LE MASSIF DE L'AGLY

Situé entre les vallées de La Têt au Sud et de L'Agly au Nord, le massif de l'Agly, à l'Est des Pyrénées,

est un massif hercynien constitué d'un dôme migmatitique enveloppé par des métapélites d'âge

probablement paléozoïque inférieur.

Les métapélites présentent un degré de métamorphisme croissant vers le dôme.

Les isogrades sont disposés de façon concentrique autour du dôme.

La fusion partielle a eu lieu dans le champ de stabilité de la sillimanite.

La série lithologique La série des métapélites de l'Agly est d’âge Paléozoïque. Elle repose en discordance sur des gneiss

Protérozoïques.

Les réactions minéralogiques : La succession des isogrades est la suivante :

1. chlorite + feldspath potassique = biotite + muscovite

2. muscovite + chlorite = cordiérite + biotite

3. cordiérite + muscovite = andalousite + biotite

4. andalousite = sillimanite

5. muscovite = sillimanite + feldspath potassique

6. sillimanite + biotite = cordiérite + grenat + feldspath potassique

gneiss de Bélesta

gneiss de Caramany

schistes, calcaires, quartzites

poudingue

schistes, micaschistes,

quartzites

marbre

paléozoïque supérieur

(Siluro-dévonien)

350 m

paléozoïque inférieur

(Cambro-ordovicien)

1 500 m

discordance

protérozoïque

1 200 m

T

Remarques :

La cordiérite apparaît avant l'andalousite

Dans les métapélites, on note l'absence du grenat, de la staurotide et du disthène ; c'est à dire que les

réactions progrades suivantes, classiquement rencontrées dans les gradients MT-MP (type Barrowien

ou Dalradien), n'ont pas lieu :

chlorite + quartz = grenat

puis :

grenat + muscovite = staurotide + biotite

et :

staurotide + muscovite = disthène + biotite

Dans ce type de métamorphisme, le disthène se transforme ensuite en sillimanite

Le type de métamorphisme : Le gradient P/T est caractérisé par la transition prograde andalousite sillimanite

C'est un gradient de basse pression et haute température (type Abukuma), proche du métamorphisme de

contact. On le rencontre en Europe dans la chaîne hercynienne, au cours des derniers stades de

l'orogenèse (vers 300 Ma), mais aussi dans la zone nord-pyrénéenne au crétacé supérieur (100 – 80

Ma).

Les migmatites La fusion partielle des métapélites peut intervenir car les gradients BP-HT et MT-MP franchissent

généralement la courbe de fusion partielle des granites hydratés. Ce processus conduit à la formation de

migmatites, roches composées d'une association de produits et de résidus de fusion. Les liquides de

fusion sont de composition granitique (disparition des minéraux les plus fusibles, par exemple du

quartz, de la muscovite, du feldspath potassique et de la biotite) et le résidu réfractaire est composé de

plagioclase, sillimanite, cordiérite et/ou grenat.

La migmatitisation apparaît à des températures plus ou moins élevées en fonction de la concentration

en eau. Lorsque la pression d'eau diminue, on entre dans le faciès granulite, avec l'apparition d'un

orthopyroxène.

Dans le massif de l'Agly, le dôme migmatitique correspond aux orthogneiss anatectiques de Belesta et

de Caramany dans lesquels des granitoïdes (charnockite d'Ansignan) et des gabbros et norites sont

intrusifs. Les leucosomes sont à quartz, feldspath et grenat et le mélanosome à biotite, cordiérite,

grenat, sillimanite et plagioclase. La fusion partielle a eu lieu dans le champ de stabilité de la

sillimanite. L'association rencontrée dans les migmatites, à grenat, sillimanite, cordiérite, biotite,

feldspath potassique, plagioclase et quartz (kinzigite) correspond à des conditions P/T de Type

Barrowien (on connaît des reliques de disthène dans la série équivalente de la Montagne Noire) qui ne

correspondent pas au prolongement du gradient prograde des métapélites environnantes. L'évolution de

ces dômes est donc plus complexe que celle de son encaissant métapélitique. Il s'agit d'une évolution

rétrograde vers les hautes températures, avec fusion partielle très poussée. L'histoire pourrait être celle

d'un sous-charriage crustal suivi de l'injection de magmas mafiques d'origine mantellique. On connaît à

l'affleurement des métabasites. La fusion presque totale des gneiss de Caramany a pu produire les

charnockites.

Le contexte du métamorphisme HT-BP Dans les domaines géologiques où le flux thermique est élevé :

les arcs volcaniques et les régions arrière arc,

les domaines en extension où se produit un amincissement lithosphérique (dorsales océaniques,

rifts)

Dans les contextes d'hyper-collision où la production de chaleur radioactive est forte.

