Les dykes

Des dykes de composition essentiellement leucogranitique, et plus rarement moins acide, sont associés au complexe alcalin. Ils se mettent en place sub-verticalement suivant une direction E-W à ENE-WSW prédominante.

18. Dykes leucogranitigues

Ils ont une puissance moyenne de 15 m, et peuvent être suivis sur quelques centaines de m à plusieurs km. En fonction de leur texture on en distingue trois variétés qui recoupent l'ensemble des faciès préalablement décrits du complexe alcalin. Leurs caractéristiques texturales, minéralogiques et compositionnelles, ainsi que leur distribution, suggèrent gue ces dykes sont des représentants du magma leucogranitique alcalin.

- Felsites

Les dykes de felsites montrent une texture presque aphyrique de quartz et feldspath potassique, microgrenue, allotriomorphe. Occasionnellement, des textures sphérulitiques sont aussi observées. Les felsites montrent des faciès de bordure caractéristiques, avec développement de textures fluidales. Dans leur partie centrale, elles peuvent être porphyriques avec des phénocristaux millimétriques de quartz et de feldspath. Les textures fluidales, felsitiques et sphérulitiques indiquent l'altération de verres rhyolitiques originels (obsidiennes).

- Granophyres

Les granophyres montrent une texture felsitique sur les premiers cm des bords, et passent graduellement à une texture sphérulitique puis granophyrique vers les zones les plus internes. La texture granophyrique suggère une cristallisation rapide proche de l'eutectique.

- Porphyres leucogranitiques

Les porphyres leucogranitiques montrent des phénocristaux automorphes (0.1-1 cm) de quartz, orthose, plagioclase et biotite. La matrice de ces porphyres est felsitique à granophyrique.

Les faciès de bordure présentent des textures felsitique et fluidale.

19. Porphyres "albitigues"

Dykes très altérés, leur distribution spatiale est très restreinte, puisqu'ils ne recoupent que le leucogranite de Salions. Minéralogiquement, ils se caractérisent par l'absence de phénocristaux de quartz. Ils ne contiennent que des phénocristaux millimétriques de plagioclase très sodique (An_{0. 7),} dans une matrice à texture microgrenue de plagioclase, quartz (± feldspath potassique et biotite). Les phases minérales accessoires sont l'apatite (surtout) le zircon et des oxydes. Les phénocristaux de plagioclase très sodique et l'aspect très altéré des dykes témoigne d'altérations secondaires.

28 CHAPITRE Il

20. Porphyres dioritiques

Quelques rares dykes de porphyres dioritiques recoupent les stocks microaplitiques. Ils font environ 1 m de puissance et se suivent sur quelques dizaines de m. Il s'agit de dykes sombres, très altérés, dans certains desquels on reconnaît des phénocristaux millimétriques de plagioclase dans une matrice à microlites orientés de plagioclase et d'amphibole. Leur association avec les leucogranites du complexe n'est pas certaine.

11.3 ETUDE MINERALOGIQUE

11.3.1 Les minéraux essentiels 11.3.1.1 L'amphibole

Dans le secteur étudié du massif du Cadiretes, l'amphibole se trouve présente comme constituant primaire essentiel de 5 types intrusifs calcoalcalins: la granodiorite à biotite et à hornblende de Mundet, les faciès plutoniques et les dykes de composition quartzo-dioritique, le gabbro et les hornblendites; ainsi que dans les dykes dioritiques spatialement associés aux stocks sub-volcaniques du complexe alcalin.

Dans les hornblendites et les gabbros, le niveau d'altération des roches rend difficile l'analyse chimique des minéraux. Par comparaison avec des faciès similaires reconnus dans le massif du Montnegre, l'amphibole primaire doit probablement être de la tschermakite et/ou de l'hornblende magnésienne. Dans les hornblendites on reconnaît en plus des amphiboles secondaires fibreuses (trémolite-actinolite et anthophyllite).

Dans la granodiorite et la diorite quartzique calcoalcalines il s'agit respectivement de hornblende magnésienne et de hornblende actinolitique (Fig. 11.3), idiomorphes, qui présentent des inclusions de zircon, d'apatite, de plagioclase et de biotite, qui sont aussi idiomorphes. Parmi les amphiboles des intrusions calcoalcalines analysées, seul celles de la granodiorite présentent une certaine substitution des OH par du F surtout et par du Cl.

