Pétrographie et géochimie des isotopes stables (D/H, ¹⁸O/¹⁶O, ¹³C/¹²C, ³⁴S/³²S) des Skarns du Quérigut. Comparaison avec les Skarns à scheelite des Pyrénées

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Pétrographie et géochimie des isotopes stables (D/H,

18O/16O, 13C/12C, 34S/32S) des Skarns du Quérigut.

Comparaison avec les Skarns à scheelite des Pyrénées

Pierre Toulhoat

To cite this version:

Pierre Toulhoat. Pétrographie et géochimie des isotopes stables (D/H, 18O/16O, 13C/12C, 34S/32S)

des Skarns du Quérigut. Comparaison avec les Skarns à scheelite des Pyrénées. Sciences de la Terre.

Université Pierre et Marie Curie - Paris VI, 1982. Français. �tel-01038095�

présentée pour l'obtention du

DIPLOME de DOCTEUR de 3e CYCLE

à

L'UNIVERSITE PIERRE ET MARIE CURIE PARIS 6

Spécialité: GEOLOGIE

,

Mention: PETROLOGIE

.

par Monsieur Pierre TOULHOA T

PETROGRAPHIE ET GEOCHIMIE

DES ISOTOPES STABLES

(O/H,

180/160, 13C/12C ,34S/32S)

DES SKARNS DU QUERIGUT

COMPARAISON AVEC LES SKARNS

A SCHEE:LITE DES PYRENEES

Soutenue le

16 AVRIL 1982 devant la Commission composée de :

M.

G. GUITARD

M.

M. FONTEILLES

MM.

B. GUY

/

S.M.F. SHEPPARD

J.

VERKAEREN

Président

Directeur de thèse et rapporteur

pré.entée pour l'obtention du

DIPLOME de DOCTEUR de 3e CYCLE

à

L'UNIVERSITE PIERRE ET MARIE CURIE PARIS 6

Spécialité: GEOLOGIE Mention: PETROLOGIE

par Monsieur Pierre TOULHOAT

PETROGRAPHIE ET GEOCHIMIE

DES ISOTOPES STABLES

(O/H,

180/160, 13C/12C ,34S/32S)

DES SKARNS DU QUERIGUT

COMPARAISON AVEC LES SKARNS

A SCHEE'LITE DES PYRENEES

Soutenue le

16 AVRIL 1982 devant la Commission composée de :

r·i.

M.

,1

G. GUITARD

M. FONTEILLES

MM.

B. GUY

S.M.F. SHEPPARD

J.

VERKAEREN

Président

Directeur de thèse et rapporteur

Cette thèse est dédiée au Frère François le Bail,

qui fut professeur au Likès,et animateur du cercle

géologique au sein duquel mon intér�t pour les

sciences de la terre s'affirmae

2

lAVANT

PROPOS

l

Cette thèse a été réalisée en gra�de partie au laboratoire

de Géologie de l ' Ecole Nationale Supérieure des Mines de Saint

Etienne.Joaimerais ici remercier tous les chercheurs et techni­

ciens qui m ' ont aidé à mener à bien ce travail.Je remercie éga­

lement les équipes du C RPG de Nancy,du BRGM d ' Orléans , de L ' UCL

de Louvain la Neuve ainsi que toutes les personnes qui ont pu

me conseiller ou m ' encourager pendant ces trois ans.

Ce travail a été effectué dans le cadre d ' un programme de

recherches financé par la C.C.E.

Le complexe granitique de Quérigut ( Est de la zone axiale des

Pyrénées) a été étudié par de nombreux auteurs,dont le premier et

sans doute le plus illustre fut A.Lacroix.Son encaissant,varié,car

formé de calcaires,de dolomies,de micaschistes,de gneiss,a été étu­

dié de manière plus ponctuelle.

Nous nous sommes intéressés à ce secteur car, contrairement à ce

qui se passe autour d ' autres'; grani toides pyréné ens comme Salau et

Costabonne,on n ' avait pas trouvé de skarns minéralisés en scheeli­

te,alors que l ' encaissant semblait a priori favorable ( contacts gra-'

ni toides intrusifs

j

calcaire ) '.Les skarns existent néammoins, sont mê­

me parfois minéralisés,mais leur ampleur est dans la plupart des

cas très limitée,n ' offrant aucun espoir d ' exploitation fructueuse.

Cette énigme a constitué le fil conducteur de notre travail.

L'introduction'

présente le cadre géologique (

lithostrati-graphie,structure et métamorphisme ) �principalement dans le secteur

du col de Paillères. Ceci s ' explique pour les .raisons suivantes:

-c'est un secteur clef pour comprendre les relations entre la

structure de l ' encaissant et la mise en place du granite,de par

sa situation dans l'angle

NW

du massif,

-c'est là que se localisent les skarns les plus intéressants.

Le premier chapitre est constitué par une analyse pétrographique

détaillée des différents types de skarns.Dans chacun des cas étudiés

des données sur les structures,les textures,les compositions chimi­

ques des minéraux et des roches sont fournies.Le cas échéant,nous

donnons quelques interprétations thermodynamiques,et précisons à

l'aide de la géochimie les parts respectives des phénomènes de dif­

fusion et de percolation.

\

Le second

chapitre présente une étude des modifications

affec-tant les granitoides lors de l ' interaction avec un encaissant car­

bonaté,ciconstance nécessaire à la formation de skarns.Différents

secteurs sont, décrits,des minéraux et roches analysés.Ces données

nous permettent de proposer une origine magmatique des faciès con­

taminés,qui n ' est pas sans conséquences quant à la genèse des skarns.

Dans le troisième chapitre,nous étudions les fluides qui ont

circulé lors de la formation et de l ' altération des skarns.L'étude

microthermométrique des inclusions fluides nous a permis de consta­

ter que la physico-chimie des fluides ( salinité,proportion des cons­

tituants majeurs H20,C02,CHh ) est étroitement liée à la présence ou

absence et à la na�ure Ue la minéralisation des skarns.

Le quatrième chapitre aborde l'étude des rapports isotopiques

de l'oxygène,de l'hydrogène,du carbone et du soufre.Nous nous som­

mes intéressés successivement et comparativement aux skarns des

principaux gisements de scheelite des Pyrénées ( Costabonne et Salau )

dont l ' étude a dé jà été bien amoreée de ce point de vue par B .Guy en

I 979.Quérigut sert ici de référence pour les skarns principalement

4

non minéralisés. Ceci nous a permis de mettre en évidence différentes

origines de fluides intervenant dans la genèse des skarns ( orig�ne

magmatique,météorique,métamorphique ) ainsi que de préciser la dyna­

mique de formation de certains skarns particuliers( Soucarat ) . L ' étu­

de précédemment citée ayait surtout permis d'appréhender l ' origine

des matériaux constitutifs de certaines paragenèses ( carbonates,sul­

fures ) car elle était basée sur l ' étude des seuls isotopes de C,O

dans les carbonates et S dans les sulfures. La nôtre vient naturelle­

ment en développement et en complément car elle prend en compte les

silicate.s , constituants précoces et par là essentiels des skarns.

Nous nous efforçons enfin dans la conclusion générale de résou­

dre l ' énigme présentée au début,c ' est à dire le fait qu ' il n'y ait

pas de skarns minéralisés en scheelite en abondance à Quérigut.

