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C. R. Acad. Sci. Paris, t. 306, Série II, p. 1385-1388, 1988

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Géologie/Geology

Le gisement de talc de Carniés du massif nord-pyrénéen

dans les anatexites (Ariège) des Trois Seigneurs

Chantai DURAND-WACKENHEIM, Bernard GAVOILLE et Jean THIEBAUT Résumé—Un gisementde talca été exploitéautrefoisprèsde Carnièsdansles migmatitesde la partieorientaledu massifdesTroisSeigneurs.La formationde ce gisements'esteffectuéeen deux temps: — Aucoursdu métamorphisme, dessédimentsmarno-dolomitiques ontététransformésen roches silicatéescalco-magnésiennes dont un témoin persistesous formed'une vaste enclaveau sein d'anatexitesgranitoïdes. — Unefracturationtardi-hercynienne a ensuitepermislecheminement dessolutionsmagnésiennes d'unemétasomatose aboutissantà uneparagenèsetalc-chlorite-cordiérite à unetempéresponsables raturede l'ordrede 500°pour unepressionde 1kbar. The talc deposit from Carniès (Ariège) within the anatexites of the Trois Seigneurs Massif (North pyrenean zone) — Abstract A talcorebodywasexploitedin thepast inthe vicinityof Carnièswithinthemigmatites fromtheeasternpart of theTroisSeigneurs massif. Theformationof this deposittookplacein two stages: — Tothe metamorphism intocalk-magnesian phasethedolomitesandthemarisweretransformed silicatedrocks,forminga largeenclavewithingranitoidanatextites. — Duringthe late hercyniantectonicphasemagnesiansolutionsled to the metasomatic process at a température of 500°Cwitha pressurearound1kb. givinga talc-chlorite-cordierite Dans la partie nord orientale du massif des Trois Seigneurs, à 2 km à l'Ouest de Gourbit, et un peu au NE de Carniès, au lieu dit « Les Roucatels », fut exploité aux environs de 1900 un gisement de talc, cité par M. Mussy [1], qui n'a fait depuis l'objet d'aucune étude géologique. Dans ce site, on peut retrouver les traces d'anciens travaux : quelques excavations et un travers-banc d'une trentaine de mètres orienté NE-SW. Malgré le manque de continuité des affleurements et l'absence d'une connaissance des limites exactes de la zone qui fut exploitée, nous nous proposons cependant de décrire les différentes formations du gisement et d'essayer d'en expliquer la genèse. — L'encaissant est constitué par les anatexites de l'Est CADREGÉOLOGIQUE RÉGIONAL. du massif des Trois Seigneurs [2]. Elles admettent des enclaves de dimensions très variables de roches silicatées calco-magnésiennes qui proviennent du métamorphisme d'anciens sédiments dolomitiques (présence de marbres au coeur de certaines enclaves [3]). Dans cette région la direction linéamentaire NW-SE est fondamentale (fig.) : du Col de Port à Gourbit le contact nord-est des migmatites et des formations sédimentaires du Bassin de Tarascon suit cette direction comme la suivent aussi les deux étroites langues ophitiques le long de ce contact. C'est elle qui, un peu plus à l'Ouest, à l'intérieur du massif, règle l'alignement de petits gites exploités autrefois pour le minerai de fer [4]. — Matérialisant la limite occidentale des PÉTROLOGIE DESFORMATIONS OBSERVÉES. affleurements en étude affleure un banc vertical de 2 m de puissance, de direction NWSE formé de quartz abondant, d'anorthite An 95, de ferrosalite (anal. 1), de hornblende verte, de pistacite et de sphène; sans transition, on passe ensuite à une amphibolite de 1 m d'épaisseur constituée de trémolite en longues aiguilles mêlée à de la pistacite et Note présentée par Maurice ROQUES. $2.00 © AcadémiedesSciences 0249-6305/88/03061385


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Systèmede faillesdansla partienord-orientale dumassifdesTroisSeigneurs. M, Migmatites; to,Ophites;Fe,Gitede fer;T, Talc. FaultsSystemwithinthe northeasternpart of the TroisSeigneurs Massif. M, Migmatites; co= Ophites;Fe,Ironore;T, Talcdeposit.

