B1. L’unité orientale

C’est une unité qui s’étend sur notre coupe depuis le contact avec le domaine externe jusqu’au secteur de Pedra Boa, à l’Est d’Ucua. Elle est constituée principalement de gneiss et micaschistes avec des intercalations de marbres, quartzites et orthogneiss granodioritiques. La zone est caractérisée pour un métamorphisme de degré variable avec dans les micaschistes des assemblages à biotite-chlorite-micas blancs pour les faciès les moins métamorphiques jusqu’à des assemblages à grenat-biotite-muscovite-disthène-staurotide-rutile.

II.3.B1.a. Lithologies a) Les micaschistes

Ces faciès s’observent au dessus de la zone du contact avec le domaine externe. D’une manière générale ces micaschistes sont constitués de quartz, muscovite, biotite, chlorite et épidote. L’absence de structures résiduelles et le litage donnent à cette roche un caractère paradérivé. En lames mince, on observe la séricitisation des plagioclases et la présence de chlorite comme un minéral prédominant dans la roche. Les micas blancs en petits cristaux sont associés à la chlorite ; il y a quelques grains détritiques d’albite.

b) Les gneiss à biotite-muscovite et chlorite (Figure II.6 E)

Ces gneiss s’observent le mieux dans le secteur de Quibaxe, au point culminant de la coupe. Ils sont caractérisés par une alternance de lits sombres riches en biotite souvent verdâtre et chlorite et de lits clairs quartzo-feldspathiques soulignant une foliation métamorphique subhorizontale à horizontale. Le quartz est toujours xénomorphe et possède une extinction roulante. La taille des cristaux est très variable, bien que le plus souvent il s’agisse de petits cristaux regroupés en mosaïque, allongés parallèlement à la foliation ou en amas polycristallins. Le plagioclase se présente sous deux aspects :

a) en grands phénoclastes subautomorphe corrodés, contenant presque toujours des inclusions globuleuses de quartz.

b) en phénocristaux de taille modérée, subautomorphes, généralement allongés parallèlement à la foliation de la roche. Ces cristaux sont souvent très limpides avec un développement de macles polysynthétiques de l’albite.

La biotite se présente en lamelles allongées automorphes formant des lits marquant la foliation de la roche et moulant les phases quartzo-feldspathiques. 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 dernier cas, on observe des chlorites avec de nombreuses inclusions de minéraux accessoires, du zircon en particulier. L’épidote est sous forme de prismes allongés, bleutés en lumière polarisée, à extinction oblique ; il s’agit de clinozoïsite. Elle se développe généralement soit en bordure du plagioclase, soit en étroite liaison avec la biotite, sous forme de granules.

c) Les orthogneiss (Figure II. 9)

Les orthogneiss sont des roches quartzo-feldspathiques, de couleur gris clair, plus ou moins intensément foliées et parcourues par de nombreuses veines de quartz. On les retrouve intercalés à dans les micaschistes, jusqu’à la zone de contact avec le domaine externe. Comme on le verra par la suite, ce sont des objets de premier choix pour l’étude des microstructures. En lame mince, les cristaux de quartz sont xénomorphes et emballés dans une matrice de

microcristaux de quartz, micas (muscovite et biotite) et des phénocristaux de feldspath potassique avec des inclusions des plagioclases. Le plagioclase est généralement xénomorphe et maclé albite. Sa teneur en anorthite va d’An10 à An20 (oligoclase). Certains faciès sont de composition plus granodioritique et préservent partiellement l’assemblage magmatique à biotite-amphibole. De tels facies ont été utilisés dans l’étude géochronologique (granite partiellement orthogneissifié de Vista Alegre).

d) Les quartzites (Fig. II.7 B)

Les quartzites, intercalés dans les gneiss et micaschistes, affleurent le long de la route entre Quibaxe et Ucùa et aussi dans la zone Quicabo. Ces quartzites se présentent sous deux faciès :

a) un faciès saccharoïde, composé de quartz équidimensionnel légèrement orienté avec des bordures marquées par de petites inclusions opaques. On peut noter la présence de quelques petits cristaux de micas blancs orientés.

b) Un faciès à muscovite qui présente des cristaux de quartz limpide et de grands cristaux de muscovite moulant les yeux de quartz recristallisés. Ces grands cristaux sont généralement associés à la deuxième phase de déformation régionale. Du disthène peut être présent dans les faciès les moins purs.

e) Les marbres (Figure II. 9 A) et amphibolites

Des marbres gris sombres, souvent très plissés sont également intercalés dans les gneiss et micaschistes. En lame mince, ces roches sont composées essentiellement de calcite et quartz, de la muscovite et du feldspath potassique (microcline) en faible proportion. Localement, quelques boudins d’amphibolites sont associés à ces marbres.

f) Les micaschistes et gneiss à disthène-staurotide (Figure II.6 A, C)

Les micaschistes et gneiss à disthène et staurotide, sont constitués de grenat, biotite, muscovite, quartz, plagioclase (albite/oligoclase), disthène et staurotide. En lame mince, les feldspaths sont des plagioclases séricitisés bordés d’épidote (clinozoïsite) souvent abondante. La biotite peut être de couleur brune ou verte. Le grenat a une taille comprise entre 3 à 5mm avec des inclusions de quartz et biotite. Il est moulé par la schistosité S1. Les assemblages sont particulièrement bien préservés avec peu d’évidence de rétrogression en séricite et épidote.