Mais ce travail permet également de décrire et de comprendre de

nouveaux skarns,les particularités des skarns stériles,la genèse

des faciès "contaminés' des granitoides,et de progresser dans la

connaissance de l ' intéressant phénomène hydrothermal que consti­

tue un skarn.

Résumé.

A) CADRE LITHOSTRATIGRAPHIQUE

A.l. Travaux existants

A.2. Problèmes posés

A.3. Description de la séquence lithostratigraphique

A.4. Corrélations et essais de datatiori

B) CADRE STRUCTURAL

B.l. Principe de la méthode

8.2. Description et individualisation des phases tectoniques

B.2l. phases précoces

B.22. phases tardives

B.3. Relation entre les phases tectoniques et la mise en place

du granite

C) EVALUATION DES CONDITIONS DU METAMORPHISME DE CONTACT

C.l. Rappel des travaux antérieurs

C.2. Stabilité du corindon

C.3. Conditions thermodynamiques dans les enclaves de la partie Sud

C.4. Conditions imposées par

1

létude des skarns

C.5. Comparaison avec d1autres contextes et conclusion

CHAPITRE

1 :

ETUDE PETROGRAPHIQUE DES PRINCIPAUX SKARNS

A) SECTEUR DU COL DE PAILLERES

A.l. Cadre géologique

A{ 11. Soucarat

A.12. Lisse dlEmbarre

pages

3

1 1

19

31

35

6

pages

A.2. Description pétrographigue et composition des minéraux

A.21. Soucarat

A.22. Lisse d'Embarre

A.3. Approche géochimique de la genèse des skarns

A.4. Evaluation des conditions physicochimiques de formation des skarns

A.41. Skarns de faible épaisseur

à

grenat wollastonite

A.42. Cornéennes rubanées

à

grenat

A.43. Cornéennes pélitiques

B) LES SKARNS A MAGNETITE DE BOUTADIOL

B.1. Localisation et description des grands ensembles

B.1 1. Localisation géographique

B.12. Contexte géologique

B.13. Description des grandes lignes du gjsement

8.2. Description pétrographique

B.21. Le marbre

8.22. La zone à pyroxènes et sulfures

B.23. La zone à magnétite

8.24. La zone

à

minéraux alumineux

B.25. Les veines sécantes riches en ferropargasite

C) AUTRES SKARNS

C.l. Skarns magnésiens

C.2. Grenatites et grenatopyroxénites stériles

C.3. Quelques indices minéralisés

74

88

CHAPITRE II : LES FACIES "CONTAMINES" DES ROCHES GRANITOIDES DU MASSIF DE QUERIGUT

A) INTRODUCTION

B) DESCRIPTION PETROGRAPHIQUE DE QUELQUES FACIES CARACTERISTIQUES

B.1. Contacts dolomies-granites

/B.1 1. Contact dolomie massive/granite monzonitique

8.12. Contact dolomie impure/granite clair

B.2. Contacts grenatopyroxénite/granite monzonitique

93

94

B.3l.Secteur de la Lisse d'Embarre

B.32.Secteur de�SouGarat

B.4. Secteur de Boutadiol

B.4l.Faciès

a

hornblende et biotite

B.42.Faciès

a

hornblende et pyroxènes

B.43.IPegmatites"

a

pyroxènes hornblendes

B.44.Filons de ferropargasite

C) CARACTERES COMMUNS DE CES FACIES

C.l.

Développement de ferromagnésiens calciques

C.2. Abondance du sphène

C.3. Existence de textures magmatiques

C.4. Existence de faciès contaminés plus ou moins différenciés

C.5. Localisation préférentielle des différents types de faciès

0) CHIMISME DES MINERAUX DANS LES F�CIES MODIFIES

0. 1. Pyroxènes

0.2. Amphiboles

0.3. Biotites

0.4. Evolution de la composition des plagioclases .

105

107

E) ESSAIS D'INTERPRETATION A LA LUMIERE DE QUELQUES ANALYSES CHIMIQUES

125

E. 1. Les deux lignées de granitoïdes de Quérigut

E.2. Position des faciès contaminés par rapport aux deux lignées

E.3. Modèle métasomatique de l'origine des faciès contaminés leucocrates

E.4. Peut-on trouver un modèle satisfaisant

E.5. Relations entre les faciès contaminés et les skarns

E.6. Typologie des granites et fertilité

8

CHAPITRE'III:PHYSICO-CHIMIE DES FLUIDES

A) ETUDE DES INCLUSIONS FLUIDES DANS LES SKARNS

A.l. Techniques analytiques

A.ll. Préparation des échantillons

A.12. Utilisation de la surplatine â écrasement

A.13. Utilisation de la platine chauffante

A.2. Skarns â Boutadiol

A.21. Zone â minéraux alumineux

A.22. Zone â grenat et magnétite

A.23. Zone â-:pyroxènes et sulfures

A.24. Interprétation pour l lensemble de la zonation

A.3. Skarns et cornéennes rubanées de Soucarat

A.3l. Caractéristiques morpholo�iques â température ordinaire

A.32. Etude microthermométrique des inclusions de type A

A.33. Etude microthermométrique des inclusions de type B

pages

133

B) DONNEES SUR LA COMPOSITION DES FLUIDES FOURNIES PAR L1ETUDE THERMOOHIMIQUE

153

B.l. Rapport Fe/Fe+Mg

CHAPITRE IV : ETUDE DES ISOTOPES STABLES

A) ETUDE DU RAPPORT D/H DANS LES SILICATES

A.l. Technique analytique

A.Il. Prélèvement des minéraux

A.12. Passage sur ligne

A.13. Mesures

A.2. Contexte de lléchantillonnage

A.21. Quérigut

A.22. Costabonne

A.23. Salau

A.24. Aspres

,1

155

A.41. Principe

A.42. Quelques problèmes inhérents

a

cette méthode

A.43. Courbes de fractionnement utilisées

A.44. Secteur de Quérigut

A.45. Secteur de Salau

A.46. Secteur de Costabonne

A.47. Seéteur des Aspres

B) ETUDE DU RAPPORT 180/160 DANS LES SILICATES

B.1. Technique analytigue

B.11. Prélèvement des minéraux

B.12. Passage sur ligne

B.13. Mesures

8.2. Contexte de l'échantillonnage

B.3. Premiers commentaires des résultats bruts·,

B.4. Evaluation du �180 des différents fluides

B.41. Principe

8.42. Problèmes inhérents

a

la méthode

B.43. Cas des skarns stériles

B.44. Cas des skarns fertiles et des granites

8.45. Essai de reconstitution des différentes sources

C) ETUDE DES RAPPORTS ISOTOPIQUES 13C/12C et 180/160 DANS LES CARBONATES

C.1. Techniques analytiques

C.11. Prélèvement des minéraux

C.12, Passage sur ligne

C.B. Mesures

C.2. Contexte de l'échantillonnage

C.21. Skarns rubanés de Soucarat

C.22. Filonnets des skarns

a

grenat et wollastonite de Sou carat

C.23. Skarns

a

magnétite du secteur de Boutadiol

C.24. Skarns magnésiens de Counozouls

C.25. Cherts

a

wollastonite d'Escouloubre

C.26. Intercalations siliceuses dans un marbre noir

C/27. Autres contextes

168

10

pP.ges

C.3. Présentation des résultats bruts

C.4. Discussion des résultats

C.41. Marbres métamorphiques

C.42. Calcites hydrothermales

C.43. Skarn magnésien de Counozouls

C.44. Carbonates situés autour des accidents siliceux ou des cherts

C.45. Skarns minéralisés de Boutadiol et de la Lisse d'Embarre

C.46. Skarns non minéralisés, rubanés, de Soucarat

C.5. Comparaison avec d'autres skarns

0) ETUDES DES RAPPORTS ISOTOPIQUES 34S/32S DE QUELQUES SULFURES

0.1. Techniques analytiques

0.2. Contexte de l'échantillonnage

0.3. Résultats et commentaires

191

E) ESSAI DE SYNTHESE DE L'ENSEMBLE DES RESULTATS CONCERNANT LES ISOTOPES STABLES 192

"