localement à de la clinohumite jaune. Au-delà se développe la formation talcifère dans laquelle on peut reconnaître trois types de paragenèses. — Dans le premier d'entre eux la roche n'est formée que de trémolite (anal. 2 et 3) en cristaux plurimillimétriques à centimétriques, enchevêtrés, maclés, non orientés, parfois déformés ou cassés. Le long des sutures, des plans de macles et de clivages, des fissures et sur le pourtour des cristaux, l'amphibole se transforme progressivement en talc. L'intensité du phénomène est très variable, dans les cas extrêmes la trémolite ne subsiste plus qu'à l'état de reliques aux contours déchiquetés dans le talc. Ce dernier est généralement très finement cristallisé, mais, il peut aussi se présenter en grandes plages souvent découpées en plusieurs fragments déplacés les uns par rapport aux autres, cimentés par des paillettes très fines qui pourraient provenir de l'émiettement des bords de ces fragments. Exceptionnellement de rares rhomboèdres de calcite secondaire sont associés au talc. L'examen des lames minces montre sans aucune ambiguïté que la talcification s'est opérée sans variation de volume. — Hérité sans doute de la nature du sédiment originel le second type, de loin le plus est fréquent, marqué par un caractère beaucoup plus alumineux et potassique que traduit l'association d'un peu d'orthose et surtout de phlogopite (anal. 6) avec de la trémolite. Cette dernière présente également des teneurs en A1203 voisines de 4 %, soit dix fois supérieures à celles des trémolites du premier type paragénétique (anal. 4 et 5). La transformation de cette trémolite en un talc lui-même alumineux (anal. 11 et 12) est précédée de celle de la phlogopite en clinochlore (anal. 7) et de la cristallisation de petits prismes de rutile à partir du Ti libéré. La généralisation de ces processus conduit alors au « minerai » exploité constitué fondamentalement par du talc cimentant de la chlorite dont les grandes lamelles ployées souvent groupées en gerbes palmées reproduisent la morphologie des micas. Associées au talc et à la chlorite il importe de souligner des néoformations de cordiérite magnésienne (anal. 9) sur la signification de laquelle nous reviendrons ultérieurement; il s'agit de cristaux subautomorphes, le plus souvent cassés en plusieurs fragments mais sans la moindre trace de déformation; cette cordiérite est parfaitement limpide, seul le pourtour des cristaux présente une étroite frange de petites paillettes de séricite magnésienne d'altération (anal. 10). L'apatite peut être localement très abondante (jusqu'à 10 % et plus du volume de la roche). Enfin, de beaux prismes de


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TABLEAU Compositions chimiquesdesMinéraux(fer totalsousformede FeO). Chemical compositions of Minerais. Si02 A1203 Ti02 FeO MnO MgO CaO Na20 K2O

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

52,38 0,29 0 14,46 1,09 8,07 23,17 0,03 0

59,30 0,38 0 0,61 0,02 24,08 13,22 0,01 0,44

58,88 0,48 0 0,75 0,02 24,39 12,85 0,08 0

55,37 4,10 0,17 1,37 0,11 22,85 13,34 0,34 0,05

56,24 3,99 0,15 1,59 0,14 22,07 13,49 0,39 0

41,49 17,34 0,79 2,95 0 23,10 0,15 0,08 9,25

28,66 21,95 0 4,43 0 29,96 0 0,04 0,02

29,45 21,77 0,04 3,57 0,04 30,62 0 0 0,01

50,45 33,77 0 1,80 0,02 12,26 0 0,21 0,01

47,28 32,10 0 0,90 0,05 5,58 0,03 0,11 9,05

59,26 4,02 0,25 2,40 0 27,70 0,07 0,48 0,02

60,28 2,83 0,21 2,26 0 28,23 0,08 0,33 0,04

TOTAL

99,61 98,06 97,45 97,70 98,06 95,15 85,06 85,50 98,52 95,10 94,20 94,26 1,Ferrosalite;2,3, Trémolitedu premiertype de paragenèse;4,5, Trémolitedu deuxièmetype;6, Phlogopite; 7, Chloritedu deuxièmetype; 8, Chloritedu troisièmetype; 9,Cordiérite;10,Séricite;11,12,Talc. (Microsonde interuniversitaire de Nancy). dravite (MgO= 11,44 FeO=l,13 CaO = 2,58) poecilitiques très irrégulièrement répartis suivant les échantillons complètent cette paragenèse. — Ce gisement comporte enfin des roches très fortement cataclasées, à structure fréquemment microbréchique constituées presqu'exclusivement de clinochlore (anal. 8). Elles paraissent correspondre aux « schistes verdâtres très métamorphiques » que M. Mussy [1] signalait en bordure du gisement attenant aux migmatites. Faute de bons affleurements on ne peut que se borner à des hypothèses quant à leur origine. Peut-être s'agit-il de la transformation de concentrations surmicacées, telles que l'on en connaît parfois en bordure des enclaves calco-magnésiennes [3]; plus vraisemblablement on peut penser à une intense chloritisation d'une étroite bande de migmatites le long d'un contact faille : ce processus a été décrit dans la plupart des gisements de talc pyrénéens [5]. Cette hypothèse est confortée par un argument d'ordre tectonique : le gisement des Roucatels est situé sur le prolongement de la faille NW-SE du Col de las Cremades (fig.) comme en témoignent les structures bréchiques, les cassures et déformations des cristaux. Précisément le long de cette faille, près du Col, ont été décrits dans une anatexite cataclasée des amas de chloritites d'origine hydrothermale [2]. LAGENÈSE DUTALC.— Dans ce gisement, la genèse du talc est directement liée à la transformation de la trémolite à volume constant. Suivant la méthode proposée par M. Roques [6] nous avons mesuré le bilan des échanges géochimiques en utilisant les résultats des analyses de deux cristaux de trémolite et de deux cristaux de talc (anal. 4, 5, 11 et 12) provenant d'échantillons du type alumineux ci-dessus décrits. Pour chacun des deux types de minéraux la moyenne des deux analyses s'établit ainsi : Trémolite Si761Al0>65Fe017Mg4j55Cali96Na0il0H2O24. Talc Si7i73Al052Fe0i25Mg5j39Ca0i01Na0il0H4O24. Les densités de la trémolite et du talc étant voisines respectivement de 3,02 et 2,77, le nombre d'atomes de talc occupant le même volume que 1000 atomes de trémolite est 1002, ainsi répartis : Si Al Fe Ca Na H O TOTAL Mg Trémolite 4 111 48 2 1 000 186 16 48 585 Talc 573 185 12 6 129 0 2 95 1002