Dans le dyke quartzo-dioritique calcoalcalin analysé, les noyaux des amphiboles sont de la pargasite (Fig. 11.3), et les bords vont de la hornblende magnésienne à de la trémolite, probablement secondaire.

Dans un dyke dioritique associé aux stocks sub-volcaniques des granites alcalins, les amphiboles présentent une zonation particulière de la composition (Fig. 11.3). Les noyaux des phénocristaux sont de la trémolite, et les bords de la hornblende actinolitique. Les amphiboles de la matrice sont des hornblendes magnésiennes. Cette composition des amphiboles reflète une altération sélective des phénocristaux.

DESCRIPTION PETROGRAPHIOUE ET ETUDE MINERALOGIQUE 2 9

1.0 0.7

b ^UJ

a

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8.0 7.5

Figure 11.3:

EDENITE

7.0 Si plu

Bord

PARGA-SITE

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6.5 6.0

0.6

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0.5

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7.5

HORNBLENDE MAGNESIENNE

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1

7.0 Si plu

Intrusions calcoalcalines: Complexe granitique alcalin:

+ Quartzo-diorite ^A Porphyre dioritique + G ranodiorite de Samada

+Porphyre dioritique

6.5

Composition des amphiboles. a; (Na+K) vs. Si (Deer et al., 1992); b: XMg vs. Si pour les amphiboles calciques avec (Na+K)<0.5 (Leake, 1978).

11.3.1.2 La biotite

La biotite est présente dans toutes les variétés intrusives identifiées, calcoalcalines et alcalines. Dans les leucogranites alcalins, la biotite montre un pléochroïsme vert caractéristique, contrairement aux biotites des granites calcoalcalins où elle est généralement brune, exception faite de la granodiorite de Codolar, à biotite verte.

Le diagramme Al1V vs. Fe/(Fe+Mg) (Fig. 11.4) montre que la composition des biotites des intrusions calcoalcalines évolue depuis les diorites quartziques jusqu'aux leucogranites en suivant la direction entre les pôles extrêmes de la phlogopite et de la sidérophilite. Ce trend est propre aux biotites des roches co-magmatiques. Cependant, la biotite de la granodiorite du Tranquinell échappe à la tendance, ce qui suggérerait la non-consanguinité de cette intrusion avec les autres plutons étudiés. Cette observation se confirme dans les analyses chimiques de roche totale (cf. chapitre IV). On observe un gap de composition entre les termes plus acides, le leucogranite de Forners et le leucogranite de Garriga.

A un même rapport Fe/(Fe+Mg), la biotite des granites alcalins est enrichie en annite suivant la ligne annite-sidérophylite (moins de substitution du Si par AJIV), par rapport aux biotites des granites calcoalcalins. Dans ce diagramme, l'évolution de la composition de la biotite des granites alcalins, depuis les faciès moins acides vers les plus acides, suit une tendance

30

2·8~~E⁷A~ST~O~N~I=T~E---~S~I~D~ER~O~P~H~Y~L~L~IT~E

2.6

-

2.4-2.2

-0.4

0.3

-Granodiorite

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⁺

du Tranqulnell . .

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- 7

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1

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1

Champ des biotites des

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intrusions calcoalcalines A

du Montnegre ~%

PHLOGOPITE

1 1 1 1

0.5 0.6 0.7 0.8

Fe/(Fe+M g)

A A 0

ANNITE

1

0.9

.2 0.2

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5.2 5.4 5.6 5.8

Si plu

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1

Leucogranites et t;. aplites·m icroaplites

des stocks

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~ 0.04 Leu cog rani te

du Cadiretes ü

0.02

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LL

---

^Q)

LL

Figure 11.4:

Composition des biotites.

a: Fei(Fe+Mg) vs. AJIV;

b: Si vs. Mn (pfu);

c: Si vs. Ti (pfu) d: F vs. Cl {pfu)

CHAPITRE Il

e: (F+CI)I(F+CI+OH) vs. Fei(Fe+Mg)

+ Intrusions calcoalcalines Complexe granitique alcalin:

