L’unité orientale, à l’Est en contact avec le domaine externe, permet d’observer les faciès tectonométamorphiques situés au dessus de l’unité occidentale (Figure III.1). Le contact tectonique entre ces deux unités n’a pas pu être observé directement, mais les observations structurales et cinématiques nous conduisent à enraciner cette unité orientale à l’Ouest de notre secteur d’étude. Les roches étudiées ont principalement été prélevés entre les localités de Quibaxe et Pedra Boa (Annexe II). Il est difficile d’y reconstituer précisément la série, mais dans l’ensemble cette unité est constituée principalement de micaschistes, gneiss avec des intercalations de quartzites, de marbres et d’amphibolites. Seuls les faciès de micaschistes et gneiss ont fait l’objet d’une étude pétrographique.
III.2.A1. Paragneiss 08PC64
Cette lithologie s’observe plus au nord de la coupe principale, dans la localité de Muxiluanda. Une roche de couleur claire satinée, intensément foliée, constituée quartz, plagioclase, grenat, disthène et deux micas + rutile (Figure III.2).
Figure III.2 : Paragneiss 08PC64. A) à l’affleurement et B) lame mince analysée à la microsonde électronique.
Le grenat, de taille souvent centimétrique, est très limpide, de couleur rose et du type almandin (Xalm = 96.6%, Xgrs= 0.7%, Xpy = 2.7%, Xsp =0.6%). Chimiquement, il présente une composition homogène avec une très légère variation de FeO sur les bordures (Figure III.3). Au contact avec la biotite, on observe un léger enrichissement en Fer et une diminution du magnésium (Tableau III-1A – annexe III) ce qui s’accorde avec une chute en pression et/ou aumentation de température pendant le trajet rétrograde.
Figure III.3 : Profil chimique et microphotographie du grenat analysé à microsonde
électronique. Echantillon 08PC64.
Les biotites sont fortement pléochroïques et certaines sont altérées en chlorite. Leur composition est intermédiaire entre celles de l’annite et de la phlogopite (Tableau III-1B – annexe III), avec un rapport Fe/(Fe+Mg) de 0.46-0.48 (Figure III.4). L’ilménite est le produit de la déstabilisation du rutile appartenant à la paragenèse de cette roche. Elle se trouve aussi bien en inclusions dans les cristaux de grenats que dans la matrice.
Figure III.4 : Composition des biotites du gneiss à disthène 08PC64 exprimée dans le
diagramme Fe/(Fe+Mg) versus ∑Al. Annite (Ann), Sidérophyllite (Sdp), Phlogopite (Phl),
Eastonite (Eas). Fe=Fer total – Fe2+ + Fe3+. Les biotites de cet échantillon sont plus ferrifères qu’alumineuses et sont dans le champ Annite-Phlogopite.
Le plagioclase se présente sous forme de plages claires avec des macles polysynthétiques bien définies (An 35-45%). Le disthène est bien préservé, en équilibre avec les autres phases de la paragenèse.
Le mica blanc primaire représente 5 % des constituants de la roche. Il se présente sous la forme de lamelles épaisses se regroupant en lits alternant avec des niveaux de quartz. Nous observons également des cristaux de micas blancs « néoformés » sécants par rapport à la foliation. La composition chimique des clastes de micas blancs et celles des micas
néoformés est identique et ceci peut traduire une homogénéisation ultérieure des systèmes chimiques de ces deux micas blancs.
III.2.A.2. Le micaschiste 08PC24
Ce micaschiste (Figure III.5) est une roche pélitique très alumineuse, ferrifère et magnésienne, constituée essentiellement de quartz, grenat, micas (biotite – muscovite), plagioclase, disthène, staurotide, chlorite et ilménite.
Figure III.5 : L’échantillon 08PC24 – Micaschiste à disthène staurotide. A) Affleurement
altéré en surface et B) la lame mince analysée à la microsonde électronique.
Les grenats de cet échantillon se présentent sous deux formes : la première de grande dimension (1mm à 1.5 cm) avec de nombreuses inclusions (quartz, biotite et ilménite) et la seconde de type coronitique, relativement dépourvue inclusions. Ces grenat sont de type almandin (Xalm = 95.5%, Xgrs= 1.3, Xpyr= 2.8, Xsps= 0.4). Les analyses réalisées sur le cœur et la bordure de ce minéral ne montrent pas de grande variation chimique (Tableau III-2A – annexe III). On notera cependant une augmentation du fer et du rapport Fe/Mg sur la bordure de ce grenat (Figure III.6) qui a nouveau témoignent d’une chute de pression et/ou augmentation de température pendant lle trajet rétrograde. .
Figure III.6 : Profil chimique et microphotographie du grenat 08PC24 analysé à la
microsonde électronique.
La biotite, de couleur verte, a une composition équivalente à celle de l’échantillon précédent (Tableau III-2B – annexe III et Figure III.7).
Figure II.7 : Composition des biotites du micaschiste à disthène staurotide 08PC24 exprimée
dans le diagramme Fe/(Fe+Mg) versus ∑Al. Les biotites de cet échantillon sont plus ferrifères qu’alumineuses et sont dans une gamme de composition intermédiaire entre Phlogopite et Annite.
