Les tourmalines des gigastructures dendromorphes tectonisées du granite du Monte Capanne, ile d'Elbe (Italie) et leurs équivalents normaux en Namibie

La granodiorite du Monte Capanne appartient à la province magmatique de Toscane, province magmatique mio-plio-quaternaire dont l'origine est très complexe et sera (très rapidement) développée la semaine prochaine. Ce magmatisme s'est mis en place dans un contexte d'extension, extension à la fois en situation intra-collisionnelle et en situation d'arrière-arc. Indépendamment de la question de l'origine de ce magmatisme, les sept figures qui précèdent et qui montrent une giga-structure dendromorphe composée de tourmaline posent une triple question.

Ce qu'on appelle classiquement « tourmaline » correspond à une famille de cyclosilicates cristallisant dans le système trigonal et de chimie complexe. La tourmaline peut héberger dans son réseau cristallin de nombreux cations, dont Ca²⁺, Na⁺, K⁺, Mg²⁺, Al³⁺, Fe^2+/3+, Mn²⁺, Ti²⁺… Elle contient des groupements OH, et du bore. C'est d'ailleurs le silicate le plus courant contenant du bore. La tourmaline est généralement noire, mais il en existe des variétés colorées, notamment en vert et/ou rose (elbaïte, rubellite ) utilisées en bijouterie, décoration… (cf. Les vitraux d'agate et de tourmaline de la cathédrale de Zurich (Suisse), figures 20 à 25). Elle forme souvent des cristaux en forme de baguettes. C'est un minéral accessoire dans certains granites, mais est fréquente dans les aplites et les pegmatites (cf. Quelques échantillons de pegmatites extraordinaires, figures 2 et 3).

Au niveau des carrières de San Piero in Campo, la granodiorite est parcourue de très fin (0,5 à 1,5 cm) filons aplo-pegmatitiques. Les bordures de ces filons sont faites de quartz et de feldspath, le cœur de tourmaline. La tourmaline présente au cœur des filons correspondrait à la cristallisation des derniers fluides, les plus riches en eau et en bore (élément hygromagmaphiles). Les faces planes riches en tourmaline visibles dans les carrières correspondent à de tels filons ouverts par l'exploitation de la carrière juste en leur milieu, dans la zone riche en tourmaline.

En géologie, les dendrites correspondent à des cristallisations d'oxydes (en général d'oxyde de manganèse, MnO₂) en forme d'arborescences (d'où leur nom) qui se développent dans des fractures ou des joints de stratification, cf. Dendrites d'oxyde de manganèse (MnO₂) dans les calcaires de Cerin (Ain) et Les relations dendrites / fossiles dans les calcaires lithographiques kimméridgiens de Cerin (Ain). Très souvent, ces structures sont confondues avec des fossiles de végétaux par des étudiants débutants. Ces structures sont des figures classiques de croissance cristalline orientée. Cette orientation peut avoir plusieurs origines, non incompatibles. Ces structures sont orientées parce que croissant à partir d'un point de nucléation, orientées à cause d'un mouvement du fluide parcourant la fracture où elles poussent, orientées par un gradient de concentration (en manganèse dans le cas des dendrites classiques).

Dans le cas de la structure dendromorphe de San Piero in Campo, on pourrait proposer que cette morphologie soit due à un mouvement du magma aplo-pegmatitique de la gauche vers la droite, ou à un gradient de concentration en bore, concentration plus importante à gauche qu'à droite.

La troisième question posée par cet affleurement correspond à la disposition de la tourmaline qui semble dessiner des amas allongés et des trainées noires quasi-verticales. On voit ces “trainées verticales” de tourmaline aussi bien sur la plan majeur des figures précédentes que sur d'autre plans visibles dans la carrière, plans plus petits et qui ne montrent pas tous cette structure dendromorphe. Un examen de ces trainées permet de proposer l'origine suivante. Pendant (ou juste après) les phases terminales de l'épisode aplo-pegmatitique, pendant (ou juste après) que cristallisaient les derniers minéraux (la tourmaline), une extension faisait jouer ces étroits filons en faille normale. Ce mouvement orientait la croissance cristalline des tourmalines et/ou réorientait des tourmalines venant de cristalliser.

Ces carrières de San Piero In Campo correspondent donc à un véritable « musée » de la cristallisation des filons aplo-pegmatitiques, cristallisations à croissance parfois orientée, cristallisation parfois plus ou moins syn-cimématiques.

Si ces étroits filons aplo-pegmatitiques à tourmaline présentant des structures dendromorphes et syncinématiques sont assez exceptionnels (je n'en ai vu qu'une seule fois en 66 ans), de tels filons, mais sans structure particulière, sont assez fréquents.

La semaine dernière, nous avons vu des structures morphologiques (dues à l'altération et à l'érosion) affectant des granites d'âge crétacé en Namibie (cf. Arches, mais aussi boules, diaclases et peintures rupestres, dans le massif granitique crétacé du Spitzkoppe, Namibie). Ces granites namibiens contiennent de nombreux filons similaires, mais sans structures particulière. En témoignent les sept photographies suivantes prises dans le site appelé Bull's Party (qu'on peut traduire, au vu du site, en « fête des boules », « boules » étant pris au sens de « couilles de taureau » – bull), au sein du granite namibien de l'Erongo.

Tous les filons étroits à tourmaline ne sont pas verticaux dans le granite de l'Erongo ; il y en a qui sont horizontaux, filons qu'on pourrait appeler sills (cf. Sills basaltiques dans les vallées du massif du Piton des Neiges, île de La Réunion). Les quatre photographies suivantes correspondent à des zooms sur le cœur de l'un de ces filons, cœur vu « à plat ». On voit à quoi ressemble l'intérieur de ces filons quand il n'y a pas, contrairement à ce qui se passe à l'ile d'Elbe, d'orientation particulière due soit à une croissance cristalline orientée soit à une déformation.

Toutes les photographies de P. Thomas de cet article ont été prises lors de deux excursions géologiques organisées par le CBGA(lien externe - nouvelle fenêtre)↗ (Centre briançonnais de géologie alpine) et encadrée par Jean-Pierre Bouillin (Université Grenoble Alpes) pour l'ile d'Elbe, et par Olivier Dauteuil (Université de Rennes) pour la Namibie.