, E,l. Principaux types de fluides ayant pu intervenir et dynamique

de leur circulation

E.ll. Fluides magmatiques

E.12. Fluides métamorphiques

E.13. Fluides météoriques

E.2. Distinction entre skarns minéralisés et'non minéralisés

E.21. Skarns minéralisés

E.22. Skarns non minéralisés

�

NTATIVE DE CONCLUSION' GENERALE

1

ANNEXES

ANALYSES CHIMIQUES DE GRANITOIDES

ANALYSES DE MINERAUX A LA MICROSONDE

CONTEXTES ET RESULTATS DES ANALYSES ISOTOPIQUES

BIBLIOGRAPHIE

/

195

199

204

253

262

INTRODUCTION : LE CADRE GËOLOGIQUE

A .

I

CADRE LITHOSTRATIGRAPHIQUE

I

Nous décrirons , ici les format ions géologiques de l ' encaissant du nord

oue s t du mass if , et principalement de la région du Col de Pai l l ères .

.

Les aff leurement s s ont de bonne qual i té dans l e s versant s , mai s l e s

hau-teurs (2 000m) sont p lates et recouvertes d ' herbe , rendant l a cartographie d iff ici l e .

La D 25 permet d ' avoir d e bonnes coupes depuis l e l ieu d i t Soucarat j us­

qu ' au col .

A. 1 . TRAVAUX EXISTANTS

Aucune étude géo l ogique détail lée de ce secteur n ' a été pub l iée . Cavet

a s ignalé des conglomérat s et l e s a attribué s au Caradoc ( 1 9 6 0 ) , Leterrier ( 1 972 )

a trouvé des cong l omérats as sociés à des quartzites noirs dans le sud du mas s if

et l e s attribués au Viséen . La thè s e d ' Aparicio ( 1 97 5 ) et c e l l e de Marre n ' ont pas

donné de résultats nouveaux sur la s tratigraphie de la région . Plus récemment ,

Raymond ( 1 98 1 ) s ' es t penché sur l e Dévonien s itué plus au nord .

A. 2 . PROBLEMES POSES

Il s ' es t agi bien sûr d ' étab l ir la succes s ion s tratigraphique préc ise

exis tant dans la région , et de déterminer son âge , dans la mesure du pos s ib l e .

Rappel ons que la tectonique e s t intense , et que le métamorphisme de contact se

/

fait sent ir . Les s eu l s f o s s iles immédiatement déterminab les sont des Favosites

attribuab les au dévonien moyen , dans la par t ie supérieure de la sér i e , mai s des

recherches de conodontes sont en cours . Nous e s saierons de comparer la série de

12

notre secteur

à

celles qui sont connues dans d ' autres endro i t s des Pyréné e s , en

part icu lier

à

Salau

(JL. Kaé1in, thèse en cours) .

A . 3 . DESCRIPTION DE

LA

SEQUENCE LITHOSTRATIGRAPHIQUE

Nous nous s ommes basés sur troi s coup e s , permet tant d e reconsti tuer une

colonne valab l e

à

l ' échel l e du secteur étudié . L ' une e s t s i tuée au sud du P l a

de Moun'igou, et p ermét de voir la base de la séri e (quartz ites rubané s ) , l ' autre ,

du col de P ai11ères au col des Trabes ses permet d ' observer les conglomérats

e t les "barégiennes" ;une-

'autre

d ans la montagne de Gargai11e t e t au nord du p l.C

de Pourrass�permèt d ' observer la partie supérieure de l a s ér ie .

Nous allon s détailler succe s s ivement l e s différent s n iveaux représentés

sur la f igure nO 1

1 )

Quar t zites f inement l ités blanc et nOl.r

Ce niveau affleure b ien au sud du Ela de Mo�négou et surmonte la sér ie

schisto gréseuse du Tarbesou , attr ibué à l ' Ordovicien, qui recouvre elle même les

gne i s s du mas s if de l ' As t

oR

. Il est constitué d ' une d izaine de mè tre s de quartzites

as sez dur s , à patine b�une ferrugineu s e , tenace . On y ob serve un l itage blanc et

noir infracentimétri que , fortement microp 1 is sé . Un niveau analogue , dans une' p o s i t io n

analogue se retrouve plus

à

_{l ' ouest , a u sud d u c o l de Chiou1a; et dans l a sér ie du}

secteur de la mine d e Salau ( s ér i e rubanée de JL . Kaé1 in) .

Ces sch i stes aff leurent as sez mal , sur le rebord du P la de Mounégou. Ils

s ont friable s , légèrement grés eux, et assez riches en muscov i t e .

3) Calcaires roux

On vo it apparaître au-des sus des sch i stes une pas sée calcaire dont la

partie supérieure e s t caractér i s ée par une couleur rou s s e et un aspect "car ié" .

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46 calcaires en plaquettes

à

encrines

1; calcaires

à

interlits siliceux irréguliers

�; Silurien(schistes noirs)

�J "Barégiennes"alternances de calcaires et shales -Il calcaire massif

li grauwackelt schistes noirs

conglomérat polygénique

, alterrtances de calcaires et shales

1 conglomérat

à

galets de quartz

, microdiorite

f tuf siliceux bréchique

à

éléments noirs 4 calcaire noir en plaquettes

; calcaire roux

2. schistes

1 quartzites finement lités blanc

et

noir

Fig. nO

l

Colonne stratigraphique de

la

région du Col d� Paillères'

.-- .. _ .. . . --,---_ .... __ ... . .

14

5) "Tuf" siliceux bréchique à éléments noirs

Cette roche assez curieuse affleure b ien dans la déviation du c61 de

Paillères . E l le est de couleur blanche , contenant des microgéodes de quartz ,

b l anc l aiteux , et des pass ées ou lentilles de niveaux noir s , recoupés par des

f ilonnets de minéraux magnés iens (trémol ite et chlorite) . Nous nous interrogeons

sur l a nature de cette roche , qui pourrait être l iée à l ' activité volcanique

qui va se révéler p lus haut dans la série.

6) Microdiorite

Cette roche se présente en s il l s de lm de puissance associés à quelques

f ilons annexes . E l l e est tenace , à grain f in, et de coul eur verte à l ' affleurement.

7 )

Conglomérat à galets de quartz

Un premier niveau de conglomérat a

p

p araît . I�l contient de nombreux galets

de quartz centimétriques ou même, décimétriques . Il est pratiquement monogénique .

