on n'aime pas les plages surpeuplées, on peut se promener dans l'arrière-pays et voir d'aussi belles staurotides et des paysages encore plus beaux.

Figure 10. Affleurement de micaschistes à staurotide et grenat, col du Canadel (Var)

Affleurement de micaschistes à staurotide et grenat, col du Canadel (Var)

Localisation par fichier kmz du col du Canadel (Var).


Figure 11. Micaschistes à staurotide et grenat, col du Canadel (Var)

Micaschistes à staurotide et grenat, col du Canadel (Var)

Figure 12. Zoom sur des micaschistes à staurotide et grenat, col du Canadel (Var)

Zoom sur des micaschistes à staurotide et grenat, col du Canadel (Var)

Figure 13. Échantillon de micaschiste à staurotide ramassé dans les années 1985-1995 dans des chemins forestiers et des pistes de lutte contre les incendies de forêt du secteur du col du Canadel

Échantillon de micaschiste à staurotide ramassé dans les années 1985-1995 dans des chemins forestiers et des pistes de lutte contre les incendies de forêt du secteur du col du Canadel

La forme et la taille des prismes de staurotide sont remarquables. D'autres photos d'échantillons et des lames minces de ces micaschistes à staurotide peuvent être vus sur Micaschiste à staurotide.


Figure 14. Détail de l'échantillon de micaschiste à staurotide de la figure précédente

Détail de l'échantillon de micaschiste à staurotide de la figure précédente

La forme et la taille des prismes de staurotide sont remarquables. D'autres photos d'échantillons et des lames minces de ces micaschistes à staurotide peuvent être vus sur Micaschiste à staurotide.


Figure 15. Autre échantillon de micaschiste à staurotide ramassé dans les années 1985-1995 dans des chemins forestiers et des pistes de lutte contre les incendies de forêt du secteur du col du Canadel

Autre échantillon de micaschiste à staurotide ramassé dans les années 1985-1995 dans des chemins forestiers et des pistes de lutte contre les incendies de forêt du secteur du col du Canadel

La forme et la taille des prismes de staurotide sont remarquables. D'autres photos d'échantillons et des lames minces de ces micaschistes à staurotide peuvent être vus sur Micaschiste à staurotide.


Figure 16. Détail de l'échantillon de micaschiste à staurotide de la figure précédente

Détail de l'échantillon de micaschiste à staurotide de la figure précédente

La forme et la taille des prismes de staurotide sont remarquables. D'autres photos d'échantillons et des lames minces de ces micaschistes à staurotide peuvent être vus sur Micaschiste à staurotide.


La notice de la carte géologique au 1/50 000 d'Hyères-Porquerolle décrit ainsi ces micaschistes à minéraux.

Micaschistes à deux micas, micaschistes à minéraux. Ils dérivent d'une série détritique et contiennent des niveaux plus quartzo-feldspathiques, d'autres plus micacés. Ils présentent assez souvent un délit en dalles à surfaces micacées. Développement des minéraux dans certains niveaux. Les grenats peuvent atteindre 1 cm de diamètre, les staurotides peuvent former des baguettes de 5 à 10 cm de long sur 1 cm de large. Développement du disthène en baguettes centimétriques, localement associé à l'andalousite et à la sillimanite.

Si j'ai trouvé de l'andalousite (cf. fig 8 et 9) et du disthène (cf. la semaine prochaine) dans les Maures, je n'y ai pas trouvé de sillimanite visible macroscopiquement, ni récemment sur le terrain, ni dans les échantillons ramenés 30 ans plus tôt. Mais si on en croit la carte géologique, cette région des Maures a pourtant eu une histoire métamorphique complexe, avec recristallisations minérales dans les trois champs de stabilité des trois silicates d'alumine (Al2SiO5). Cristallisations juste au voisinage du point triple, ou passage successif dans les trois domaines, et dans ce cas dans quel ordre ?

La Bretagne est la région française la plus célèbre pour ses cristaux de staurotide, entre autres dans le secteur de la vallée de l'Ével près de Baud (Morbihan). Je n'ai pas de photographie d'affleurement de cette région, mais j'avais ramassé des plaques de micaschistes et des échantillons isolés, il y a plus de 30 ans, et des collègues professeurs de SVT bretons m'ont donné une plaque de micaschistes avec de beaux cristaux dont un bien maclé (figures 23 et 24). Le relief breton assez faible et la végétation abondante rendent les plaques de micaschistes difficiles à trouver et donc à photographier. Par contre, la staurotide étant un minéral très peu altérable, on en trouve de nombreux cristaux isolés et dégagés de leurs micaschistes en se promenant dans les champs juste après les pluies qui suivent les labours.

