Amphibolites panafricaines et roches associées

Les principales associations minérales des amphibolites à épidote, amphibolites à grenat, gneiss à amphibole et gneiss à biotite sont consignées dans le tableau ci-dessous.

Tableau XV. Paragenèses des amphibolites panafricaines et roches associées.

Type pétrographique

Paragenèse en inclusion dans le

grenat

Paragenèse principale ^Paragenèse

rétromorphique Amphibolite à grenat Qtz+Pl+Ep+Hbl+Spn (inclusion de rt) Hbl+Pl+Qtz+Grt+Spn±Bt±Ep± Ilm Ep+Qtz / Chl+Carbonates Amphibolite à grenat-clinopyroxène Ep+Hbl+Bt (inclusion de rt) ^{Hbl+Cpx+Grt+Qtz±Pl+Spn} Ep+Cal Amphibolite à épidote Hbl+Pl±Qtz+Spn (rt en inclusion)±Ep Ep+Qtz / Chl+Carbonates

Gneiss à amphibole ^{Hbl+Pl+Qtz+Bt±Grt+Spn±Ep±}

Ilm

Gneiss à biotite ^{Pl+Qtz+Or+Bt+Spn+Ep}

(inclusions d'allanite)

ilménite

magnétite

Les amphibolites à grenat et à grenat-clinopyroxène ─ A la paragenèse principale à hornblende+plagioclase+quartz+sphène peut s’ajouter le clinopyroxène observé dans un échantillon (BOG3), et l’épidote qui peut être très abondante ou au contraire absente. Le grenat a pour caractéristique de contenir en inclusions les minéraux de la paragenèse principale (Hbl, Pl, Qtz, Ep, Spn) suggérant qu’il se développe sur une paragenèse à hornblende + plagioclase + sphène ± épidote. Dans le diagramme Wo-En-Fs (fig. 42a), le clinopyroxène est à la limite des champs diopside-wollastonite avec des valeurs de Wo (0.49– 0.50), En (0.36–0.37) et Fs (0.14) qui varient très peu. Leurs teneurs en CaO sont de 23.55 à 23.91%) et la valeur du XMg est de 0.42. Les teneurs en FeO (10.80-19.01%), MgO (5.07-11.36%) et surtout CaO (10.39-12.30%) des amphiboles montrent que ce sont des amphiboles calciques, essentiellement des tschermakites (fig. 42c, d) mais aussi des pargasites, magnésio-hornblende, voire des ferro-tschermakites et des edenites-pargasites. Leurs valeurs de X_Mg (0.51-0.68) sont assez variables. Les grenats sont des almandins (45.9–63.1%) riches en grossulaire (17.5–38.9%), avec des teneurs variables en pyrope (5.2–24.5%) et faibles en spessartine (0.6–12.6%) comme le montre le diagramme Alm-Pyr-Gro (fig. 42b). Les valeurs de X_Mg (0.09–0.34) sont assez variables. Le grenat peut être zoné comme le montre un exemple de grenat provenant d’une amphibolite de Bibodi (fig. 43). On notera la décroissance des teneurs en grossulaire et spessartine du coeur vers le bord, en opposition avec la variation des teneurs en almandin et pyrope qui augmentent dans la même direction.

Les plagioclases (XAn= 13.9–43.6, XAb = 56.0–95.7, XOr < 0.1) sont l'oligoclase et l'andésine. Les épidotes ont un pourcentage de pistachite variant de 2.12 à 16.15%. Certaines ont un coeur constitué d'allanite métamicte. Les micas ont des compositions situées à la limite biotite-phlogopite dans le diagramme de classification (fig. 42e) avec des XMg variant de 0.47 à 0.59. Les phlogopites qui appartiennent toutes à l'échantillon PN3, ont un XMg qui varie de 0.63 à 0.68. Les teneurs en TiO2 sont un peu plus élevées dans les biotites (1.55 à 2.14%) que dans les phlogopites (1.40-1.82%), mais la différence reste peu significative. Les chlorites correspondent à la chamosite (XMg = 0.62–0.65%) et au clinochlore (XMg = 0.29–0.37) (Deer et al., 1992). Les valeurs de Si et Altot sont respectivement de 5.25–5.26 et de 5.62–5.75 pour les clinochlores et de 5.39–5.65 et de 4.99–5.37 pour les chamosites. La calcite renferme 58.60% de CaO et contient un peu de MgO (1.33%). Le rutile est constitué de 98.83% de TiO₂. Le sphène est constitué de 38.11 à 39.26 % de TiO₂ et de 28.06 à 28.95% de CaO.