II.3.B1.b. Structures a) Schistosité

Nos observations de terrain nous ont conduit à distinguer deux schistosités principales, S1 correspondant à la foliation régionale et qui est plan axial d’une première génération de plis P1 et une seconde schistosité de crénulation qui se développe localement en relation avec une deuxième génération de microplis affectant la foliation régionale. D’une manière générale, la foliation S1 est peu pentée ou légèrement pentée vers l’OSO, à l’exception de la partie O de cette unité orientale où le plan de foliation plonge de 30° au NE. A l’échelle de la coupe la foliation dessine une structure synclinale.

Figure II.6 : Microstructures et faciès caractéristiques de l’unité orientale. (A, A’) : Gneiss

avec des plis et superposition de S2 sur S1; (B) gneiss avec pli déversé à l’est ; (C) :

Micaschiste montrant des plis sub-verticaux ou déversés au NE ; (D) : Amphibolite à grenat avec une linéation d’allongement et (E) : Paragneiss avec une linéation N70.

b) Plis et linéation (Figure II.7)

Cette zone est caractérisée par deux phases de plis (P1 et P2) montrant une schistosité de plan axial (S1 et S2). Les plis (P1) ont une taille centimétrique à métrique et l’orientation de leurs axes est variable dans certaines zones, où ils ont été réorientés par la déformation D2. En général, ils ont une direction entre N120 et N150 plongeant au NE. La linéation d’allongement (linéation minérale) portée par la foliation principale est marquée par la chlorite, la biotite et la muscovite, et son orientation varie entre N60 à N70 (Figure II.8).

Figure II.7 : Photos des affleurements : A) Plis isoclinaux P1 dans les gneiss ; B) linéation

d’allongement N60 dans un quartzite.

Les plis (P₂), sont accompagnés d’une schistosité de crénulation qui définit une linéation de crénulation L2 orienté N50° à N60°. Ils montrent des axes subverticaux alors que les axes des plis P1 demeurent légèrement plongeants. On note en outre de grandes bandes de cisaillement à l’intérieur de plis en forme de kink bands avec une direction de N120 et des axes faiblement pentés

.

A) B)

Figure II.8 : Projection dans un diagramme stéréographique (Wulf, hém. inf.) des mesures de

Figure II.9 : Illustration des critères de cisaillement macroscopique. (A) marbre boudiné et

cisaillé dans les paragneiss. (B à F) : queues asymétriques autour de feldspath potassique (G) : relations plans C/S dans un orthogneiss

c) Marqueurs de cisaillement

Á l’échelle de cette unité, l’ensemble des marqueurs observés sur le terrain et en lame mince sont cohérents avec un sens de déplacement du SO vers le NE. L’analyse de sens de cisaillement a été réalisée sur des affleurements relativement continus afin de rendre les observations significatives à l’échelle régionale. Certains marqueurs de cisaillement classiquement connus dans les zones majeures de déformation ductile non coaxiale (Mercier & Vergely, 1992) ont pu être observés : relations schistosité-foliation (S) et plans de cisaillement C et queues dissymétriques.

- Relations C/S

Dans les orthogneiss de la zone de Quibaxe, les relations entre plans de schistosité et plan C de cisaillement et la géométrie sigmoïde de la schistosité sont également compatibles avec un sens de transport vers l’ENE du compartiment supérieur (Fig. II.9 G). Les porphyroclastes de feldspath et les zones abritées qu’ils déterminent en raison de leur grande dimension, sont de bons marqueurs macroscopiques et microscopiques. La rotation externe de la déformation se traduit par une déflection au voisinage des feldspaths de la texture planaire ou foliation définie par les autres minéraux. La figure II. 9 montre différents exemples de figures dissymétriques sur des feldspaths dans les gneiss, orthogneiss et micaschistes de la coupe de référence. Dans la majorité des cas les critères de cisaillement macroscopiques sont cohérents avec un cisaillement vers l’ENE.

A l’échelle de lame mince, nous avons observés un ensemble de critères asymétriques dans les micaschistes et gneiss, principalement autour des porphyroclastes de staurotide, de feldspath et plagioclase (Fig. II. 10 A, B, C et D). Tous indiquent un transport vers l’ENE dans l’unité oriental supérieur.