ô Leucogranite de Salions o Leucogranite du Cadiretes

A Leucogranites et (micro)aplites des stocks

• Enclaves de mélagranite

0.5- . - - - ,

0 0.0~---r,---,,---T(--~

5.2 5.4 5.6 5.8

Si pfu

1.0- . - - - ,

0.6

-0.4

-1----r---.----.----.---.---.-

t - - 1

0 30

DESCRIPTION PETROGRAPHIQUE ET ETUDE MINERALOGIQUE 31

nettement opposée à celle que montre la biotite des intrusions calcoalcalines. De même la biotite des granites alcalins présente de plus hautes teneurs en Mn et plus basses en Ti avec cependant, une certaine variation de composition entre les plutons et les stocks sub-volcaniques (Fig. 11.4).

Dans les biotites des intrusions calcoalcalines, F et Cl peuvent substituer jusqu'à 10% des OH (Fig. 11.4). Les teneurs en F et en Cl sont plus élevées dans les biotites des granites alcalins, avec un maximum de substitution des OH par les halogènes (jusqu'à 35%) dans la biotite du leucogranite du Cadiretes. Dans la biotite des stocks microaplitiques et aplitiques et dans le leucogranite de Salions, jusqu'à 20% des OH sont substitués par du F et du Cl. Dans tous les cas, c'est essentiellement le F qui intervient dans la substitution des OH avec dans le pluton du Cadiretes des rapports maximums de F/CI-1 00 qui sont atteints.

L'enrichissèment en annite et les teneurs élevées en F (et en Cl) des biotites des leucogranites alcalins sont caractéristiques des granites de type-A (Creaser et al., 1991; Clemens et al., 1986). A la différence d'autres complexes granitiques alcalins (par exemple en Corse, Bonin, 1990; Poitrasson et al., 1995) nous n'avons pas repéré d'inclusions de fluorite dans les biotites.

11.3.1.3 Le feldspath potassique

La macle de Carlsbad est fréquente dans les feldspaths de tous les faciès distingués au massif du Cadiretes. Les macles croisées du microcline n'ont jamais été observées, ni dans les intrusions calcoalcalines, ni dans les intrusions alcalines. Les concentrés de feldspath potassique datés par la méthode 4°Ar/³⁹Ar ont été analysés par diffraction des rayons-X (Fig. 11.5). L'étude de la réflexion des pics (130) montre qu'en fait, tous les spécimens analysés au massif du Cadiretes se composent d'un mélange d'orthose et de microcline intermédiaire (Fig. 11.5). Ces résultats sont comparables à ceux obtenus au massif du Montnegre par Solé _(1993). La proportion de microcline est variable, apparemment plus abondante au massif du Montnegre où les macles de la microcline ont été observées (Solé, 1993).

Dans le massif du Cadiretes, l'analyse chimique des feldspaths fourni des valeurs toujours supérieures à Or_{80 .} Des valeurs inférieures sont probablement dues à une contribution des exsolutions d'albite. En général, les exsolutions d'albite sont d'autant plus développées que la roche est acide. Dans les granodiorites calcoalcalines moins acides il s'agit de microperthites, dans les faciès plus différenciés (granodiorites acides et leucogranites) de mésoperthites. Dans les leucogranites alcalins, les exsolutions forment en plus des swapped rims (Smith, 1974) bien développés, au contact entre deux cristaux de feldspath potassique, en continuité optique avec les mésoperthites. Cette texture d'exsolution est moins développée dans les granites calcoalcalins.

Figure 11.5 (page suivante):

Spectres de diffraction des rayons-X des concentrés de feldspath potassique. Mc: microcline, Or: orthose.

Echantillons alcalins:

M1-20: leucogranite du stock du Borrassar;

M3-7: leucogranite du stock de Cabreres.

Echantillons calcoalcalins:

M2-17: granodiorite de Codolar;

MS-7: leucogranite de Garriga.

32

en a.

u

en a.

u

a. en u

16000 14000 12000

fr

¹⁰⁰⁰⁰

8000 6000 4000 2000 0

CHAPITRE Il

24

28 ^{40 50 60}

DESCRIPTION PETROGRAPHIQUE ET ETUDE MINERALOGIQUE 33

Les feldspaths potassiques des stocks alcalins montrent occasionnellement une zonation oscillante optique. Nonobstant, il n'a pas été observé de corrélation entre la zonation optique et la composition chimique. La teneur en barium est appréciable dans la granodiorite de Codolar (jusqu'à 0.3% BaO) et dans les phénocristaux des stocks sub-volcaniques (jusqu'à 0.5% BaO).