La carte géologique au 1/50 000 de Bubry décrit ainsi les micaschistes à staurotides de la vallée de l'Ével (Morbihan).

Micaschistes grossiers à silicates d'alumine, paragneiss subordonnés. La série comprend principalement des micaschistes beige argenté, à foliation bien marquée par l'alternance de minces lits micacés et de lits quartzeux. À l'Est de Baud, entre Koet-ar-Puns et Tellené, les cristaux centimétriques de staurotide sont particulièrement abondants et fort répandus dans les champs ; de plus, on y observe aussi parfois du disthène.

Dans ces affleurements en place et surtout en minéraux isolés dans la terre des champs, on trouve de la staurotide en prismes simples mais aussi en macles, macles qui ont fait la célébrité de la Bretagne chez les minéralogistes. Les deux macles les plus fréquentes sont (1) la macle en croix de Malte (ou croix grecque), dite croisette de Bretagne où les deux prismes sont associés perpendiculairement, et (2) la croix de Saint André où les deux prismes sont associés à 120° (cf. figures 28 et 29).

Figure 20. Localisation de la vallée de l'Ével dans le Morbilhan, un des hauts lieux des staurotides bretonnes

Localisation de la vallée de l'Ével dans le Morbilhan, un des hauts lieux des staurotides bretonnes

Localisation par fichier kmz de la vallée de l'Ével (Morbihan).


Figure 21. Extrait de carte géologique d'un secteur de la vallée de l'Ével riche en staurotides

Extrait de carte géologique d'un secteur de la vallée de l'Ével riche en staurotides

Le couvert agricole et végétal explique la rareté des affleurements spectaculaires ou photogéniques.


Figure 22. Vue aérienne d'un secteur de la vallée de l'Ével riche en staurotides

Vue aérienne d'un secteur de la vallée de l'Ével riche en staurotides

Le couvert agricole et végétal explique la rareté des affleurements spectaculaires ou photogéniques.


Figure 23. Dalle de micaschiste à staurotides avec macle en croix de Malte

Dalle de micaschiste à staurotides avec macle en croix de Malte

On observe plus d'une dizaine de cristaux de staurotide, dont quelques prismes isolés parfaits et une très belle macle en croix de Malte, dite croisette de Bretagne en haut à gauche.


Figure 24. Zoom sur le micaschiste à staurotides avec macle en croix de Malte, dite croisette de Bretagne

Zoom sur le micaschiste à staurotides avec macle en croix de Malte, dite croisette de Bretagne

Une très belle macle en croix de Malte, dite croisette de Bretagne à gauche.





Figure 28. Cristaux isolés de staurotides ramassés dans des “champs bretons” après les premières pluies suivant les labours

Cristaux isolés de staurotides ramassés dans des “champs bretons” après les premières pluies suivant les labours

Au centre, cinq prismes isolés à base losangique. En bas, cinq croix de Saint André et deux “variantes”. En haut, huit croisette de Bretagne (macle en croix de Malte, ou croix grecque).



Figure 30. Diagramme pression-température montrant le champ de stabilité de la staurotide

Diagramme pression-température montrant le champ de stabilité de la staurotide

Les séries métamorphiques à staurotide indiquent une température élevée (> 500 à 600°C) dans un contexte de gradient de haute ou moyenne température (contexte de collision). Les observations que j'ai pu faire et les notices des cartes géologiques indiquent, à côté de la staurotide, la présence des trois silicates d'alumine dans les roches des Maures. Soit il y a eu un métamorphisme polyphasé avec un trajet pression-température-temps passant successivement par les trois champs de stabilité, soit la paragenèse de la roche a été acquise au voisinage du point triple vers 600°C et 0,5 GPa. Observations et cartes géologiques du secteur de la vallée de l'Ével n'indiquent que la présence de disthène (histoire géologique plus simples ou observations incomplètes ?).


Figure 31. Localisation du Rayol-Canadel-sur-Mer et de la vallée de l'Ével

Localisation du Rayol-Canadel-sur-Mer et de la vallée de l'Ével

Localisation par fichiers kmz de la plage du Rayol (Var), du col du Canadel (Var) et de la vallée de l'Ével (Morbihan).


Localiser sur la carte interactive (Latitude : 43.1574, Longitude : 6.4622)
Mots clés : staurotide, macle, grenat, andalousite, métamorphisme