Dans le cas de la chaîne hercynienne d'Europe occidentale, ce métamorphisme se développe très

tardivement, durant le stade final de la collision. Il n'y a donc pas de relation avec une subduction

comme dans le système andin ou du Japon.

Interprétation L'évolution métamorphique de l'Agly est liée à l'évolution tardive de la chaîne hercynienne. Après la

collision, l’effondrement de la chaîne aboutit à un amincissement de la lithosphère et à une

accumulation de magmas mantelliques à la base de la croûte continentale ("underplating"). Ces

magmas basiques libèrent une grande quantité de chaleur, accentuant la migmatitisation dans la croûte

inférieure. Le transfert de chaleur à travers la croûte supérieure se fait par les dômes migmatitiques et

les granitoïdes. Les résidus de la fusion partielle correspondent aux intrusions mafiques et aux

granulites (on connaît des granulites dans la zone d'Ivrée et dans le Massif Central sous forme

d'enclaves dans les roches volcaniques).

Programme du stage

Lundi

Rendez-vous au camping d'Estagel entre 10h et 10h30

Présentation du massif de l'Agly :

Le massif de l'Agly, entre les fleuves La Têt et Agly, est situé dans la zone Nord-

Pyrénéenne (ZNP : 300 km de long pour une largeur variable entre 0 et 5 km), donc

au Nord de la faille Nord-Pyrénéenne. Il constitue l'un des 4 massifs Nord-Pyrénéens

avec Castillon, Les 3 Seigneurs et Arize.

Les bassins de la ZNP sont d'age Crêtacé inférieur et début du Crêtacé supérieur. Ils

ont fonctionné en pull apart à la faveur d'un déplacement relatif de l'Espagne par

rapport à la France le long d'une faille senestre. La série mésozoïque des bassins a été

métamorphisée (métamorphisme HT-BP) entre 98 et 87 Ma. La présence d'écailles de

péridotites (Lherz) atteste de la présence du manteau lithosphérique proche de la

surface avant la phase de raccourcissement Eocène (collision Espagne-France).

Reconnaissance des facies

Sites : Belvédère de Força Real, route de Força Real au col del Bou et col de la

Bataille, Bergerie de Caladroy, chateau de Caladroy, chemin du mas de la Julianne,

station de pompage de Montner, Raziguières.

Shales, grauwackes, schistes, schistes à silicates calciques, albitites.

Fin de journée : reconnaissance des secteurs pour chaque groupe

Mardi

Travail personnel sur le terrain : cartographie

Mercredi

Travail personnel guidé

Jeudi

Demi journée "structurale"

Vendredi

Fin du travail de cartographie

Samedi

Remise des rapports avant midi

Départ

Le métamorphisme hercynien du massif de l'Agly

Caractéristiques générales

Dans le massif de l'Agly, la surface des isogrades est parallèle à la schistosité.

Les textures sédimentaires ne sont reconnaissables que dans la zone à chlorite.

Présence, au sein des différentes zones, de niveaux centimétriques de quartzites à

silicates calciques (plagioclase calcique, amphibole, chlorite et épidote secondaire,

avec, parfois, des pyroxènes et des grenats).

La zone à chlorite et séricite

Smectite = illite + chlorite

Illite = séricite

L'association habituelle est à quartz, albite, muscovite et chlorite.

Faciès lithologiques : schistes et grès

Composition chimique d'un schiste au Sud de Força Real

La zone à biotite (400m)

chlorite + feldspath potassique = biotite + muscovite

Association : biotite, chlorite, muscovite, quartz et albite-oligoclase. La muscovite

peut être absente des faciès gréseux.

La zone à cordiérite

muscovite + chlorite = cordiérite + biotite

Apparaît très brusquement en gros porphyroblastes poecilitiques. Peu abondante dans

les bancs gréseux. De petits porphyroblastes millimétriques de chlorite poecilitique

peuvent apparaître dans les lits pélitiques.

La zone à andalousite (450m)

cordiérite + muscovite = andalousite + biotite

Au début de l'isograde, l'andalousite se développe au sein des nodules de cordiérite.

La chlorite disparait dans cette zone.

SiO2 65.00

TiO2 0.89

Al2O3 17.00

Fe2O3 6.40

MnO 0.05

MgO 2.04

CaO 0.20

Na2O 0.34

K2O 4.14

P2O5 0.13

H2O+ 3.95

H2O- 0.13

Total 100.27

La zone à sillimanite

sillimanite + biotite = cordiérite + grenat + feldspath potassique

muscovite = sillimanite + feldspath potassique

andalousite = sillimanite

Apparaît en fibres d'abord indépendantes puis au depends de l'andalousite qu'elle

remplace progressivement.

Vers le bas, la muscovite primaire disparaît au profit du feldspath potassique. Dans

cette zone, on situe le début de l'anatexie. Le grenat apparaît.