8 ) Alternances de calcaires et shales

Sur quelques mètres on peut observer des alternances de shales et calcaires

assez sombres , en l its centimétriques à décimétriques .

9 ) Conglomérat polygénique

Ce n�veau conglomératique est le plus remarquable . A la base, il contient .

de nombreux galets de quartz , de quartzite hlanc, de granite , de gnei s s , et quelques

fragments de schistes noirs as sez quartzeux , r iches en matière organique . La matrice

devient de plus en plus abondante ver s le haut , et contient des feldspaths clasti­

ques , ainsi que de la calcite , qui laisse des cavités après sa d ispar ition lors de

l ' altération superf icielle .

/

la)

Schistes no�rs

On a là un mince niveau de schistes noir s , légèrement carbonatés.

I l )

Il

Gr auwacke

Il

Cette roche, de couleur beige et de grain assez gros sier est r iche en

clasts de plagioclases . On peut

y

observer des polarités sédimentaires.

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Ordovicien inférieur et moyen

Ordovicien supérieur

Conglomérat

Silurien ( schistes noirs

1<.-1'-/\1

Dévonien inférieur et moyen

1+ +1

Granite

�

ilon de quartz blanc

�-Fig.

nO

2

Carte géologique simplifiée du secteur étudié.(L'échelle

est le 1/25000° . )

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Fig. n°

J

carte géolo�ique et situation des mesures de

mic:cotectonique dans le secteur du Col de PailIères

i-*a"'7

1-' 0'1

Ce niveau calcaire est d ans l ' ensemb l e mas s if , b ien que l ' on puis s e

parfois y repérer quelques niveaux l ités pouvant contenir d e s encrine s .

1 3 ) "Barégiennes"

Par analo,gi e avec les a lternances de calcaires et shales de Barèges

(Pyr énée s occidentales) que l ' on retrouve fréquemment dans la zone axial e ,

nous avons appelé a ins i c e s roches rubanée s caractéristiques. Quand o n s e

rapproche du contact , on voit un certain nombre d e mod ifications affecter

ces roche s , allant j usqu ' à la formation de skarns rubanés . C ertains niveaux

sont p lus franchement carbonatés , mais du fait de la tectonique intense , nous

n ' avons pas étab l i de l ithostratigraphie pt"écise de ces "Barégiennes" , souvent

considérablement épa i s s ies p ar de nombreux rep l i s .

1 4)

S i lurien

C ' est à ce niveau que se p lacent les principales incertitudes de notre

travail . Le S i lurien Ampéliteux , avec à la base des shales b leutés est bien visib l e

à l ' ouest du c o l d e Paillères et disparaît à l ' E st . O n s ait que ce système est trè s

capricieux dans les Pyrénées et peut avoir des épais s eurs extrêmement variables .

On a c ep endant rarement pu démontrer s i les causes en étaient tectoniques ou paléo­

g éographiques . Nous p ensons pour notre p art que la première solution est la plus

p lau s ib l e , car nous observons un aminci s s ement caractér istique de ces terrains sur

le f l anc nord de l ' anticl inal du port de Pail lères .

1 5 ) Calcaires à interl its s il iceux

As sez s emblables aux "barégiennes", ces niveaux constituent pour nous

la base du Dévonien . La différence princ ipale est le caractère p lus s i liceux des

intercalations , se traduisant par une couleur plus c lair e ; d ' autre part , les

inter lits s i l iceux sont le p lus souvent peu épais ( 1 cm de lit s il iceux contre

1 0

cm de carbonate) .

18

16) Calcaires en elaquettes à encrines

Ces niveaux se retrouvent au sud , sur le f l anc sud de la montagne de

Gargaillet et au nord du pic d� Ginesta . Ce s ont des calca ires en p laquettes ,

ayant un aspect "noduleux" . Des taches beiges ponctuent en effet un :flon� gris

c lair, souvent r iche en déb�is d ' encrines.

1 7

Dolomies

Ces do l omies assez pures , à grain gro s s ier semblent primaires , car on les

retrouve au même n iveau p lu s à l ' est , dans le secteur d ' E scou l oubre , et ce de manière

trè s continue.

1 8 )

Calcaires mas s if s à cherts et fos s i les s i l i cif iés

Ces cal caires ont été décrits pa� C avet

( 1 95 7 )

.dans le secteur d ' E scoulou­

bre. Nous les avons retrouvés dans la montagne de Gargaillet , typiques , contenant

également des fragments de Favos ites s i l ic i f ié s .

Nou s précisetons enf in que certains niveaux, en particùl ier les niveaux

conglomér ats ne sont pas continu s , et forinent un chapelet irrégul ier , mai s où l ' on

retrouve la même succes s ion stratigraphique .

A. 4 . CORRELATIONS ET E S SAIS DE DATATION

Quelques critères , malheureusement non fondé s sur la paléonto lo g ie , nous

permettent d ' attr ibuer les niveaux

1

à

1 3

à l ' ordovicien supérieur .

cette formation vient en contact sur l a f ormation b ien caractéri stique

des s ér ies flyschoides de l ' ordovicien inférieur et moyen.

- elle présente des niveaux cong lomératiques b ien différents de ceux qui

exi stent dans le Culm , par l ' ab sence de galets carbonatés , la propos ition

p lus importante de matrice et l ' absence d ' une s ér ie turb iditique associée .

- on voit la trace d ' un épisode vo lcanogénique (tufs , microd iorite , "grauwackes

clasts de feldspaths )

. déj à

remarqué dans le s ommet de l ' Ordovic ien

(Cavet ,

1 95 7 ) .

Cette partie de notre s érie se corrè:le a s sez étroitement avec la s ér ie s édimen­

taire du se�te�de Salau , revue r écemment par JL . Kaé l in (thèse en cour s ) .

au Dévonien inféri eur et moyen. Les niveaux à fossiles s iliceux sont suffisamment '

s ignificatifs .

Nous verrons (chap . I A) que les analyses chimiques d e la partie inf ér ieure

de la série sont à rapprocher étroitement d ' autres analyses effectuées par

M. Fonteilles

( 1 9 7 6 ) ,

sur une s érie attribuée sans doute pos s ible à l ' ordovicien

supérieur.

B .

I

CADRE STRUCTURAL

1

Les seules d onnées exi stant sur la structure de l ' enc a i s s ant du granite

d e Quérigut sont l e s thèses de Laffont

( 1 9 7 1 )

pour la p artie E st et , Aparicio

( 1 9 7 5 )

pour l ' ensemb le d u mas s if . C ependant , l ' optique de c e s étude s e s t p lutôt une histoire

locale d e la déformation , alors que nous nou� s ommes plutôt intéres sé s

à

l ' aspect

géométrique des éléments structuraux et de leurs interférences. Les que stions c lefs

sont les relations ente les phas e s tectoniques et la mis e en place du granite .

Nous avons étudié et cartographié-en d étail le s ecteur du col de Paillères ,

s itué d ans le coin

NW

du mas s if. Ce secteur nous se�b l a it de premier abord f avor ab le ,

la direction du contact s ' inf léchit par rapport aux structure s maj eure s , permettant

donc de mieux d i stinguer les effet s éventuels du granite sur ces structures.

