Nous présentons ici les caractéristiques pétrographiques de 79 échantillons
sélection-nées dans notre étude. Une grande majorité de ces échantillons sont des roches
porphy-riques à phénocristaux d’olivines et de clinopyroxènes, et seulement 14 sont aphyporphy-riques.
Nous reportons aussi dans ces échantillons des évidences de mélanges magmatiques
vi-sibles à l’échelle macroscopique.
FIGURE4.4 –Photographie d’une intrusion de type « dyke » présentant une accumulation de
clinopy-roxènes centimétriques concentrés au cœur de cette derniére. a) Vue générale de l’intrusion. b)
Agrandisse-ment de la partie supérieure de l’intrusion.
4.2.1.1 Roches aphyriques
L’ensemble des roches aphyriques a été sélectionné pour la suite de l’étude. La
mé-sostase de ces roches est essentiellement constituée de plagioclases, de clinopyroxènes
et de minéraux opaques finement cristallisés. Les microphénocristaux d’olivines y sont
rarement présents.
4.2.1.2 Roches porphyriques
Ces roches présentent une abondance importante de phénocristaux d’olivines et de
cli-nopyroxènes. Les matrices sont finement cristallisées et présentent le même assemblage
minéralogique que les roches aphyriques. Notons que certains de ces échantillons
pos-sèdent quelques amphiboles brunes ou des vestiges de ces amphiboles déstabilisées en
minéraux opaques. L’abondance des phénocristaux d’olivines et de clinopyroxènes peut
atteindre jusqu’à 50 % du volume de la roche, ce qui reflète clairement un processus
d’ac-cumulation de ces cristaux dans la plomberie magmatique. La figure 4.4 montre l’une des
intrusions observées (c.à.d. dyke) sur l’île de la Possession avec des figures
d’accumula-tion de clinopyroxènes centimétriques (> 3 cm) au cœur de l’intrusion.
Pour estimer les abondances d’olivines et de clinopyroxènes dans ces laves, nous
em-ployons une méthode de traitement d’images scannées (résolution à 1200 dpi) de lames
minces de ces échantillons à l’aide du logiciel Image Software (Launeau and Robin,
1996). Pour utiliser ce traitement d’images, nous faisons l’approximation que chaque
lame mince de roche considérée est représentative de l’ensemble de l’échantillon. Le
pourcentage de chaque phase minérale identifiée dans un échantillon est obtenu en
cal-culant la surface occupée par cette phase, et normalisée à la surface totale de l’image
traitée. Les résultats de ces abondances sont reportés dans le tableau 4.1, et des exemples
représentatifs d’images de roches porphyriques traitées sont présentées dans la figure 4.5.
Les proportions de clinopyroxènes sont généralement plus importantes que celles des
oli-vines, avec un rapport moyen Ol / Cpx de 0,7 ± 0,4 (N = 23). Gunn et al. (1972) ont
également observé cette prédominance de clinopyroxènes et proposent que cette derniére
peut être due à la différence de densité relative entre les olivines et les clinopyroxènes
for-més dans la plomberie magmatique. En effet, les olivines cristallisées, plus denses, auront
tendance à s’accumuler davantage dans le(s) réservoir(s) magmatique(s) par rapport aux
clinopyroxènes, donnant ainsi un rapport Ol / Cpx faible et inférieur à l’unité.
FIGURE4.5 –Scanners et images traitées de 3 lames minces de laves porphyriques présentant différentes
proportions de cristaux. a) lave POS09-012 ; b) lave POS09-063 ; c) lave POS09-009. Ol : Olivine, Cpx :
Clinopyroxène, Ox : minéraux opaques (oxydes ferro-titanés).