Figure 41. Microphotographies des amphibolites panafricaines et roches associées. (a) Assemblage à

hornblende, plagioclase, épidote et quartz dans une amphibolite à grenat de Bibodi ; noter les quartz en rubans marquant la foliation. (b) Biotite marquant la foliation dans une amphibolite à grenat de Mamb Kéllé ; la texture suggère que la biotite apparaît postérieurement à la hornblende, mais les deux phases sont en équilibre. (c) Inclusions de hornblende et épidote dans un grenat des amphibolites à grenat de Bibodi. (d) Couronne de plagioclase autour du grenat dans une amphibolite à grenat de Mamb Kéllé ; à noter le sphène qui est associé à la couronne d'oligoclase. (e) Inclusions de biotite dans un grenat dans un gneiss à amphibole de Boga. (f) Schistosité marquée par l'amphibole et la biotite et développement de la biotite aux dépens de l'amphibole dans un gneiss à amphibole de Ngog Bassong.

Les amphibolites à épidote ─ La paragenèse principale est à hornblende + plagioclase + quartz + sphène + épidote, auxquels peut s’ajouter la biotite. Les amphiboles correspondent à des tschermakites, des magnésio-hornblendes et des pargasites avec un échantillon qui tombe dans le champ de l'actinote (fig. 42c, d). Elles sont magnésiennes (XMg = 0.53–0.77). Les biotites sont magnésiennes (XMg = 0.54–0.65) et se situent à la limite biotite-phlogopite dans le diagramme XFe-Si (fig. 42e). Elles ne diffèrent donc pas de celles des amphibolites à grenat. Les teneurs en TiO2 (1.13–2.87%) des biotites des amphibolites à épidote sont légèrement plus élevées que celles des biotites des amphibolites à grenat (1.55–2.14%). Les plagioclases (XAn = 0.14-0.28, XAb = 0.71–0.86, XOr < 0.01) sont des oligoclases. Seul l'échantillon MK6 renferme en plus des oligoclases, une albite (XAn = 0.04, XAb = 0.96, XOr < 0.005).

Les gneiss à amphibole ─ La paragenèse principale est à hornblende+plagioclase+quartz auxquels peuvent être associés le grenat, la biotite, le sphène et l’épidote. Cette dernière se présente en petits cristaux inclus dans le grenat, mais aussi en baguettes subautomorphes tardives formant une symplectite avec le quartz. La chimie des minéraux dans les gneiss à amphibole à été faite sur les minéraux suivants : grenat, amphibole, biotite, plagioclase, épidote, sphène et apatite. Les grenats sont des almandins (50.3–58.3%) riches en grossulaire (20.8–32.7%) et pyrope (10.9–14.1%) et pauvres en spessartine (3.7–6.9%) et andradite (0.2– 1.6%) (fig. 40b). Leurs XMg varient de 0.17 à 0.20.

Les amphiboles sont riches en CaO (11.01–11.89%) et moyennement riches en FeO (14.61– 16.44%) et MgO (9.45–10.75%). Ce sont des tschermakites et des pargasites auxquelles est associée une magnésio-hornblende (fig. 42c, d). Leurs XMg varient de 0.55 à 0.70. Les biotites ont des pourcentages en FeO (16.30–17.31%) et MgO (12.04–12.60%) qui varient peu avec des XMg de 0.56 à 0.57 (fig. 42e). Les teneurs en TiO2 sont moyennes (2.37–2.60%). Les plagioclases (XAn = 0.17–0.32, XAb = 0.68–0.83, XOr < 0.01) sont des oligoclases et des andésines. Les épidotes sont presque toutes zonées. Le profil réalisé dans une épidote de l'échantillon NS2 (Nsimé-Kellé ; fig. 44) montre du bord vers le coeur une augmentation de SiO₂ et Al₂O₃ et une diminution de CaO et MnO. Pour le CaO, on note plutôt un appauvrissement dans la partie intermédiaire et un enrichissement au bord et au coeur de l'épidote. La proportion de pistachite varie de 15.9 à 20.0%. L'apatite contient 55.58% de CaO et 3.68% de fluor.

Figure 42. Composition chimique des minéraux essentiels des amphibolites, gneiss à amphibole et gneiss à

biotite panafricaines dans différents diagrammes de nomenclatures des minéraux. (a) diagramme En-Wo-Fs (Morimoto et al., 1988); (b) diagramme Pyr-Alm-Gro; (c) et (d) classification des amphiboles (Leake et al.,

Figure 43. Profils de zonation dans un cristal de grenat d’une amphibolite à grenat de Bibodi. Les points

correspondent aux impacts du faisceau de la microsonde.

Les gneiss à biotite ─ L'assemblage dominant à plagioclase + quartz + orthose + biotite + épidote + sphène. Les biotites sont faiblement magnésiennes (X_Mg = 0.51–0.54) (fig. 42e). Leurs teneurs en TiO₂ est peu différente de celles des amphibolites de la région d'étude (2.10-2.73%). Les plagioclases (X_An = 0.14–0.18, X_Ab = 0.81–0.86, X_Or < 0.01) sont des oligoclases. Les épidotes contiennent 15.37 à 17.84% de pistachite. L'apatite renferme 55.58% de CaO et 3.38% de fluor.

Figure 44. Profil de zonation d'une épidote dans les gneiss à amphibole de Nsimé-Kellé. Les points