B . I . PRINCIPE DE

LA

METHODE

Nous avons mené de front une cartographie du secteur et une étude micro­

tectonique cons istant en une mesure des élément s structuraux principaux, puis un

report sur d iagramme de Schmidt (Hémisphère infér ieur) pour mieux comprendre les

relations géométriques et les superpo s itions de phases . L ' hypothèse du cylindrisme

des p l i s s ' est conf irmée au cours de l ' étab l i s s ement des d ifférents d iagrammes .

B . 2 . DESCRIPTION ET INDIVIDUALISATION DES PHASES TECTONIQUES

Dans le secteur étudi é , nous avons reconnu s ix pha s e s tectoniques . Nous

allons les présenter succes s ivement à l ' aide de d iagramme r éa l i s é s en d ifférents

aff leurements que nous localisons sur une carte ( f ig . no2J� ) .

20

B . 2 I . Phases précoces

E l le s s ont au nombre de tro i s .

La pha s e

1

est marquée p ar des pl i s moyennement ouverts , d écamétriques .

Ils sont recoupé s par une schisto s ité 2 , que l ' on pensait au départ-de l'étude p lan

axial, mai s qui se d i spose

en dehors du grand cercle . Le plan axié!1du p l i est

néanmoins voi s in d� S2

'

un peu moins penté ( f i g . no � ) . Ce diagramme a été cons­

truit d ans la p artie S Est de la région étudiée .

P lus au nord , dans des niveaux carbonatés famenniens , on remarque des

-p li s d écamétriqu e s recou-pés -par deux s chisto s ités , a s sez difficiles à d i stinguer

par de s critère s obj ectif s . On y d istingue une schistos ité , ains i que.

18

gt_rati­

f ication d isposée,s'9.1r des grands cercle s , dont l ' intersection est une autre schisto­

sité (fig . nO

6 ) .

On

peut encore y vo ir les phases

1

et 2 .

La pha s e

3

est surtout intense à l ' Ouest de la r ég ion étudiée ( en moyenne

45 S 6 0 ) ( f ig . no;; ) . Les axe s s ont d isper sés par des p li s s ements antérieurs

On peut la vo ir r eprendre la pha s e 2 , à la l im ite d�s deux zones d ' influence prépon­

dérante de ces deux phases ( f ig .

8 ) . Dans les alternances calcaire/ shale s , elle

constitue de beaux plis à tendance isoclinale avec une sch i sto s ité peu palpable ,

surtout près du granite . Par contre , dans les. schistes s iluri ens , elle donne l ieu

à une schisto s ité fine et prononcée .

B . 2 2 . Phases tardives

Ces pha s e s sont aschisteuses et les p l i s correspondants sont des p l i s en

chaises .

Le d iagramme de la f igure n° ,

nou s montre un p l i de phas e 4 , dont les

axes sont presque horizontaux. Ces p l is peuvent reprendre la sch i stos ité 2 (d ia­

gramme de la f igure n0 5 ) ou la schistos ité

3

(f igure

g

)

.

I l s sont g énéralement

décimétriques de p l an axial 7 0 S45 , à vergence Sud .

Deux autr e s phase s p lus tardives ,une phase

5 ,

de p lan axial environ 7 0 ou

60 N 40 , reprend l a phase

3

(f igure nO

�1

) donnant des p l i s métriques à vergence N .

Une pha s e 6 , que nous ne pouvons pas caler exactement par rapport aux

pré-c édentes donne des p lis en pré-chaise métriques ou dépré-cimétriques (f i g .

42.

et

J'f3

)

et d isperse la pha s e

3

(fig

40 )

1

l

1

-1

₁

plis effectivements mesurés

--- --_

dispersions supposées

0

stratification

So ®

phase

l

•

phase 2

...

phase

_J \l

phase

4

0

phase 5

*

phase 6

/

22

N

o

alternances calcaire shales métamorphiques, D 25, p . c . 1377

N . �:

+

e

/

e

1

(el

\

f

i9"

t)O

6

Griottes famenniennes, SW du Roc de�"Naude

24

N

o

f�-h.1

alternances marna-calcaires du Dévonien inf. Bois de Tibiac

+

schistes noirs gothlandiens,Jasse de Font Nère

o o

26

N

+

ti��.

9 plis serrés métriques dans les alternances marbre-shale

du s ommet de la Lis s e d ' Embarr e .

ç�

�. 10

alt ernanc es marbres shales , épingle p . c . 1841 s ur la D25

28

j

1 /

I�J

+

o <>

fi�

1\0

1 ! alternances marbre shale dans le versant de Soucara t

f

i��llalternanc e s marbre s shales , ubac d e s Cl otes

30

N o o o o o 00 � -Q. � + 0 _1;1

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0

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0

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0 ₀

*"" �

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0

Nos obs ervations et celles de M. Aparicio coïnc ident as s ez peu , tout au mo ins en ce qui concerne le secteur étud i é . Le nombre de phase s la caracté­ r isation d ' une phase , ains i que la façon d ' envisager les superposit ions ne sont pas les mêmes ; e t i l nous e s t pratiquement impo s s ib le d ' effectuer des corrélations .

Nous pouvons d ' ores et déj à aff irmer que les phases 82 et S3 ne s ont pas inf luencées mécaniquement par la montée du granite , et lui sont antérieures . A l ' échelle du secteur étud i é , nous n ' avons observé aucune schi s to s ité "moulant"

le contact , et nous avons plutôt vu des �histos ités conservées dans certaines en­

claves sédimentaires incorporées dans l e granit e .

Les phase s 2 et 3 sont b ien dis tinctes et ne sont pas due s à une réorien­ tation d ' une même phase par l ' intrus ion du �ranite ; elles sont d ' extens ion régiona le , se faisant sentir à quelques ki lomè tres du contact .

L ' intru s ion du granite se s ituerait donc aprè s la phase 3 .

Nos conclus ions ne s ' appliquent iju ' au secteur étudi� , e t une analyse du pourtour du mas s if , b ien que souhaitab l e , constitue' un travail trop important pour faire l ' obj et d ' un s imple chapitre d ' une thès e de 3ème cycle .

C . EVALUATION DES CONDITIONS DU METAMORPHISME DE CONTACT C . l . RAPPEL DES TRAVAUX ANTERIEURS

En ce qui concerne le métamorphisme , deux conceptions s ' affrontent . L ' une (Leterrier , 1 9 7 2 ) fait intervenir dans les micaschistes des enclaves du contact

Sud un métamorphisme régional à b iotite almandin puis à andalous ite , andalous ite/ cor­ d iérite ou cordiér i t e , suivi d ' un métamorphisme de contact , avec apparition de s i l li­ manite , destab i l isation de l ' almand in et la cordièr it e . L ' autre (Autran et Al , 1 9 7 0 )

fait intervenir un épisode d e métamorphisme d e contac t au sein d e s chistes épizonaux , les minéraux observés étant d ' apparit ion cont emporain du granit e .