Dans les phénocristaux des porphyres leucogranitiques alcalins, le baryum atteint jusqu'à > 1.5%.

Dans le reste des faciès étudiés, le baryum est à peine détectable.

11.3.1.4 Le plagioclase

Dans les diorites et les granodiorites calcoalcalines moins différenciées, le plagioclase montre des zonations de composition très marquées, souvent oscillatoires. Les compositions plus calciques atteignent An_{60 ,} les plus sodiques An_{25 •} Dans les leucogranites, il s'agit principalement d'oligoclase. Les bordures albitiques sont fréquentes, surtout dans les roches plus acides. L'analyse des phénocristaux de plagioclase d'un porphyre granodioritique à mégacristaux de feldspath potassique donne des valeurs compositionnelles comprises entre An₃₇ et An15 , avec des bords albitiques atteignant An<s·

Les plagioclases des granites alcalins sont toujours très albitiques. Il s'agit d'oligoclases sodiques-albites (An15_7) aux bords albitiques (An<5). Le plagioclase des enclaves de mélagranite associés aux stocks sub-volcaniques est moins sodique (oligoclase calcique). Les analyses effectuées sur les feldspaths de la matrice d'un porphyre dioritique recoupant le stock sub-volcanique du Puig de Borrassar ont fourni des valeurs comprises entre An62 et An18 . Les phénocristaux des porphyres leucogranitiques alcalins ont des compositions An<_{3 ,} et les sept données disponibles sur un phénocristal d'un porphyre "albitique" vont de An7 à An0 . Dans les dykes, les compositions obtenues, extrêmement riches en albite, témoignent d'une perte en Ca tardive.

11.3.2 Les minéraux accessoires

Les principales phases accessoires présentes dans tous les types intrusifs calcoalcalins et alcalins sont le zircon et l'apatite, qui se trouvent en inclusions dans les phases minérales essentielles, notamment dans les minéraux colorés. De plus, les stocks alcalins présentent occasionnellement de la monazite, suivant la même disposition. De l'allanite, idiomorphe et zonée, est présente, dans les porphyres granodioritiques à mégacristaux de feldspath potassique, dans le leucogranite de Salions et dans les enclaves de mélagranite associées aux stocks sub-volcaniques.

Dans les enclaves de mélagranite, les zircons se trouvent en agrégats de 3-4 individus, et les apatites ont une morphologie en aiguille.

La muscovite et le grenat se trouvent toujours principalement dans les leucogranites calcoalcalins de Garriga et de Rossell. Le mica blanc peut aussi être présent en moindres proportions dans le leucogranite calcoalcalin de Forners et dans les leucogranites alcalins, sans que son origine primaire puisse être assurée.

Dans les intrusions calcoalcalines et alcalines, l'ilménite se présente sous forme d'inclusions idiomorphes dans les phases minérales essentielles, surtout dans les minéraux colorés. De plus, elle se dispose le long des plans de foliation ou en bordure des biotites et des

34 CHAPITRE Il

amphiboles chloritisées, où elle forme souvent des grumeaux de plusieurs individus allotriomorphes. Dans ce cas elle est d'origine secondaire, formée à partir de l'excès de Ti qui résulte du remplacement de la biotite et de l'amphibole -par de la chlorite. La magnétite est aussi présente dans les granites alcalins et dans certaines variétés granodioritiques calcoalcalines:

granodiorite de Mundet, et granodiorite de Codolar. Dans tous les cas, elle consiste en inclusions idiomorphes dans les phases minérales essentielles et présente des exsolutions de maghémite, ce qui suggère une origine primaire. La présence de magnétite dans les intrusions calcoalcalines n'a pas été rapportée pour les granitoïdes du massif du Montnegre, qui ne comprendraient que de l'ilménite (Solé, 1993).

11.3.3 Les minéraux secondaires

Des transformations minérales de post-cristallisation affectent la plupart des phases minérales primaires.

