Les clinopyroxènes dans les basaltes alcalins continentaux ( Massif Central, France ) : Implications pétrogénétiques, barométriques et caractérisation de la profondeur des réservoirs magmatiques

Abstract

Cette étude porte sur les clinopyroxènes des basaltes alcalins continentaux et en particulier des basaltes du Massif Central Français. Elle a comme support l’analyse théorique de la composition des clinopyroxènes. Dans un premier temps une réflexion nous a amené à proposer une nouvelle méthode de calcul des composants polaires des cpx, méthode qui s’affranchit de tout à priori génétique et qui permet de tester efficacement la qualité des résultats analytiques. Elle permet également de donner des indications qualitatives sur les paramètres qui contrôlent la cristallisation des clinopyroxènes. Dans un deuxième temps, dans cette approche théorique, nous avons discuté, à partir d’une nouvelle diagrammatique, l’influence des conditions de cristallisation (P, fO2, PH2O, composition du magma…) sur le rapport Al/Ti du clinopyroxène. L’étude des clinopyroxènes dans naturels des roches, nous a permit de montrer l’existence d’une grande diversité morphologique, diversité qui peur se résumer à deux classes chimiques d’importance inégale : i) les clinopyroxènes magnésiens paraissent en équilibre avec le basalte hôte et se caractérisent par une gamme de rapport Al/Ti mise en relation avec leur niveau de cristallisation (haute, moyenne ou basse pression). Dans cette classe, des cpx caractérisés par l’absence de forme (germes anguleux) ou par leur richesse en chrome, sont considérés comme des xénolites mantelliques plus ou moins rééquilibrés avec le basalte hôte ; ii) les cpx riches en fer, par contre, constituent une classe chimique très hétérogène et sont évidemment en déséquilibre avec le basalte hôte. Ces cpx (ii) sont interprétés comme des xénocristaux plus ou moins différenciés ; leur diversité chimique traduit la nature plus ou moins évoluée (hawaiitique à trachytique ou phonolitique) des liquides avec lesquels ils ont été équilibre. L’ubiquité de ces cpx riches en fer dans les basaltes alcalins traduit le caractère généralisé du processus d’hybridation magmatique dans la basaltogenèse alcaline. Sur la base de ces considérations, nous avons montré l’existence de différents niveaux de différenciation selon les districts : trois dans la Chaîne des Puys et le Mont Dore ; deux dans la Chaîne de la Sioule ; un seul dans les Coirons). Le degré de différentiation est également variable suivant les districts (très poussé dans la Chaîne des Puys, le Mont Dore et le Coiron; assez limité dans la Sioule : très limité dans l’Aubrac) et suivant les niveaux. Comparativement à la Chaîne des Puys, le Mont Dore se distingue par la présence de xénolites mantelliques et par l’ébauche d’une différenciation dans le niveau le plus profond. La Chaîne de la Sioule montre également une ébauche de différentiation dans les deux niveaux identifiés, dont on ne connaît aucune trace actuellement en surface. La comparaison des deux districts fissuraux (le Coiron et l’Aubrac) nous a permis de montrer le caractère singulier du volcanisme excentrique (Coiron) par rapport à la zone volcanique axiale.