C . 2 . STABILITE D U CORINDON

Dans la par tie N du contact , ce ne sont pas des s i l icates d ' alumine qui apparais s ent , mai s du corindon (vo ir chap . 2 ,A) . On en vo it fréquemment dans les niveaux pélit iques interstratifiés avec les marbre s , en voie de rétromorpho se

/

en margarite et muscovite . Ces pélites sont extrêmement alumineuses (plus de 30% poids d ' AI203 ) et le quartz n ' y apparaît pas. L'appar it ion du corindon est

Pt Kb

8

6

muscovite

4

2

5 0 0

I : B . Ve lde , I 96J

2:Crowley & Ro y, I 964

J:Yoder & Eugs ter , I955

32

sanidine

+

corindon

Fig . nO

I� Courbes de s tabilité de la muscovite

à

haut e température

en l 'absenc e d e quartz .

a été trouvé dans des roches à excè s de s i l ice , en relique s b l ind� dans des s i l icates d ' alumine (Autran et Al� 1 9 70) . Dans ce cas , c es auteurs expl iquaient sa présence par une nuc léation hors d ' équil ibre , provoqué par une montée rapide du granite . Dans nos cornéennes , la paragénè s e typomorphe e s t la suivante :

. corindon/f eldspath K/b iotite

la s tab i l ité de l ' as s emb lage corindon/ s anidine a été étud iée par p lus ieurs auteurs (fig . no 14 ) . Pour 'de s pre s s ions d ' un à deux ki lobar s , la t empérature minimale de ,cet assemb lage est donc d ' environ 650° C , car , en l ' ab s ence de quartz , nous ne pouvons pas invoquer une nuc l éat ion hor s d ' équil ibre .

La rétromorphos e en margarite ,es t peut être contemporaine de la phase de skarnification, correspondant à des f luides chargés en Ca++ . On sait , d ' après Chatte�j ee , 1 97 6 , que la destab i l isation du corindon par la réàct ion

anorthite + cor ind on + H20 � margarite se produit en dess ous de 500° pour des press ions de H 0 qe 1 à 2 kb .

2

C . 3 . CONDITIONS THERMODYNAMIQUES DANS LES ENCLA�ES DE LA PARTIE SUD Nous avons analysé les minéraux d ' une c ornéenne s itué dans la grande enc lave du Roc Mary . La paragénè s e es t la suivante :

grenat - biotite

- feldspath potas s ique - quartz

- tourmaline

il s ' ag i t donc d ' une roche trop peu alumineus e pour qu ' apparaissent des s i l icates d ' alumine ou � p lus forte rais on du corindon.

Nous avons analysé le grenat et la biotite , en vue d ' appliquer les thermo­ mètres déduits du partage du Fe et du Mg entre ces deux minéraux .

Trois sortes de b iot ites ont été analysées :

- des biotites de petites tail les , dispersées dans l a roche (83 ' , 90 ' , 1 ") - des b iot ites incluses dans les grenats (86 ' )

- des b iot ites de rétromorpho se du grenat ( 9 1 ' , 92 ' )

le grenat lui , a été analysé en p lusieur s points , pour évaluer le zoning , touj ours pos s ib le (85 ' , 8 7 ' , 88 ' , 89 ' ) nous avons util isé pour notre calcul la moyenne des 3 analyses du premier groupe de b iotite s , et la moyenne des

4

analyses de grenat .

34

Le thermomètre de Ferry et Spear ( 1 978 ) est exprimé p ar l a relation suivante

(Mg!Fe) grenat

o =

1 2 454 - 4 , 662Tk + 0 , 057Pbars + 3RT Ln (Mg!Fe)biotite

pour des grenats dont le rapport (Ca+Mn) '( Ca+Mn+Fe+Mg) e s t in�éri eur

à

0 , 2 et pour des b iotites dont le rapport (AIVI+.T i ) ! (AIVI+Ti+Fe+Mg) e s t inf érieur

à

0 , 1 5 , nos minéraux suivent ces conditions , et on ob tient l.a cond i tion d ' é qu i l ibre

suivante

1 2 , 1 97T = 1 2454 + 0 , 057P

soit pour _P

= l kb , T = 1 02 6k ou 753 ° C

P = 2kb T = 1 030k ou 757°C

les incertitude s propres au thermomè tre et aux mesure s peuvent être évaluées à ± 50 ° C , mais il e s t dif f icile de vérifier si l ' équil ibre a été effectivement

attein t . Faute de temp s , nous n ' avons pas pu effectuer de transversale sur

l ' ensemble du contac t , et une évolution de temp ératures aurait été plus s ignif

i-o

cative qu ' une mesure isolée .

C . 4 . CONDITIONS IMPOSEES PAR L ' ETUDE DES SKARNS

Le chap itre l aborde les conditions thermodynamique s régnant lor s de l a

format ion d e s inc lus ions f luide s , et dél ivre d e s températures légèrement inf érieure s . L ' étude des inclus ions fluides par contre ( chap . IV) permet d ' arriver

à

des tempé­ rature s supéri eures

à

700 ° C ( enclaves de Boutadiol , skarns de la zone externe) .

C . 5 . COMPARAISON AVEC D ' AUTRES CONTEXTES ET CONCLUSION

Le métamorphisme de contac t du compl exe de Quérigut s e caractérise par rapport

à

c e lui de Salau (Sol er , 1 977) par des temp ératures p lus é l evées , mais faute d ' une étude p lus approfond ie; nous ne pouvons pas réellement prendre par t dans la controvers e exp o s ée en C l ' tout au mo ins en ce qui concerne le contact sud . Pour l e contact nord , il n ' exi ste aucune trace d ' un métamorphisme régional important . Par contr e , dans les séries ordoviciennes occidentale s ,

couverture du socl e gneiss ique de l ' As ton, qui s ' avance en coin dans le sud oue s t du mas s if , les deux métamorphismes s e superposent . Mais nous n e pensons pas ,

pc.r

comme le fait L eterrier , que cette supo s it ion s ' étend

à

l ' ensemble du mas sif , ni qu ' il y ait un quelconque " effet d e socl e" autour du grani te .

o

On p e ut not e r également l es fort e s t eneurs en Tio2 d e s biotites

( 2 , I9

à

) , 9I % ) allant dans l e s ens de t empérature s é l e vé e s .

CHAPITRE 1·

ËTUDE PËTROG R A P H I QU E DES P R I N C I P AUX S KA R N S

A .

I

SECUUR DU COL DE PAILLERES

Il nous avai t paru intéressant d ' étudier , dans ce secteur un ens emble de grenati tes rubanées , qui aff leurent de manière spectaculaire dans une peti te car­ rière , au lieu-d i t Soucarat sur la D . 25 .

Une étude p lus approfondie du secteur nous a permis de découvrir des skarns

à

scheeli te , de faib le développement , au pied du Pic de la Lisse d ' Embarre .

Nous avons donc mené en parallèle l ' étude de ces deux skarns , dont l ' un s eulement es t minéral i s é , la comparaison en s emblant prometteuse.

A. I . CADRE GEOLOGIQUE

Les donnée s cartographiques et li thos tratigraphiques s ont ras s emblées dans le premier chapitr e .

A . I I . Soucarat

Le contact avec la mas s e principale du grani te est proche (20

à

30 m) ma� s es t masqué par d e s éboulis et des formations morainiques . Par contre , on peut

observer des apophyses plurimétriques de grani te . L ' encai s sant est ici une roche rubanée , présentant des alternances et des récurrences

à

différentes échelles .