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— Il n'y a ni apport, ni départ de Si au cours de cette métasomatose. Le taux anormalement élevé d'aluminium dans le talc est directement lié à celui de cet élément dans l'amphibole. Il doit en être de même du fer. — Le magnésium est apporté dans une proportion un peu supérieure à 15 % par rapport au magnésium autochtone provenant de la trémolite. — Le calcium libéré en totalité pourrait être en partie fixé par l'apatite dont nous avons montré l'exceptionnelle abondance dans les zones talcifiées, ce qui, par voie de conséquence, implique la présence de P2Os dans le fluide responsable de la métasomatose. Il a, par ailleurs, été souligné la présence de néoformations de cordiérite magnésienne entourée de fines paillettes de talc dans des zones relativement riches en chlorite. En 1978, J. V. Chernovsky [7] étudia expérimentalement l'équilibre : clinochlore + quartz = cordiérite magnésienne + talc + vapeur. A des pressions de fluide de 0,5 et 1 kbar correspondent des températures de 482 et 500°C. Ces chiffres sont un peu supérieurs à ceux avancés par B. Moine [8] relatifs aux conditions de formation du talc du gisement de Trimouns dans le massif du Saint-Barthélémy, directement à partir de roches dolomitiques. Si cette réaction n'a guère d'intérêt vis-à-vis de la quantité de talc dont elle permet d'expliquer la formation qui, vu la rareté de la cordiérite, est nécessairement très faible, elle apporte par contre un élément important d'appréciation des conditions thermodynamiques de la formation du talc dans ce type de gisement. L'histoire de la formation de ce gite peut ainsi se résumer : enclavé dans les migmatites hercyniennes du massif des Trois Seigneurs, un panneau de roches silicatées calcomagnésiennes témoigne d'une sédimentation originelle dolomitique et marno-dolomitique. Une fracturation tardihercynienne est responsable de l'ouverture d'un réseau de failles NW-SE. L'une d'entre elles provoque dans le panneau enclavé une cataclase modérée en climat distensif ouvrant la voie à la circulation de solutions magnésiennes, responsables de la chloritisation des micas et de la talcification de la trémolite dans des conditions de température voisines de 500°C pour une pression de 1 kbar. Notereçuele 11mars 1988,acceptéele 31mars1988. RÉFÉRENCES BIBLIOGRAPHIQUES Ann.Mines,I, 6eS., 1870,p. 459-518. [1] M. MUSSY, Bull.Soc.Hist.nat. Toulouse, 91,1956,p. 49-92. [2]J. THIEBAUT, et J. THIEBAUT, Bull.Soc.Hist.nat. Toulouse, [3]N. MORRE 98,1963,p. 520-534. J. Bull. S oc.Hist.nat. 463-466. 106,1970,p. [4] THIEBAUT, Toulouse, Ch. DURAND-WACKENHEIM et J. THIEBAUT, C.R.Acad.Sci. Paris,303,sérieII, 1986, [5] M. DEBEAUX, p. 1489-1492. Sciencesdela Terre,h.s. Colloque68,C.N.R.S.,1955,p. 191-195. [6] M. ROQUES, Amer.Miner.,63, 1978,p. 73-82. [7] J. V. CHERNOVSKY, Bull.Minéralogie, n° 105,1982,p. 76-88. [8] B. MOINE, Laboratoire de Pétrographie et Minéralogie, de Franche-Comté, routede Gray,25030Besançon Cedex. Université


talc de Carniès