Echantillon %Ctx %Ol %Cpx %Ox %Amp %Pl %Porosité %Matrice Ol/Cpx % Ctx visuel
POS09-002 43 23,3 19,2 - - - - 57,5 1,2
POS09-009 14 3,3 10,6 0,2 - - - 85,9 0,3
POS09-012 50 29,9 19,0 0,7 - - - 50,4 1,6
POS09-038 36 7,5 28,6 0,3 - - - 63,6 0,3
POS09-060 4 - - 0,9 0,1 3,4 - 96,6
-POS09-063 30 13,3 16,5 0,1 - - - 70,1 0,8
POS09-067 39 10,2 28,4 0,9 - - - 60,5 0,4
POS09-077 21 8,6 12,4 0,4 - - 4,1 74,5 0,7
POS09-080 9 3,9 2,2 - 2,7 - - 91,2 1,7
POS09-088 26 11,5 14,5 0,3 - - - 73,7 0,8
POS09-005 34 14,3 18,5 1,2 - - 1,1 64,9 0,8 38
POS09-011 26 10,8 15,1 0,1 - - 4,4 69,7 0,7 30
POS09-061 11 4,4 7,0 - - - - 88,6 0,6 12
POS09-062 18 8,8 8,7 0,5 - - - 82,0 1,0 20
POS09-066 35 9,0 26,4 - - - 11,4 53,2 0,3 40
POS09-068 6 1,3 3,0 0,4 1,6 - - 93,6 0,4 7
POS09-083 23 11,0 11,9 - - - - 77,1 0,9 26
POS09-084 6 3,6 2,6 - - - - 93,8 1,4 10
POS09-086 40 13,6 26,9 - - - - 59,5 0,5 45
POS09-094 8 3,1 3,3 1,8 - - - 91,8 0,9 10
POS09-097 31 4,8 24,6 1,7 - - - 68,9 0,2 35
POS09-100 16 2,6 12,4 0,6 - - - 84,4 0,2 18
POS09-101 38 15,0 23,0 0,2 - - - 61,8 0,7 40
POS09-103 15 3,0 8,6 2,9 0,8 - - 84,7 0,3 18
TABLE 4.1 –Estimation par imagerie des abondances minérales dans les roches porphyriques. A titre
de comparaison, l’estimation visuelle de ces abondances est précisée sur les 14 dernières roches présentées
dans ce tableau.
La méthode de traitement d’image que nous utilisons est coûteuse en temps (en moyenne
∼ 2h / échantillon). Au vu du nombre important de roches porphyriques à traiter (c.à.d.
65), nous choisissons d’appliquer une méthode plus rapide pour estimer les proportions
de cristaux dans ces laves. Il s’agit d’estimer visuellement ces proportions dans chaque
lave en comparant les lames minces de ces dernières à celles des roches dont les
abon-dances modales ont été estimé par traitement d’image. Nous classons les photographies de
lames minces des roches traitées par imagerie (N = 10) selon leurs proportions de cristaux
(c.à.d. 10 premières roches présentées dans le tableau 4.1). Cet ensemble de photographies
constitue notre échelle visuelle de référence et varie de 4 % à 50 % de cristaux, avec une
référence tous les∼5 % de cristaux (tableau 4.1). Nous comparons ainsi chaque photo de
lame mince de roche porphyrique à celles de l’échelle de référence et estimons
visuelle-ment les proportions minérales de chaque lave. Pour connaitre l’écart entre les estimations
effectuées par ces deux méthodes, nous avons d’abord estimé visuellement l’abondance
des phénocristaux dans 14 roches, et procédé dans un second temps à l’évaluation de ces
abondances par traitement d’image. Les résultats de ces comparaisons sont illustrés en
figure 4.6 et reportés dans le tableau 4.1 (c.à.d. 14 dernières roches présentées). Les
esti-mations visuelles sont systématiquement surestimées d’environ 1,4 % par rapport à celles
effectuées par imagerie. Nous pouvons également remarquer que l’écart entre les deux
méthodes est faible voire nul pour les roches qui présentent moins de 15 % de cristaux.