On a gro s s ièrement une success ion de niveaux de marbres , de cornéennes péli tiques parfois claires , parfo i s sombres , -et de ce que nous appelons skarns rubanés , consti tués d ' al ternances régulières de grenats , de métashales p lus ou

1

36

, ... _--... _--, ,,.. ... _J ,

_----�Es couloubr e

\ --x- _{''-_ .... -,} • Quérigut .... _-, ,

Li mites d u mas s if granit ique

.... .... -\ \ \ 1

1{'

Couno z ouls

\ t, \ 1 \ ./ � \ .... .-.J \ ,'" \ , '----.}

*

Madrè s

",___ ",.-, -" .,... \0 - ... _,;1--,­ /' \ , ./ ;-/ ... _/ " ,-5Km

Fig . nO 15 Lo calisat ion d e s princ ipaux s ect eurs é tud i é s dans c e

chapi tr e .

moins transformés , et de fins lits de marbre .

La coupe de la figure

�6

permet de visualiser l ' aspect de ces al ter­ nances , touj ours rigoureusement symétriques .

Nous allons principalement décrire et é tudier les skarns rubanés à grenat .

A . 1 2 . Lis s e d ' Embarre

(fi,9.2.I)

Les petits skarns aff leurent dans une p etite falaise s i tué à l'oues t d ' un p etit lac as séché en été . La s i tuation par rappor t au granite e s t à peu près la même que précédemment ; cependant , le granite est modif ié sur une p lus grande distance : des amphiboles , et non p lus quelques pyroxènes , apparaiss ent dans les faciès

Le marbre ici représente une proportion p lus impor tante de l'encais sant , au détriment des cornéennes péli tiques . les skarns rubanés à grenat exis tent , mais sont p lus diffus que d,ans l e cas préc€dent .

Le skarn s ombre minérali s é apparalt à un contact entre le granite mo­ difié riche en amphib o l e et des skarns rubanés sur une vingtaine de centimètres de puissance .

A . 2 . DESCRIPTION PETROGRAPHIQUE E T CO:t-œOSITION DES MINERAUX A . 2 1 . Soucarat

Vus de p lus près , les skarns rubanés à grenat de Soucarat s ' organisent en zones , disposées de manière quas iment invariab le (voir fig. nO I?- ) .

L ' épaisseur des zones peut varier entre 2 e t 3 0 cm.

Zone 1

Cette zone , parfois abs ente , apparaî t gris sombre à l ' oeil nu . E l l e peut faire entre 2 et 1 0 cm d ' épaisseur . Le minéral dominant est le microcl ine , formant un agrégat mosaïque de cri s taux de 1 00 �m de diamètre . On y trouve de la bio tite, . de la mus covi te en paillettes di spersées , quelques oxydes de Fe , Ti (hématite , ru,tile) , et surtout des cris taux subautomorphes de corindon , parfois légèrement b leutés . Ces cr istaux de corindons s ont altérés et différents

mi-néraux s e re trouvent en une auréo le concentrique autour des grains a ttaqués .

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

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1

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1

1

1

1

1

1

_,

on peut tout d'abord observer une mince couronne de

��E��Ei��

pU1 S de l a musco-vite (ces deux minéraux ont é té distingués à la microsonde é lectronique) puis , apparais s ant nettement dans les parties externes de cette zone, de l a c linozoï­ s i te (photo n018 et n019) .

C ette roche peut être une ancienne pélite intercalée dans des niveaux calcareux, mais l'extrême abondance de l'AIZ03 ( su�-saturation) l ' ab s ence de quartz , de p lagioc lase et l'ubiqui té du microcline attes tent·

composition extrëme de la roche de départ.

Zone 2

d'une

Cette zone est cons ti tué de microcline et de c linozoï t e . La c linozoïsite peut par endroi t renfermer quelques inclusions de muscovi te . D'autre par t , les corindons ont lai s s é la p lace à des fantômes en forme de baguettes , entièrement cons titués de clinozoïs ite. Ceci montre qu'elle dérive de la zone précédente , par apport de Ca

+

2

CaO

Le sphène apparaît à la p lace du rutile , la biotite n'est p lus présente .

Zone 3

Cette zone est essentiellement constituée de c linozoïsite et de diops ide (vert très pâle à l'oeil nu

)

. Le diop side est soit disper s é , soit ras s emb lé en lits paral lèles

à

la litho logi e , l e p lus souvent au contac t entre la zone 3 et la zone

4 .

Comme ce phénomène es t sporadique , nous hési tons à faire de ce diop s ide une zone à part entièr e .

On peut y observer parfois des géodes tardives à calci te , actino te ,

prehni te.

Zone

4

Cette zone est essentiellement cons ti tué de grenats grossulaires , com­ prenant 8 à

1 2

% de composant andradite (An

61 , 6 2 , ENS I ' ENS2) .

Les autres

40

5

4

2.

:::::::::: . ...

II[wlllmil�!; .

,! •••••••• .

Îlll;IJ,:

l

K

feldspath,corindon,muscovite,biotite .

2

K

feldspath,clinozoîsite .

J

clinozoîsite.

4

grenat"

5

marbre/

Fig . n

_{� 11}

rubanement dans les cornéennes

_à

grenat de Soucarat

.� �

�

liilllY ��::",,=,---+margarite ---+l1nierocline

-Çj

_-I-vQllvite lem

Fig . n O lt�$ Détail de la z o nation dans les c o rné ennes rubané e s

à

grenat de S oucarat .

42

Fig. nO.IB zonation autour d' un grain de corindon I:corindon

2:margarite

J

:muscovi te

;O,111M11

4:clinozoIsite

Fig. n°.1' même chose sur un autre grain de corindon

---===---

---�

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Fig.n�2.0

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---grenat idocrase wollastoni-ce grandeur nature

lits impurs plissotés à diopside,clinozoisite,microcline ou parfois quartz

aspect petits s::earns inclus dar..s les bancs métriques

44

minéraux sont des s a l ites (An 63 , ENS3 , ENS6) , englobés dans les grenats, et des taches sporadiques d ' idocrase . D e nombreuses fractures tardives , perpendiculaires au l i tage hachent cette grenati te, et conti ennent de la calci te , du quartz , de la prehnite en propor tions variab les .

Zone

5

C ' es t un marbre compor tant p arfois quelques peti tes impuretés en l i ts composée s de diop s ide et de microcline .

La transi tion avec l a zone

4

est assez graduelle , car le grenat p eut s e développer en cri s taux automorphes , devenant de p lus e n p lus s errés pour consti tuer la grenati te de la zone

4.

Il peut arr iver qu� cette zone 5 di sparaisse de certaines' alternances ou en soit représ entée que par un très fin l i t dé calcite s i tué au centre de la zone

4

(voir fig . n O I1) .

On peut éga l ement observer dans c er tains niveaux de marbres p lus épais de peti ts skarns

à

grena t , wo l lastonite, idocrase , dontol ' amp leur ne" dép as s e pas 2 cm ( f ig .�O ) , c ' es t s emb le-t- i l ce type de skarn qui a été décri t par

M. Aparici o ( 1 9 7 5 ) .

Il faut r emarquer que c ' es t s eulement dans ce contexte très particulier qu ' apparait la wo llastoni t e .

Ce type de petits skarns existe également

à

Py , dans le Canigou

(Gui tard , 1 969) ,

à

Salau (Fonteil l es et Machairas , 1 96 8 )

à

Cos tabonne ( B . Guy , com. p er s . ) . I l s correspondent

à

la no tion de skarns du premier typ a , non miné­ ralisés , de faib l e épai s s eur , peu ferrifères (voir Phan Ki eu Duong , 1 96 9 ) .