Le plagioclase se présente sous deux aspects : (1) en grands phénoclastes subautomorphes corrodés, contenant souvent des inclusions de quartz, (2) en phénocristaux de taille modérée subautomorphes généralement allongés parallèlement à la foliation de la roche. Ces cristaux sont souvent très limpides avec développement de mâcles polysynthétiques d’albite. Ces deux types présentent les mêmes compositions chimiques (Tableau III-2A – annexe III).
Le disthène se présente sous la forme de gros cristaux à tendance subautomorphe. Il est en équilibre avec l’ensemble de la paragénèse. La staurotide forme de grandes plages, moulée par la foliation à biotite. Elle est souvent corrodée et riche en inclusions (quartz et biotite). III.2.A.3. L’échantillon 08PC31
Ce micaschiste (Figure III.8) est équivalent à celui étudié précédemment, avec une paragénèse à grenat, biotite, quartz, plagioclase, staurotide, disthène et rutile (± ilménite). De la chlorite et de l’épidote se développent tardivement.
Figure III.8 : L’échantillon 08PC31 – Micaschiste à disthène staurotide. A) affleurement et
B) lame mince analysée à la microsonde électronique.
Les grenats sont de grande taille (3 à 5mm), fracturés et présentent des inclusions de quartz et de biotite. Ils sont moulés par la schistosité S1 et ne montrent pas de microstructures internes.
L’analyse chimique (Tableaux III-3A à 3G - annexe III) montre que ces grenats sont du type
almadin, et relativement riche en pyrope (95% ≤ Alm ≤ 98%, 2% ≤ Pyr ≤ 5%).Une traversée
détaillée d’un de ces grenats a été réalisée à la microsonde électronique (Figure III.9). On observe principalement un léger enrichissement en fer de la bordure du grenat corrélé à une faible chute de la teneur en Mg. Les teneurs en calcium et manganèse restent constantes sur toute la section.
Figure III.9 : Profil chimique et microphotographie du grenat 08PC31 analysé à la
microsonde électronique.
La biotite se présente en lamelles allongées automorphes formant des lits marquant la foliation de la roche et moulant les phases quartzo-feldspathiques. Les sections de ces biotites présentent souvent une extinction non uniforme en lumière polarisée, ce qui est expliqué par leur déformation intracristalline ; ces biotites, parfois sous forme de reliques au cœur des grenats et staurotide et parfois associées au disthène, constitueraient des reliques du métamorphisme prograde. Elle est brune et fortement pléochroïque. Elle forme généralement des amas, en association avec l’épidote. Elle contient de nombreuses inclusions de zircon, sphène et apatite. Localement, la biotite est partiellement ou entièrement chloritisée. Dans ce denier cas, on observe des chlorites avec de nombreuses inclusions de minéraux accessoires, zircons en particulier. Le tableau III-3H (annexe III) regroupe quelques analyses de ces biotites obtenues à la microsonde électronique. Elles sont relativement magnésiennes et riches en aluminium. Elles se situent en position intermédiaire entre les pôles phlogopite et annite (Figure III.10).
Le plagioclase est de type albite-oligoclase (An-30%, Tableau III-3I, annexe III), fracturé et altéré parfois en séricite. Il est disposé suivant la foliation S1. Le disthène et la staurotide sont généralement riches en inclusions (quartz et biotite) qui pourraient témoigner d’un stade
prograde du métamorphisme. Des tablettes de disthène et de staurotide dépourvus d’inclusions se trouvent également allongés dans la foliation.
Figure III.10 : Composition des biotites du micaschistes à disthène staurotide 08PC31
exprimée dans le diagramme Fe/(Fe+Mg) versus ∑Al. Les biotites de cet échantillon sont plus
ferrifères qu’alumineuses et sont dans le champ de Phlogopite – Annite.
Quelques cristaux de disthène porphyroblastiques recoupent également la foliation (S1-2), ce qui montre qu’ils ont cristallisé au long des deux phases de déformation. Le rutile se retrouve dans deux habitus. Dans la matrice, il est entouré par une auréole d’ilménite suivant la
réaction de déstabilisation : rutile ilménite. Il se rencontre également indemne de
transformation en inclusions dans le grenat.
L’étude des roches de cette unité orientale reste encore incomplète. Les lames minces étudiées permettent cependant de suggérer l’existence d’au moins deux étapes métamorphiques successives. La première est matérialisée dans les porphyroclastes de grenat qui contiennent des inclusions de biotite et quartz et une foliation oblique par rapport à la foliation principale de la roche. La seconde étape se caractérise par une paragénèse à quartz + mica blanc + grenat + disthène + staurotide ± rutile ± ilménite portée par la foliation principale S1. Ces paragenèses à disthène observées dans l’unité orientale témoignent d’un métamorphisme de type barrovien classique qui a accompagné la phase de déformation majeure D1. Localement, dans les micaschistes, on observe le développement d’une crénulation tardive avec recristallisation partielle des micas.