Nous corrigeons donc toutes les estimations visuelles du pourcentage de surestimation
(c.à.d. 1,4 %) vis-à-vis des estimations par imagerie. Nous obtenons ainsi des estimations
de proportions minérales pour chaque roche porphyrique avec une précision équivalente.
Les résultats de ces estimations de proportions minérales sont reportés dans les tableaux
annexes C.2 et F.1. Ces proportions d’olivines et de clinopyroxènes corrèlent
positive-ment avec les teneurs en MgO des roches correspondantes (fig. 4.7). Cette observation
confirme que le processus d’accumulation de ces phases minérales modifie
significative-ment la composition chimique des roches de l’île de la Possession. L’abondance relative et
l’omniprésence des clinopyroxènes dans ces laves vis-à-vis de l’olivine semble indiquer
que cette phase minérale joue un rôle fondamental dans l’évolution et possiblement dans
la genèse de ces magmas.
FIGURE4.6 –Comparaison entre les proportions minérales estimées par traitement d’image (abscisse)
et celles estimées visuellement (ordonnée). Les chiffres à proximité des symboles indiquent le numéro de
l’échantillon (POS09-XX).
FIGURE 4.7 – Teneurs en MgO (en % poids d’oxyde) dans les laves étudiées en fonction de leurs
4.2.1.3 Mélanges magmatiques
Certaines roches de notre collection présentent également des figures de mélanges
magmatiques visibles à l’œil nu, dont trois exemples sont présentés dans la figure 4.8. En
effet, ces échantillons présentent des parties sombres (enclaves) dans les roches à
domi-nante plus claire. Ces parties sombres présentent une texture et une minéralogie différentes
de celles des parties plus claires, ainsi que des contacts lobés bien définis avec ces parties
claires (fig. 4.8). Les parties sombres sont plus vésiculées et semblent présenter davantage
de microphénocristaux d’olivines et de clinopyroxènes que dans les parties claires. A titre
d’exemple, nous appliquons la méthode du traitement d’image sur les parties sombres et
claires de l’échantillon POS09-080 pour estimer les abondances des phases minérales de
chaque partie, et les résultats sont illustrés dans la figure 4.9. Les enclaves sombres de cet
échantillon présentent des proportions de cristaux (c.à.d. 10-21 %) et de vésicules (c.à.d.
6-24 %) bien plus importantes que celles de la roche claire. Notons que l’échantillon
POS09-080 est l’un des seuls où nous avons identifié des figures de mélanges
magma-tiques avec des microphénocristaux aussi visibles à l’œil nu dans les enclaves sombres.
Les autres roches présentant ces figures de mélanges ont des enclaves plus sombres
éga-lement plus vésiculées que les parties claires, mais paraissent plus finement cristallisées
que les enclaves sombres de la roche POS09-080. Les contacts lobés entre parties claire
et sombre démontrent que ces deux magmas sont contemporains et se seraient mélangés
dans un réservoir magmatique au cours de la cristallisation fractionnée.
FIGURE4.8 –Mélanges magmatiques visibles dans les échantillons a) POS09-080 ; b) POS10-076 ; c)
POS10-058. Le trait blanc correspond au contact entre les enclaves de magmas basiques (sombres) et le
magma hôte moins basique (gris clair).
L’ensemble des observations pétrographiques des roches étudiées est reporté dans le
tableau C.2. Ces observations sont également résumées dans la section suivante, qui
pré-sente dans le même temps les compositions chimiques des phases minérales
prédomi-nantes dans les laves de l’île de la Possession.
FIGURE 4.9 – a) Photographie des mélanges magmatiques visibles dans l’échantillon POS09-080. b)
Image scannée de la lame mince de cet échantillon, où les enclaves sombres (1 et 2) sont clairement
iden-tifiables par rapport à la roche claire (3). c) Carte des différentes phases minérales issue du traitement de
l’image en b), et dont les proportions de chaque phase sont reportées ci-dessus.