Les carac tères géométriques et pétrographiques de ces skarns nous à�ènent

à

nous poser un certain nombre de que s tions sur l eur mode de formation . En par ticulier , i l s emb l e important de savo ir s ' i l y a eu des apports o u des dép arts impor tants d ' éléments par l ' intermédiaire d ' un f luide (percolation) ou s ' il y a eu s imp l e diffusion entre deux mi lieux incompatibles dans un f luide com­ posé de CO2 et H20. On est tenté en effet d ' exp liquer le car actère non minéra­ l i s é de ces skarns par une formation en régime de diffus ion essentiel l ement ne s ' accompagnant donc d ' aucun apport en par ticul ier de F e , W, Cu, etc . . .

Nous verrons p lus loin que cette hypothès e ne permet pas d ' interpréter une par tie des ob s ervations et des données géochimiques .

A . 2 2 . L i s s e d ' Embarre

Les peti t s skarns , minéralisés en scheel ite , cons t i tuent avec l ' indice

de Baxoui l lade (Bes son, com . per s . ) les s eules occurences de scheeli te de la

périphérie du comp l exe grani tique de Quérigut . Nous n ' en avons p lus retrouvé

ailleur s .

C es skarns s ont comp lexes et ne se disposent pas suivant de belles veines

zonées comme dans de nombreux autres - cas , la litho logie et la s tructure sont a s s e z

tourmentées . Par moment , c e s skarns présentent des analogies avec l es skarns

de Soucarat (al ternance de lits de grenat et d ' ép ido te , res tes de péli tes moins

trans formée s ) . C ep endant , les épidotes locale�ent ver t vif , l a couleur et l ' abon­

dance de pyroxènes ver t sombre indiquent l e caractère ferrif�re de ces skarns .

Les skarns mas s if s sont peu épais (20 cm au maximum) et renferment prin­

cipalement de la f errosali te en cri s taux aS'sez

_

irrégulier s , zonés; du quartz

."

et un peu de calci te, apparemment tardifs cons ti tuent l a gangue . La scheelite est

soit idiomorphe dans l e pyroxène , soit xénomorphe dans des f i lonnets . On peut

également trouver quelques sulfures , de la b l ende principalement , ains i qu ' un peu

de cha l copyrite.

Les skarns rubanés sont p lus abondants , et peuvent parfois res s emb ler

aux skarnoides de Salau ou Cos tabonne . I l s sont cons t i tués de lits , souvent dis­

continus de grena to pyroxéni t e , accompagnés d ' épidote ferrifère , a l ternant -avec

des l it s soit encore quartzo-feldspathiques , s o i t carbonatés , contenant alors

quelques grenats iso lés , ainsi qu ' une as s ez grande quantité de peti ts pyroxènes

riches en fer . On peut remarquer autour de certains lits grenatiques des inter­

cro i s s ances de quar tz et de calci te en lames parallèle s , p lus ou mo ins envahies

par de petits pyroxènes . Ceci suggère très for tement que de la wo l las toni te

entourai t le grenat comme dans cer tains skarns de Soucarat et qu ' e l l e a été

ensuite des tabilisée en quartz et calcite ; le pyroxène rerrifère se déve loppant '

alors en partie aux dépens de la calcite

Cf ig .

22. )

.

pui s

"

s

1+++1

granit e 0[lJ barrégiennes (@:;;:Wt;;;1 grenati t e s rubané e s skarnoïdes

�

skarn mas s if

à

fèrro sal it e

1

;t 'rd ""'

Fig . no 2 1 C oupe

N S

de la bordure W du petit lac de l a Lisse d ' Embarre

N

+:> 0"\

On peut interpré ter le zoning de certains pyroxènes comme le témoin de

la nuc léation de la ferrosa l i te par de la salite préexis tant e .

Ceci es t à no tre sens un bon indice permettant d ' imag iner l a genè se de

ces skarnoïdes en 2 temps .

1 ° ) Skarns "clairs" à grossulaire/wollas tonite (Cf . Soucarat) .

2 ° ) Skarns ' sombres à ferrosalite .

On peut d ' ail leurs voir ces phénomènes à Salau où l ' on voi t des

skarnoïdes se d évelopper aux dépens de cornéennes calciques suivant un sys tème

d e zone guidé par la litho logie et des frac tures (Soler , 1 97 7 ) .

Ces skarnoïdes ont subi ensuite une phase d ' al tération hydrothermale

localement as s ez d éveloppé e , à quartz , épidot� , trémo l i te , adulaire à Baryum

e t scheelite xénomorphe .

- Le pyroxène' e s t une ferrosal i te , et non pas une sali te comme à Soucarat .

Sa compo sition vari e entre 6 0 % Héd . au centre e t environ 8 0 % Héd . à la pé­

riphérie . Les p e t i t s cris taux dispersés s emb l ent être tous proches de 80 % Héd .

(An . ENS 12-1 à 12 . 5 , ENS 13 . 1 à 13 . 3 , ENS 13 . 6 , 13 . 9 , 13 . 11 , 1 4 . 1 , 14 . 2 ) .

Cependant , quand les pyroxènes sont d i s s éminés dans le marbre , i l s sont net­

tem�nt moins ferrifères (Héd . 30 à 40) et se rapprochent des valeurs ob tenues

à Soucarat (An 2 8 , 2 9 , 31 , 33 , 3 7 ) . On peut remarquer d ' autre par t une assez

bonne corrélation entre les teneur s en FeO et �nd des pyroxènes . Ceci signifie

que Fe e t È1n , appor tés par le f luide , s ' incorporent de manière proportionne lle

dans les pyroxènes .

Ces différ ents fai ts sont explicités d ans la figure nO

2 3

- Le grena t es t légèrement plus andradi tique qu ' à Soucarat (And 13 % à

20 % ) (analyses ENS 13 . 5 , 13 . 7 , 13 . 8 , 13 .

l a ,

14 . 3 , 14 . 4 , 14 . 5 , 15 . 4 , 13 ") . Nous

n ' avons pas pu met tr e en évidence une zonation de compos i tion dans ces grenats .

- Les épido tes sont proches des p i s tachi tes , ayant un rappor t FeIII/AI - 2

+

FeIII de 0 , 74 à 0 , 81 (il est de 1 pour la pistachite) (analyses ENS

_{l a , I I ,}

_{12 ) .}

-

Nous avons également analysé les adulaires à Ba hydrothermales as socié es

à la chlori te . Des teneurs de 1 à 1 , 5 % de BaO ont été détectées (An . ENS 13 et 15 ) . '

grenat

riWiiiV!W!]

pyroxène

I�II�J

calcite

quartz

48

0,1 hTVTT\..,

Fig. n 0 21 fantômes de wollastonite dans une grenato-pyroxénite ( Lisse d ' Embarre )

% M nO 1 0,5 D D D D I:;. • D • • • • • • • • • • • • 0 �---+---�---�---1---� 10 15

• skarns et skarnoides , Li sse d ' Embarre

D marbres , Li sse d ' Embarre

I:;. " grenat i tes rubanée�, Soucarat

20

% FeO

Fig . n0 21 diagramme FeO/Wmo des pyroxènes du secteur de paillères