La hornblende primaire est remplacée par de la trémolite, de la chlorite ou de l'épidote; et la biotite par de la chlorite ou occasionnellement par de l'épidote. Ces phases secondaires se développent en bordure des cristaux ou le long des plans de foliation. Le degré de substitution des minéraux primaires par ces phases d'altération est très variable. Dans les lames minces étudiées des intrusions calcoalcalines, la substitution excède rarement 1 0% en volume du minéral primaire (mesuré au compteur de points). Dans les leucogranites alcalins étudiés, la chlorite est plus importante, elle peut remplacer facilement jusqu'à 20% de la biotite, et dans des cas extrêmes (leucogranites à grain grossier du Cadiretes) elle peut atteindre jusqu'à 75% en volume du minéral primaire.

Les feldspaths potassiques sont plus ou moins troubles, ce qui pourrait être dû à une kaolinitization, ou bien à la présence d'inclusions fluides ("micropores", Parsons et al., 1988).

Les spectres de diffraction de rayons X des analyses effectuées sur des concentrés ne montrent pas de phases minérales autres que le feldspath, ce qui favorise l'hypothèse des micropores.

Les plagioclases présentent souvent une altération en séricite, d'autant plus forte que la composition du minéral est calcique.

Il est difficile de préciser si les remplacements secondaires (chlorite, épidote, kaolinite, séricite) sont deutériques ou tardifs. Deux analyses isotopiques de l'hydrogène ont été effectués sur deux biotites d'un stock microaplitique, qui ont donné des valeurs de oD de -71.1 et -84.0. De même, 7 biotites de différents plutons du massif du Montnegre ont fourni des valeurs de ôD comprises entre -68 et -35, et des analyses isotopiques de l'oxygène sur 9 feldspaths potassiques des mêmes intrusions ont donné des valeurs de

o

¹⁸0 comprises entre 9.18 et 1 0.24, avec une valeur extrême de 6.14 (Solé, Unpubl.). L'ensemble de ces valeurs indiquent qu'il n'y de pas eu de circulation tardive de fluides hydrothermaux, ce qui favorise l'hypothèse du remplacement deutérique. De plus, une datation K-Ar de séricite microcristalline formée par l'altération des plagioclases de la granodiorite de Mundet a donné un âge K-Ar de 277±5 Ma, âge tardi-hercynien (cf. chapitre V) ce qui favorise une origine deutérique pour ce minéral d'altération. Nonobstant, on ne peut pas exclure la possibilité d'un certain remplacement tardif.

DESCRIPTION PETROGRAPHIQUE ET ETUDE MINERALOGIQUE 35

11.4 SYNTHESE

1. Au niveau des intrusions calcoalcalines, le massif du Cadiretes présente certaines différences pétrographiques avec le massif du Montnegre:

- les termes acides calcoalcalins sont nettement plus abondants, avec très peu d'intrusions intermédia·ires ou basiques,

- présence de magnétite accessoire dans certaines variétés intrusives, absente au massif du Montnegre.

Ces différences impliquent des caractéristiques et/ou une évolution différentes des magmas calcoalcalins générés dans les deux massifs.

2. Dans le massif du Cadiretes, la composition des biotites exprimée dans le diagramme A1¹v vs. Fe/(Fe+Mg) définit un trend qui suggère des liens génétiques pour les différentes intrusions calcoalcalines, exception faite de la granodiorite du Tranquinell.

3. Les intrusions du complexe granitique alcalin se caractérisent par:

- leur volume important,

- leur mise en place très superficielle (déduite des textures), - leur association avec des felsites et des granophyres,

- une cristallisation sub-solvus,

- la composition très acide des plagioclases (exception faite du leucogranite de Salions, moins acide),

- la composition des biotites riches en annite et en halogènes (F principalement),

- la présence de monazite accessoire dans les stocks sub-volcaniques, en tout cas absente dans les intrusions calcoalcalines.

Ces caractéristiques sont communes à certains granites de type-A (anorogéniques), dont notamment aux granites alcalins biotitiques sub-solvus des complexes annulaires post-orogéniques corses (Bonin, 1990).

CHAPITRE Ill

_.

.

