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Pétrologie et géochimie des skarnoides du site tungstifère de Costabonne (Pyrénées Orientales)
Résumé
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Le complexe des skarns et skarnoïdes du pic de Costabonne s'est développé à la base de la série de Canaveilles, au contact d'un massif granitique, appelé granite de Costabonne. La série de Canaveilles est constituée à cet endroit d'une alternance de schistes, de calcaires et de dolomies. Des skarns minéralisés en scheelite se sont développés dans les roches carbonatées tandis que des skarnoïdes, pour la plupart stériles en tungstène, se sont formés dans les pélites. De l'étude de ces skarnoïdes, on peut retirer les principaux résultats suivants : (¤) Les skarnoïdes se sont développés dans des roches pélitiques peu calciques (moins de l % CaO), … (¤) Les skarnoïdes se présentent sous deux formes, soit en veines, soit massives. Ces deux formes sont intimement liées. Les veines sont toujours reliées à un skarnoïde massif… (¤) Une zonation est nettement visible. On observe d'abord la transformation de la muscovite en feldspath (potassique ou plagioclase). C'est la première zone appelée zone sans muscovite (Z1). Ensuite, l'amphibole remplace la biotite (zone à amphibole, Z2) et est elle-même remplacée par du pyroxène (zone à pyroxène, Z3). Enfin, la dernière zone voit la transformation du feldspath en grenat (grenato-pyroxénite, Z4). (¤) Les calculs de bilans chimiques (effectués à volume constant et élément constant (SiO2, P2O5,TiO2)) montrent un apport important de K2O dans la zone sans muscovite (Z1) et un apport constant de CaO et MnO de Z1 à Z4… (¤) La répartition des éléments en trace, et particulièrement celle des terres rares dans les zones externes (Zl - Z2 - Z3) a un caractère nettement hérité des cornéennes pélitiques. Dans la grenato- yroxénite, on observe un départ de toutes les traces liées aux feldspaths : Ba, Rb, Sr,… Les terres rares légères diminuent également mais les lourdes restent inchangées. Le tungstène est en diminution dans l'ensemble des zones par rapport à la pélite. (¤) On connaît quelques affleurements de roches constituées presque essentiellement de phyllites : Phlogopites ou chlorites. Les premières sont le résultat de transformations métasomatiques de chlorito-schistes. Les isotopes de l’oxygène montrent que cet événement s’est produit avant la formation des skarnoïdes proprement dits. Les isotopes indiquent également que les chloritites observées actuellement ne sont vraisemblablement pas les chlorito-schistes métamorphiques mais le résultat de l'altération d'une autre roche, peut-être les phlogopitites. Ces phlogopitites sont transformées en skarnoïdes où on observe trois zones : à amphibole, à pyroxène et à grenat. Le feldspath n'apparaît pas et le grenat remplace ici le pyroxène. Ceci implique un départ puis un apport d'Al2O3. (¤) L'ensemble des transformations observées dans les skarnoïdes peut être étudié dans le système K2O - CaO - MgO - Al2O3 - SiO2 - H2O avec les minéraux : muscovite - biotite - quartz - trémolite - diopside - K-feldspath -anorthite - grossulaire… (¤) Les données thermométriques des inclusions fluides et la comparaison avec les données expérimentales sur la stabilité des minéraux indiquent que les skarnoïdes se sont formés à moins de 2,0Kb et au moins 650°C, à proximité du granite. Plus loin, la température pouvait être de l'ordre de 500°C… (¤) Les analyses des isotopes de l’oxygène (18 O) et de l’hydrogène (D) indiquent l’existence d’au moins trois épisodes dans l’histoire des skarnoïdes. 1) Mélange d'un fluide métamorphique et d'un fluide magmatique et formation des phlogopitites. 2) Un fluide magmatique participe à l a formation des skarnoïdes s.s. 3) Phase d'altération tardive avec un rôle prépondérant de l'eau météorique. Celle-ci se caractérise par des δ 18 O et δ D proches de 0. (¤) La scheelite (CaWO4) est assez rare dans l es skarnoïdes, par contre, ils peuvent être riches en molybdénite (MoS2). Lorsque le long d'un contact pélite/carbonate, des skarnoïdes et des skarns coexistent, la scheelite se trouve dans le skarn et non dans le skarnoïde. L'inverse s'observe pour la molybdénite. Ce phénomène s'observe dans d'autres gisements. Il est vraisemblable que ce phénomène soit imputable à la nature des substrats : L'un riche en CaO et l’autre n’en contenant pratiquement pas (<: l % CaO). Les skarnoïdes peuvent cependant être utiles pour la recherche des skarns (porteurs de scheelite) du fait de leur grande extension et de leur liaison avec les carbonates (fournisseurs du calcium). Il est en effet possible d'observer des skarnoïdes à des distances importantes des contacts granitiques (plusieurs centaines de mètres) là où les skarns sont inexistants. (¤) Les roches à magnétite - apatite et biotite - apatite sont vraisemblablement d'origine magmatique et non pas métasomatique. Les compositions des biotites, des magnétites et ilménites et des apatites (terres rares principalement pour ces dernières) permettent d'écarter l'origine métasomatique ; elles indiquent en outre que ces minéraux ne proviennent pas d'anciens basaltes tholéiitiques transformés mais les rapprochent d'un phénomène magmatique lié au massif granitique. Ces roches appartiennent à la catégorie des nelsonites et pourraient s'être formées par un phénomène d’immiscibilité de liquides.