^}

STRUCTURE ET MISE EN PLACE DU COMPLEXE ALCALIN ·

Le batholite Catalan est affecté par de nombreuses fractures et diaclases. Probablement tardi-hercyniennes, elles ont agit à plusieurs reprises en failles inverses et normales pendant le Mésozoïque et le· Cénozoïque. Dans le massif du Cadiretes, bien que ces fractures aient pu modifier la structure originelle du complexe granitique alcalin, les modifications ont dû être moindres, ce qui se déduit de:

1- les dykes qui sont coupés par des fractures présentent à peine des modifications dans leur traçage, ce qui signifie que les déplacements relatifs verticaux et surtout horizontaux, des blocs situés de part et d'autre des plans de fracture, n'ont pas dû être importants.

2- les dykes préservent une disposition verticale à sub-verticale originelle, ce qui indique que les possibles pivotements du massif par l'action de failles listriques néogènes n'ont pas dû être considérables.

Nous essayons de reconstruire la structure du complexe alcalin et la séquence de mise en place des différentes intrusions par l'étude des contacts qui ont été observés ou qui peuvent se déduire à partir de la cartographie réalisée. ·Une étude préliminaire de la mesure des plans de diaclases dans deux secteurs apporte des renseignements supplémentaires. Les observations réalisées nous permettent de proposer des coupes géologiques et un mécanisme de mise en place du complexe.

La figure 111.1 montre une carte simplifiée du massif étudié. Sur la figure nous indiquons les contacts que nous avons repéré ou déduit, les secteurs où nous avons mesuré les plans de diaclase, et les coupes qui sont présentées à la fin du chapitre.

111.1 ETUDE DES CONTACTS

Le complexe alcalin de Tossa-St. Feliu n'affleure pas au complet. Ses limites N et SE avec l'encaissant calcoalcalin sont masquées par des dépôts quaternaires et par la mer, respectivement.

Les contacts observés que nous décrivons par la suite sont reportés et numérotés sur la figure 111.1.

Tel qu'il affleure aujourd'hui, le complexe montre une certaine asymétrie sur le plan cartographique suivant la direction NW-SE: on rencontre d'abord le leucogranite du Cadiretes qui couvre une grande extension, puis le leucogranite de Salions qui constitue une bande mince qui

4630

+ + + + + + + + + + + + + + e:::,.~50.

+ + + Rossell ~

+ + + + + +

490

495 500

Figure 111.1:

Cartographie de la zone étudiée dans le massif du Cadiretes.

G) Situation des contacts observés ou déduits A • A' Situation des coupes.

@ Secteurs où nous avons mesuré les plans de diaclase

Intrusions calcoalcalines

Plutons granodioritiques à leucogranitiques Dykes porphyriques dioritiques à granitiques

Complexe granitique alcalin

Q

Leucogranite à Bt du pluton de Salions

4630

4625

1! $J

Leucogranite à Bt du pluton de Cadiretes grossier/moyen-fin

LJ

Leucogranite à Bt, grain fin, du stock de Cabreres ,,., '"· Aplites et microaplites porphyriques des stocks de

,•.!';-!~~! Borrassar,Puig Nau, Tranquinell et St. Feliu

IP"I

Dykes porphyriques "albitiques", leucogranitiques, granophyriques et felsitiques

Autres lithologies 1 : : : 1 Paleozoïque

0

Quaternaire 1.~1 Filon de quartz

505

4620

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STRUCTURE ET MISE EN PLACE DU COMPLEXE ALCALIN 39

longe la côte. La limite entre les deux plutons est très mal définie. Nonobstant, un contact sub-horizontal, qui place le leucogranite du Cadiretes sur le leucogranite de Salions, paraît se dessiner. Le contact suit la courbe de niveau de -400 m dans le secteur de Tossa (point 1 Fig.

longe la côte. La limite entre les deux plutons est très mal définie. Nonobstant, un contact sub-horizontal, qui place le leucogranite du Cadiretes sur le leucogranite de Salions, paraît se dessiner. Le contact suit la courbe de niveau de -400 m dans le secteur de Tossa (point 1 Fig.

Dans le document Le complexe granitique alcalin du massif du Cadiretes (Chaînes côtières catalanes, NE de l&#039;Espagne) : étude pétrologique et géochronologie ⁴⁰Ar/³⁹Ar et Rb-Sr (Page 42-0)